Luento 7 Flashcards
Normaalimikrobistolla tarkoitetaan
jatkuvasti läsnä olevia mikrobilajeja
Vaihtuvalla mikrobistolla tarkoitetaan
ajoittain ilmeneviä lajeja
Kommensalismi
yksi organismi hyötyy, toinen ei hyödy eikä kärsi
Mutualismi
molemmat organismit hyötyvät
Parasitismi
yksi organismi hyötyy, toinen kärsii
Valtaosa normaalimikrobistosta luonteeltaan
kommensalistisia
esim. rauhasten eritteitä ravinteinaan käyttävät
Paksusuolen normaalimikrobisto on luonteeltaan
mutualistisia,
tuottavat K-vitamiinia ja käyttävät ravinnokseen ei-imeytyviä molekyylejä
Solunsisäiset loiset ovat luonteeltaan
parasiitteja
Mikrobien välinen antagonismi
Kilpailu elintilasta ja ravinteista: suojaa patogeenisiltä bakteerilajeilta ja estää tiettyjen lajien liiallisen kasvun
Tasapainon horjuessa opportunistisia infektioita
Ruoansulatuskanavan normaalimikrobisto
E. coli ja muut bakteerit tuottavat lajispesifisiä bakteriosiineja, rajoittaa mm. Salmonella-kantojen kasvu
Clostridium difficile –antibioottiripuli
Normaalitilanteessa paksusuolen normaalimikrobisto estää C. difficilen liikakasvun
Candida albicans -vaginiitti
normaalitilanteessa vaginan Lactobacillus –bakteerit ylläpitävät pH:n välillä 3-4; pH:n noustessa C. albicansin kasvu kiihtyy
Patogeeni on
tautia aiheuttava mikrobi
Virulenssi
taudinaiheuttamiskyky
Virulenssitekijä
mikrobin ominaisuus joka lisää kykyä tunkeutua isäntäorganismiin ja/tai välttää immuunijärjestelmän aktivaatio
Infektion kulku
- Kontakti
- invaasio
- kolonisaatio
- eliminointi tai infektiosairaus
Altistusreitit: limakalvot
ruoansulatuskanava, hengitystiet, konjuktiiva, virtsatiet ja sukupuolielinten limakalvot
Altistustiet: Iho
rauhastiehyet
Altistustiet: Parenteraalireitti
haavat, hyttysten pistot, eläinten puremat, neulat
Useilla mikrobeilla spesifi altistusreitti edellytyksenä
taudinaiheuttamiskyvylle
ID50 –arvo vaihtelee altistusreitin mukaan
Adhesiinit
Kiinnittävät mikrobin isäntäorganismin rakenteisiin
Suuri vaihtelu lajien välillä ja sisällä
Adhesiineja ovat
Glykokalyksi
Fimbriat, pilukset, flagellat
Virusten pintaproteiinit
Virulenssitekijöitä (5)
- Kapseli
- Soluseinän komponentit
- Pilkkovat entsyymit
- Toksiinit
- Antigeenien muuntelukyky
Kapseli on
Hiilihydraattien muodostama suojakerros, bakteerien uloin rakenneosa
Kapseli suojaa
fagosytoosilta
Kapselin suojaamia patogeenejä (4)
– Streptococcus pneumoniae, keuhkokuume – Harmophilus influenzae: pienten lasten keuhkokuume ja aivokalvontulehdus – Klebsiella pneumoniae: keuhkokuume – Bacillus anthracis: pernarutto – Cryptococcus –sieni
Kapseli auttaa pintoihin kiinnittymisessä
biofilmit, esim. Streptococcus mutans
Kapseli-spesifisillä vasta-aineilla
immuunipuolustus tuhoaa mikrobin nopeasti
Soluseinän suojaavia komponentteja ovat (3)
Streptcoccus pyogenes: M-proteiini
Neisseria gonorrhoeaen (gonokokki) Opa-proteiini
Mycobacterium –lajien soluseinän vahakerros (mykolihappoa)
M-proteiini
– Soluseinän osana ja fimbrioissa
– Estää komplementin aktivoitumisen ja fagosytoosin
– epiteelisolujen tunnistaminen ja niihin kiinnittyminen
– Immuniteetti S. pyogenestä vastaan: M-proteiinin tunnistavat vasta-aineet
Opa-proteiini
– Fimbrioiden lisäksi gonokokin tärkein virulenssitekijä
– Osana ulkokalvoa
– Kiinnittyminen lymfosyytteihin ja epiteelisoluihin, siirtyminen solun sisään
Mykolihappo estää
pilkkovien entsyymien toiminnan fagosytoosin yhteydessä
Eksoentsyymit (5)
Koagulaasit Kinaasit Hyaluronidaasi Kollagenaasi Ig A –proteaasi
Koagulaasit pilkkovat
fibrinogeenin fibriiniksi => verihyytymä
koagulaasien muodostama verihyytymä suojaa
bakteeria estämällä immuunijärjestelmän komponentteja
tunnistamasta sitä
eräät Streptococcus ja Staphylococcus –lajit
Kinaasit pilkkovat
fibriiniä => verihyytymien pilkkoutuminen
streptokinaasi (Streptococcus pyogenes),
stafylokinaasi (Staphylococcus aureus)
Hyaluronidaasi pilkkoo
hyaluronihappoa; osa solunulkoista ainetta
sidekudoksessa
– eräät streptokokit ja Clostridium-lajit
– aikaansaa kudoksen muuttumisen mustaksi haavaumissa
Kollagenaasi pilkkoo
kollageenia, osa solunulkoista ainetta
– Clostridium
Ig A –proteaasia käyttää
Neisseria -lajit
Antigeeni on
mikrobin rakenne jonka immuunijärjestelmä tunnistaa
Eräillä mikrobeilla antigeenisistä proteiineista useita variantteja; sama solu voi vaihtaa vari-
antin toiseen
– Neisseria spp.
– Influenssavirukset
– Trypanosoma brucei (alkueläin, unitauti)
Eukaryoottisoluissa solunsisäinen tukiranka eli
cytoskeleton
– Aktiini muodostaa mikrofilamentit
Mm. Salmonella ja E. coli kiinnittyvät epiteelisolun pintaan, jolloin
bakteerien invasiinit aiheuttavat solukalvon muodonmuutokset -> aktiinifilamenttien uudelleenjärjestyminen
Mm. Shigella, Listeria liikkuvat solun sisällä
aktiinifilamentteja pitkin
Miksi mikrobin läsnäolo aiheuttaa sairauden? (4)
- Ravinteiden kuluttaminen
- Suorat kudosvauriot
- Toksiinien tuottaminen
- Yliherkkyysreaktioiden aikaansaama patologinen reaktio
Mikrobien aiheuttama ravinteiden kuluttaminen
Mikrobisolujen kasvunopeus huomattavasti isäntäorganismin soluja nopeampaa
Parasiitteinä elävät alkueläimet
Rautavarastojen käyttöönotto
Bakteerien siderosporeilla on
korkeampi affiniteetti rautaioneihin kuin ihmisen rautaa sitovilla proteiineilla
Suorat soluvauriot
Solunsisäiset mikrobit:
– Isäntäsolu hajoaa mikrobin vapautuessa
Solunsisäisen tukirangan muutokset
– Salmonella, Shigella, E. coli
Solunsisäiset mikrobit
virukset, solunsisäiset bakteerit ja alkueläimet
Virusten aikaansaama sytopaattinen efekti (CPE)
– Suora mekaaninen vaurio virionien korkeasta määrästä johtuen
– Isäntäsolun DNA/RNA/proteiinisynteesin pysäyttäminen
– Signalointireittien manipulointi
– Latentit infektiot: transformaatio
Useiden solujen fuusioituminen
syncytia
Sytopaattisen efektin ilmenemisajankohta
vaihtelee lajispesifisesti
Eksotoksiineja tuottaa
Gram+ ja Gram- bakteerit
Eksotoksiinit ovat
proteiineja, usein entsymaattinen aktiivisuus
inaktivoitavissa kuumentamalla ja denaturoimalla
Eksotoksiinit aikaansaavat elimistössä
vasta-ainereaktion (antitoksiinien muodostuminen)
Eksotoksiinit tuotetaan
solun sisällä, eritetään aktiivisesti tai vapautuvat solun hajotessa
Eksotoksiinien vaikutus
Erittäin potentteja ja useimmiten erittäin spesifiset vaikutukset
– A-B –toksiinit
– Kalvoihin vaikuttavat toksiinit
– Superantigeenit
A-B -toksiinit
Heterodimeerinen proteiinirakenne
– B-osa tunnistaa kohdesolun
– A-osa aikaansaa toksisen vaikutuksen
A-B -toksiineja
Tetanustoksiini ja botuliinitoksiini: Clostridium-bakteerien tuottamia neurotoksiineja
Difteriatoksiini (Corynebacterium diphteriae)
Vibrio enterotoksiini (kolera)
Solukalvoon vaikuttavat eksotoksiinit muodostavat
kanavarakenteita solukalvoon – Etenkin streptokokit ja stafylokokit: – Fagosytoivien solujen tuhoaminen • Leukosidiinit – Punasolujen tuhoaminen • Hemolysiinit
Fosfolipidirakenteen rikkovat toksiinit
– Esim. Clostridium perfringens
Superantigeenit aikaansaavat
T-solujen epäspesifisen aktivaation
T-solujen epäspesifisen aktivaation johdosta
Sytokiinireaktio ylittää elimistölle hyödyllisen määrän ja aikaansaa kudosvaurion, yleisluontoinen myrkytysoireisto, sokki
Streptococcus pyogenes erytrogeenisten toksiinien (A, B ja C) vaikutus
Paikallinen sytokiinireaktio vaurioittaa ihonalaisessa kudoksessa olevia verisuonten seinämiä => tulirokko (scarlet fever)
Staphylococcus aureus aiheuttaa
toksinen sokkioireyhtymä
Endotoksiinit ovat
Gram neg- bakteereista vapautuvia lipidejä
Endotoksiinilipidi
LPS, lipopolysakkaridi
Lipidien ja hiilihydraattien muodostama kompleksimolekyyli, gram- bakteerien ulkokalvossa
Lipidi A vapautuu
solun kuollessa tai solukalvon vaurioituessa
– Fagosytoosi, antimikrobiset aineet, spontaani vapautuminen kasvavista soluista
LPS vaikutus
samankaltainen lajista riippumatta: makrofagien sytokiinituotannon stimulointi: interleukiinit ja TNF
LPS oireet
=> kuume, vilunväristykset, ruoansulatuskanavan oireet
Endotoksiinisokki
potentiaalisesti hengenvaarallinen
– Sokki = äkillinen verenpaineen lasku
LPS aktivoivat
veren hyytymistekijöitä, suonensisäiset mikrohyytymät
LPS vastaan
Ei antitoksiinivastetta
Endotoksiinien aikaansaama kuume
- Makrofagi syö gramneg bakteerin
- Bakteeri hajoaa vakuolissa, endotoksiinien vapautuminen aiheuttaa sytokiinien synteesin makrofagissa
- makrofagi vapauttaa sytokiinit verenkiertoon, ne kulkeutuvat hypotalamukseen
- hypotalamus tuottaa prostaglandiineja, jotka nostaa kehon lämpötilaa
Lysogeeninen infektio
bakteriofagin kantamien geenien inkorporoituminen bakteerin kromosomiin
Lysogenian tuottamat virulenssitekijät
Toksiinit: esim. botuliini, difteria, erytrogeeniset toksiinit, enterotoksiinit, Shiga-toksiini
Pilkkovat entsyymit: esim. Streptococcus mutans dekstransukraasi
Rakenneosat: esim. Streptococcus pneumoniae kapseli, E. coli fimbriat
Sienten tuottamat toksiinit
Allergiset reaktiot (homesienet)
Aflatoksiin (Aspergillus flavus)
Sytotoksiinit (Estävät proteiinisynteesiä eukaryooteissa, esim. Fusidium -suku)
Ergotismi (Claviceps purpurea, LSD)
Infektion synty ja eteneminen riippuu
tunkeutumistiet mikrobien määrästä adheesio penetraatiosta tai evaasiosta vahingon määrästä poistumistiet