Bakterie Clostridium to rodzaj obejmujący bardzo wiele gram-ujemnych gatunków bakterii o kształcie laseczek. Ich cechą charakterystyczną jest to, że wytwarzają zarodniki umieszczone wewnątrzkomórkowo. Rodzaj Clostridium obejmuje zarówno gatunki ruchliwe - wokółrzęse jak i nieruchliwe - nie posiadające rzęsek. Przedstawiciele rodzaju Clostridium są bezwzględnymi beztlenowcami i chemoorganotrofami. Fermentują różne związki organiczne. Ze względu na biegunowe lub podbiegunowe położenie przetrwalników oraz hydrolizowanie bądź niehydrolizowanie żelatyny rodzaj Clostridium podzielono na 5 grup obejmujących 61 różnych gatunków. Większość z nich to bakterie niechorobotwórcze dla ludzi. Występują one powszechnie w naturalnym środowisku, czyli w glebach i wodach. Istnieją też gatunki żyjące w jelitach człowieka i zwierząt. Niektóre gatunki z rodzaju Clostridium powodują ciężkie schorzenia np.:

  • Clostridium tetani (laseczka tężca) - jest to bakteria oporna na działanie środków odkażających, wydziela bardzo silną ektotoksynę - tetraspazminę, która powoduje groźną chorobę zwaną tężcem. Jest to choroba zakaźna charakteryzująca ogólnie wzmożoną pobudliwością i skurczami mięśniowymi wyzwalanymi działaniem neurotoksyny,
  • Clostridium botulinium (laseczka jadu kiełbasianego) - jest to bakteria oporna na działanie czynników fizycznych. Wytwarza jedną z najsilniej działających toksyn bakteryjnych, zwana toksyną botulinową lub toksyna jadu kiełbasianego. Jest ona około 400 razy silniejsza od toksyny tężcowej. Zatrucie jadem kiełbasianym polega na zachowaniu pełnej świadomości. Ma bardzo ostry i bezgorączkowy przebieg. Charakterystyczne dla tego zatrucia są zaburzenia wzrokowe - zamglone widzenie, podwójne widzenie, brak reakcji źrenic na światło, chrypka, bezgłos, suchość w jamie ustnej, zaparcia.
  • Clostridium histolyticum, Clostridium novyi, Clostridium perfringens, Clostridium septicum, Clostridium sordelli, Clostridium sporogenes są to drobnoustroje zgorzeli gazowej powodujące ciężkie zakażenia przyranne.

Rezerwuarem zakażenia są gleby, a w szczególności te nawożone, wody, pośrednio także przewody pokarmowe zwierząt trawożernych. Możliwość zakażenia stanowią rany i zadrapania zanieczyszczone ziemią lub kurzem, w których mogą znajdować się zarodniki bakterii.

Clostridium perfringens

Laseczka bakterii Clostridium perfringens ma wielkość 1x 2 - 4 μ. W odróżnieniu od pozostałych laseczek beztlenowych nie posiada rzęsek. Jej cechą charakterystyczną jest to, że wytwarza otoczkę dzięki czemu jest oporna na temperaturę i nawet gotowanie jej nie zabije. Bakteria ta wytwarza również zarodniki, ale znacznie trudniej niż inne laseczki. Wytrzymałość zarodników na działanie czynników zewnętrznych jest mniejsza niż innych zarodników laseczek beztlenowych. W wodzie chlorowanej laseczki zgorzeli giną, natomiast wykazują szczególną wrażliwość na penicylinę. Clostridium perfringens można wyhodować w warunkach laboratoryjnych na pożywce agarowej z dodatkiem krwi. Rosną one w temperaturze od 18 - 380C w warunkach beztlenowych oraz przy nieznacznej ilości tlenu. Wyhodowane kolonie maja barwę szarobiałą a jej brzegi są gładkie i wypukłe. Laseczka Clostridium posiada właściwości sacharolityczne oraz zdolności do wytwarzania lecytozyny.

Obecnie wyróżnia się 5 typów laseczek zgorzeli gazowej: A, B, C, D, E i F. Wytwarzają one 12 różnych egzotoksyn, które mogą powodować nagła śmierć u zwierząt laboratoryjnych i gwałtowne objawy chorobowe u ludzi. Zgorzel gazowa, zatrucia pokarmowe oraz zakażenia szpitalne wywoływane są głównie przez Clostridium perfringens typu A i F. Rezerwuar i źródło zakażenia stanowi przewód pokarmowy zwierząt roślinożernych, głównie koni, a także ludzi.

Do zatrucia pokarmowego laseczką zgorzeli gazowej dochodzi najczęściej po spożyciu zakażonej zarodnikami żywności np. konserw mięsnych, szynek poddawanych pasteryzacji, drobiu, przetworów warzywnych, sosów, zup, miodów. Pośrednim źródłem zakażenia może być też ziemia, kurz, kał zwierząt i ludzi.

Do uwolnienia szkodliwej endotoksyny dochodzi w trakcie rozwijania się spor w dojrzałe komórki bakteryjne co odbywa się w jelicie cienkim i grubym. Objawy zatrucia pokarmowego występują zazwyczaj po 8 - 12 godzinach od spożycia zakażonych potraw. Czas ten może ulec również wydłużeniu nawet do 24 godzin. Symptomem zatrucia są gwałtowne i bardzo silne bóle brzucha z niewielką biegunką bardzo często z domieszka krwi. W czasie zatrucia pokarmowego, wytwarzane w jelicie toksyny powodują zatrzymanie transportu glukozy oraz utratę wielu białek ustrojowych a także uszkodzenie nabłonka jelitowego. Szkodliwe endotoksyny rozkładają lecytynę - bardzo ważne białko transportowe oraz białka krwi.

Coraz częściej źródłem Clostridium perfringens jest woda, a w szczególności ścieki. Bardzo często zdarza się tak że woda która zostanie zanieczyszczona ściekami może zostać pobrana przez wodociągi lub czerpana ze studni. Zawarte w zanieczyszczonej wodzie bakterie Clostridium mogą spowodować stan zapalny skóry i tkanki podskórnej. Zapalenia tkanki podskórnej wywołane bakteriami Clostridium perfringens bardzo często jest spotykane u osób cierpiących na cukrzycę, np. po przeprowadzonej amputacji kończyn. Laseczki beztlenowe zgorzeli wywołują zakażenia ropne i ropienie np. w pęcherzyku żółciowym, jamie brzusznej, macicy i jajowodach. Innym schorzeniem spowodowanym toksynami może być martwicze zapalenie jelita cienkiego, w wyniku którego rozwijający się ropień powoduje odsłonięcie ściany jelita.

Najcięższym i najniebezpieczniejszym zakażenie przyrannym jest zgorzel gazowa zwana inaczej szelestnicą (gangraenea gaseosa, gangraenea emphysematosa). Powoduje ona martwicę tkanek i zajęcie przede wszystkim mięsni czemu towarzyszy bardzo silny ból, znaczny obrzęk tkanki otaczającej ranę oraz gromadzenie się dużej ilości płynu posokowatego o zabarwieniu krwistobrunatnym. Zakażenie zaczyna się od momentu wniknięcia sporów Clostridium do rany w której panują warunki beztlenowe lub gdy obecność bakterii tlenowych - zużywających tlen, powoduje wytworzenie warunków beztlenowych. Spory zaczynają wtedy kiełkować i rozpoczyna się proces ich wzrostu. Rosnące bakterie wytwarzają toksyny, głównie jest to tzw. toksyna kappa (kolageneza), która doprowadza do zniszczenia kolagenu i wielu innych białek. Charakterystyczne dla tego zakażenia jest wytwarzanie przez bakterie w wyniku procesów przemiany materii i procesów fermentacyjnych dużej ilości mdlących, słodko pachnących gazów gnilnych.. Pęcherzyki tych gazów gromadzą się w obrębie wiotkich tkanek. Tkanki objęte zgorzelą gazową specyficznie trzeszczą przy ucisku na skutek przesuwania się pęcherzyków gazu. Powstałe ektotoksyny są odpowiedzialne za groźny obraz kliniczny, w którym dominują objawy ciężkiego ogólnego zatrucia.

Inną drogą zakażenia może być zanieczyszczenie ran szarpanych głównie ziemią, nawozem, kałem czy wydzielina z dróg rodnych. . Zdarza się również, że po aseptycznie przeprowadzonych zabiegach chirurgicznych lub po zabiegach w których użyto kegut (szwy organiczne, które są wchłaniane przez ciało) zawierający zarodniki Clostridium perfringens.

Bakterie Clostridium perfringens mogą być przyczyna bakteriemii, która polega na pojawieniu się beztlenowych laseczek zgorzeli gazowej w krwi obwodowej. Może to doprowadzić do wystąpienia posocznicy (inaczej septicemia lub sepsa), której towarzyszy ostra niewydolność narządów i układów. Posocznica wywołana przez Clostridium perfringens przebiega bardzo ostro a towarzyszy jej wysoka gorączka, dreszcze, obrzęk, rumień, martwica cewek nerkowych, bardzo niskie ciśnienie krwi, hemoliza wewnątrznaczyniowa oraz ogólne głębokie zmiany narządowe. Bardzo ostra forma posocznicy może pojawić się w wyniku poronienia, a poza typowymi objawami posocznicy mogą pojawić się bardzo silne bóle mięśni, dotkliwe skurcze jelit, biegunka, nudności, torsje, skąpomocz, żółtaczka a także wstrząs anafilaktyczny.

Leczenie zgorzeli gazowej polega głównie na podaniu antybiotyków z grupy penicyliny (B - laktarnowych), terapii tlenem hiperbarycznym, który powoduje zahamowanie wzrostu, rozwoju i tym samym uwalnianie toksyn przez bakterie beztlenowe z równoczesnym szerokim nacięciem zmienionych tkanek. W przeszłości taki rodzaj zakażenia można było ograniczyć jedynie przez amputację kończyny lub kończyn

Bardzo dużo problemów stwarza diagnostyka zgorzeli gazowej wywołanej przez Clostridium perfringens, gdyż pojawienie się bakterii w kale nie jest jeszcze oznaką choroby. Pewne szczepy Clostridium są naturalnym składnikiem flory bakteryjnej jelit a także występują w żeńskich drogach rodnych. W oparciu o badania diagnostyczne zatrucie zgorzelą stwierdza się gdy w 1 gramie kału znajduje się powyżej 1000000 bakterii, natomiast 1000 bakterii w 1 gramie kału jest wartością naturalną dla floty bakteryjnej przewodu pokarmowego.

Przebycie choroby nie zapewnia odporności. Następstwem zgorzeli gazowej są poważne zaburzenia ogólnoustrojowe lub śmierć w wyniku ciężkiego zatrucia toksynami laseczek zgorzeli gazowej i produktami rozpadu tkanek.