Mikrobiologia lekarska Flashcards
metody diagnostyczne stosowane w izolacji i identyfikacji patogenów (3)
Zawsze najpierw wywiad z pacjentem
- diagnostyka klasyczna
- diagnostyka immunologiczna
- diagnostyka molekularna
diagnostyka klasyczna (etapy - 5)
- wywiad z pacjentem
- badanie ogólne krwi, białko CRP (jego poziom drastycznie wzrasta podczas infekcji), hemoglobina, morfologia z rozmazem, badanie węzłów chłonnych, osłuchanie (określenie miejsca infekcji)
- gdy chcemy wprowadzić antybiotyk, najpierw należy pobrać materiał na posiew z miejsc chorobowo zmienionych na czczo - w niej patogeny i flora fizjologiczna
- transport czystej próbki do laboratorium
- badanie w laboratorium - każda próbka to inna procedura postępowania, więc każda próbka powinna być dokładnie opisana (co to jest?, spodziewana grupa mikroorganizmów?, jaki kierunek badań?), w celu uzyskania pojedynczych kolonii wykorzystuje się podłoża wybiórczo-różnicowe
podwyższone eozynofile wskazują na..
infekcję pasożytniczą lub uczulenie
podwyższone limfocyty wskazują na…
infekcję wirusową
warunki transportu czystej próbki do laboratorium (6)
- odpowiednia temperatura,
- odpowiednie podłoże transportowe - bakterie mają przeżyć, a nie się namnożyć
- odpowiedni poziom tlenu,
- odpowiednie ciśnienie osmotyczne
- odpowiednie pH
- odpowiednia wilgotność
diagnostyka immunologiczna (badania - 2)
- badanie krwi - przeciwciała powstające w odpowiedzi na infekcję: IgM (lub IgA przy wtórnej infekcji) i IgG; badanie stosowane w przypadku infekcji drobnoustrojami trudno hodowlanymi lub wewnątrzkomórkowymi
- test ELISA, radioimmunologia
drastyczny wzrost IgG powyżej 4 razy w ciągu 3 tygodni oznacza…
fazę ostrą infekcji
taki sam poziom IgG w odstępie roku oznacza…
nabytą odporność na dany patogen
diagnostyka molekularna (rodzaje identyfikacji fragmentów patogenów - 2)
identyfikacja fragmentów patogenów
- immunologiczne - poszukiwanie struktur morfologicznych, białek charakterystycznych dla danych bakterii
- molekularne - poszukiwanie DNA, czy RNA danego patogenu
diagnostyka molekularna jest wykorzystywana gdy…
niemożliwa jest hodowla patogenów
+ IgM
- IgG
świeża infekcja
- gdy są objawy -> leczenie
- gdy nie ma objawów -> nie leczymy
- gdy objawy są nieadekwatne do infekcji -> dalsze testy
+ IgM
+ IgG
organizm jest w trakcie samoleczenia
ale, czy IgG da samo radę pokonać infekcję bez leków?
- IgM
+ IgG
możliwe zakażenie w przeszłości
możliwe zdrowienie po infekcji
jeśli są objawy -> przeciwciała nie dają rady zwalczać infekcji
wymazy z gardła pobierane są zawsze… (3)
na czczo,
po nocy (namnożone drobnoustroje),
przed myciem zębów
przed pobraniem wymazu z nosa należy…
wydmuchać nos - eliminacja z przedsionka nosów drobnoustrojów ze skóry nosa
U dzieci patogeny rozwijające infekcję w jamie ustnej mogą…
pojawiać się w jamie nosowej, co wynika z charakterystycznej budowy czaszki u dzieci
posiew moczu (co określamy? co znajdziemy w moczu? dzieci, jak pobieramy? - 6)
- określamy ilość (stężenie bakterii w moczu) oraz jakość (jakie bakterie występują)
- w moczu najczęściej znajdziemy Escherichia coli, Enterobacteriaceae spp., paciorkowce
- u dzieci możliwa jest infekcja bezobjawowa, która może doprowadzić do uszkodzenia nerek, a nawet urosepsy
- mocz pobieramy ze środkowego strumienia
- przed pobraniem moczu należy umyć okolice cewki moczowej
- u niemowlaków możliwe jest pobranie moczu przez przebicie powłok skórnych
krwi na posiew nie pobieramy …
z wenflonu, ponieważ możemy pobrać bakterie ze skóry
pobieranie płynu mózgowo-rdzeniowego (charakterystyka - 2)
- pobieramy z przestrzeni między kręgami lędźwiowymi - ułożenie na boku w pozycji płodowej [szersza przestrzeń między kręgami lędźwiowymi]
- pobiera się 1 ml płynu
- 1/2 przeznaczona na wysiew bezpośredni
- 1/2 przeznaczona do diagnostyki i na posiew
podczas stanu zapalnego ciśnienie wewnątrzczaszkowe…
wzrasta
nieprawidłowe pobranie płynu mózgowo-rdzeniowego może doprowadzić do…
zmniejszenia ciśnienia w odcinku kręgowym, zapadnięcia się migdałków i w konsekwencji śmierci pacjenta
pobrana próbka do diagnostyki powinna… (3)
- zawierać odpowiednie inokulum
- być pobrana przy zachowaniu zasad aseptyki
- być przetransportowana do laboratorium jak najszybciej przy zapewnieniu odpowiednich warunków tlenowych
podłoża wzbogacone (charakterystyka + przykłady)
- zawierają dodatkowe lub wyższe stężenia poszczególnych substancji odżywczych, witamin, mikroelementów, czynników wzrostowych
- Columbia Agar + 5% shb [Agar krwawy] - standardowe podłoże z dodatkiem krwinek białych
Agar czekoladowy - standardowe podłoże z dodatkiem hemolizowanych krwinek [hodowla Haemophilus spp.]
Agar krwawy (charakterystyka - 2)
- podłoże wzbogacone
- umożliwa obserwację produkcji hemolizyn przez drobnoustroje
hemoliza beta - całkowity rozkład krwinek, całkowite przejaśnienie podłoża wokół kolonii
hemoliza alfa - częściowy rozkład krwinek, zielone zabarwienie podłoża wokół kolonii
hemoliza gamma - brak rozkładu krwinek, brak zmian zabarwienia podłoża wokół kolonii
podłoża wybiórczo-różnicujące (zastosowanie + przykłady)
- stosowane są gdy spodziewamy się hodowli mieszanej i chcemy zróżnicować poszczególne szczepy
- podłoże S-S [Salmonella Shigella Agar]
podłoże MacConkey’a [MC, MacConkey Agar]
podłoże NB - zamiennie stosowane z MC
podłoże Chapmann’a [Ch, Mannitol Salt Agar]
podłoże S-S [Salmonella Shigella Agar] (charakterystyka + przykłady)
- hodowla pałeczek Salmonella spp. i Shigella spp.
- czynnik wybiórczy (selekcyjny) - selenian sodu [hamuje wzrost większości flory jelitowej]
- czynnik różnicujący
- laktoza [bakterie fermentujące laktozę zakwaszają podłoże i kolonia zabarwia się na różowo, dzięki dodatkowi czerwieni obojętnej w podłożu]
- cytrynian żelaza lub chlorek żelaza [pałeczki produkujące siarkowodór barwią się na czarno - Salmonella spp., Proteus spp.]
- indykator - czerwień obojętna
- przykłady:
- Citrobacter spp. - różowa kolonia z czarnym środkiem
- Klebsiella spp. i E. coli - różowe kolonie - podłoże wybiórczo-różnicujące
podłoże MacConkey’a [MC, MacConkey Agar] (charakterystyka + przykłady)
- hodowla pałeczek gram-ujemnych
- czynnik wybiórczy (selekcyjny) - fiolet krystaliczny lub sole żółci [hamowanie wzrostu bakterii Gram-dodatnich oraz Proteus spp.]
- czynnik różnicujący - laktoza [bakterie fermentujące laktozę zakwaszają podłoże i kolonia zabarwia się na różowo, dzięki dodatkowi czerwieni obojętnej w podłożu]
- indykator - czerwień obojętna
- przykłady:
- Proteus spp. - brak wzrostu mgławicowego, który występuje na podłożu wzbogaconym
- Citrobacter spp. - różowa kolonia - podłoże wybiórczo-różnicujące
podłoże Chapmann’a Ch, Mannitol Salt Agar
- hodowla gronkowców
- podłoże wybiórczo-różnicujące
- czynnik wybiórczy (selekcyjny) - dodatek 7% NaCl [gronkowce są halotolerancyjne i znoszą podwyższone stężenie soli w podłożu]
- czynnik różnicujący - mannitol [bakterie fermentujące mannitol zakwaszają podłoże i kolonia oraz podłoże zmieniają kolor z różowego na żółty, dzięki dodatkowi czerwieni fenolowej do podłoża]
- indykator - czerwień fenolowa
- przykład
- Staphylococcus aureus - zmiana koloru z różowego na żółty
Podłoża chromogenne (charakterystyka - 2)
- to podłoża różnicujące i podłoża wybiórczo-różnicujące
2. to agar do którego dodano czynniki pozwalające np. na określenie wytwarzanego przez bakterie enzymu
Wymaz z gardła (spodziewane bakterie + zastosowane podłoża)
- paciorkowce, gronkowce, pałeczki, grzyby
2. Agar krwawy, MacConkey, Chapmann, Saburo, CHROMagar dla Candida
Posiew moczu (spodziewane bakterie + zastosowane podłoża)
- pałeczki, gronkowiec, Enterococcus faecalis, paciorkowce
2. CPS, MacConkey, podłoże krwawe (Candida lub inne grzyby urosną jako szare kolonie), CHROMagar dla Enterococcus
Posiew kału (spodziewane bakterie + zastosowane podłoża)
- Salmonella spp., pałeczki, Campylobacter spp., gronkowiec, grzyby
- ale również trudne do hodowli bakterie beztlenowe, np. Clostridium difficile - odpowiednie testy - podłoże SS, Chapmann, CPS, podłoże dla grzybów, CHROMagar dla Campylobacter
ropnie z jam ciała (spodziewane bakterie + zastosowane podłoża)
- grokowiec złocisty
2. podłoże dla beztlenowców i tlenowców, podłoże krwawe, Chapmann
krew, płyny z jam ciała, płyn mózgowo-rdzeniowy (zastosowane podłoża)
podłoża namnażające
- podłoże czekoladowe - gdy spodziewamy się Haemophilus spp.
- podłoże krwawe
- podłoże dla bakterii beztlenowych
warunki hodowli aerobów
tlenowce wymagają do życia wolnego tlenu
warunki hodowli anaerobów
beztlenowce rozwijają się w warunkach beztlenowych
obligatoryjne tlenowce w próbówkach na agarze półpłynnym rosną..
na samej powierzchni - nie mogą urosnąć bez dostępu tlenu
fakultatywne tlenowce w próbówkach na agarze półpłynnym rosną..
w całej objętości i na powierzchni
mikroaerofile w próbówkach na agarze półpłynnym rosną..
przy powierzchni - wymagają zwiększonego stężenia dwutlenku węgla
beztlenowce w próbówkach na agarze półpłynnym rosną..
w całej objętości
beztlenowce obligatoryjne w próbówkach na agarze półpłynnym rosną..
na spodzie probówki - nie tolerują tlenu
toksyczne (reaktywne) formy tlenu będące wolnymi rodnikami to… (4)
- anionorodnik ponadtlenkowy O2•−
- rodnik wodoronadtlenkowy HO2•
- rodnik hydroksylowy HO•
- rodnik alkoksylowy RO•
toksyczne (reaktywne) formy tlenu nie posiadające niesparowanego elektronu - nie będące wolnymi rodnikami to… (3)
- tlen singletowy 1O2
- ozon O3
- nadtlenek wodoru H2O2
enzymami które inaktywują toksyczne formy tlenu są… (3)
- dysmutaza nadtlenkowa
- katalaza
- peroksydaza
jakie enzymy inaktywujące toksyczne formy tlenu najczęściej posiadają bakterie tlenowe? (2)
- dysmutaza nadtlenkowa - u beztlenowych brak
2. katalaza
Identyfikacja biochemiczna bakterii - przykłady testów [3]
test Api testy probówkowe - podłoże Kligler Iron Agar - podłoże Simmons Citrate Agar komercyjne testy - paski fermentujące dla Enterobacteriaceae
Test Api [charakterystyka]
- Identyfikacja biochemiczna bakterii
- Badanie reakcji metabolicznych
- 24 studzienki z liofilizowanym podłożem
- Zmiana barwy podłoża -> indykator zależny od pH (ponieważ większość cukrów jest metabolizowana w procesie fermentacji z wytworzeniem kwaśnych produktów)
testy probówkowe - podłoże Kligler Iron Agar
- Identyfikacja biochemiczna bakterii
- wkłucie + posiew -> warunki beztlenowe, dzięki temu możliwa tylko fermentacja glukozy
- podłoże zawiera: glukozę i laktozę (10x więcej) oraz inne substancje odżywcze (białka), sole żelaza (cytrynian żelaza – wykrywanie H2S)
- skos koloru czerwonego - brak reakcji
- skos koloru czerwonego ale wzrost na powierzchni - wykorzystanie innych źródeł węgla
- skos częściowo żółty (góra czerwona) – tylko fermentacja glukozy
- skos koloru żółtego – fermentacja glukozy i laktozy z częściowym wytworzeniem CO2 (gazy na dnie probówki)
- skos koloru czarnego - produkcja H2S
testy probówkowe - podłoże Simmons Citrate Agar
- Identyfikacja biochemiczna bakterii
- zawiera cytrynian jako jedyne źródło węgla (energii)
- wzrost indukuje zmianę koloru podłoża z zielonego na niebieski, jeśli bakteria wykorzystuje cytrynian jako źródło węgla
Aby dobrze zidentyfikować daną bakterie nawet do poziomu gatunku za pomocą testów biochemicznej identyfikacji bakterii wykorzystuje się najczęściej …
24 - 32 cechy zależne od szlaku metabolicznego (np. wytwarzanie enzymów, upłynnianie żelatyny, wytwarzanie indolu, wytwarzanie siarkowodoru itp.).
nowoczesne metody identyfikacji bakterii - MALDI
> zachodzą 3 procesy
- Desorpcja/Jonizacja laserem wspomagana matrycą
- Pomiar czasu przelotu jonów
- Spektrometria masowa
Zazwyczaj analizuje się białka rybosomalne, ponieważ są one konserwatywne (tempo zmian występujących w materiale genetycznym jest na tyle małe, że można rozróżnić odrębnianie się poszczególnych gatunków)
wyjątek: Escherichia i Shigella – są bardzo zbliżone ewolucyjnie, wyodrębniły się całkowicie niedawno, więc ich wynik może być identyczny
- możliwa identyfikacja przez pomiar unikatowych białek, występujących w każdym organizmie i stanowiące genetyczny odcisk palca organizmu. Widma białek porównywane są ze stale aktualizowaną biblioteką widm i na tej podstawie drobnoustrój jest identyfikowany do poziomu gatunku.
- Serotyp – rozróżnienie na podstawie właściwości struktur powierzchniowych bakterii i ich interakcji z przeciwciałami
komplement [układ odpornościowy] to system aktywny względem …
bakterii Gram-ujemnych, ze względu na błonę komórkową na zewnątrz bakterii
ochrona bakterii gram-dodatnich przed komplement
- Gruba warstwa peptydoglikanu
- Rozwiązanie organizmu: lizozym
- Lizozym znajduje się głównie w wydzielinach, ponieważ bakterie gram-dodatnie zamieszkują głównie powierzchnię skóry
diagnostyka Borrelia burgdorferi
- jest patogenem wewnątrzkomórkowym
- poszukuje się antygenu patogenu, bo nie wszyscy pacjenci reagują wytworzeniem przeciwciał na jego obecność
metody immunologiczne w identyfikacji patogenów - testy immunologiczne [przykłady]
Dla patogenów wywołujących głównie odpowiedź humoralną - bakterie zewnątrzkomórkowe:
- Określanie miana (poziomu) przeciwciał w surowicy – testy serologiczne (pobieramy krew, otrzymujemy surowicę, wykonuje się pomiar przeciwciał)
- Określanie miana przeciwciał w innych płynach ustrojowych np.: moczu, ślinie, płynie mózgowo-rdzeniowym
Dla patogenów wywołujących głównie odpowiedź komórkową (bakterie wewnątrzkomórkowe):
- Testy skórne np.: próba tuberkulinowa dla Mycobacterium tuberculosis
Próba tuberkulinowa [cechy]
- Przesącz z hodowli bakterii wkłuwa się pod skórę
- Jeśli był już patogen -> wytworzenie stanu zapalnego (w ciągu tygodnia) – zaczerwienienie
- Małe zaczerwienie – brak kontaktu z patogenem lub było szczepienie,
Specyficzna odpowiedź immunologiczna, a w szczególności monitorowanie poziomu przeciwciał i testy skórne służą do uzyskania informacji na temat:
- Przebytych infekcji
- Infekcji trwających aktualnie
- Przebiegu rekonwalescencji
metody molekularne w identyfikacji bakterii [cechy]
- bardzo czułe
- kwasy nukleinowe mogą być bardzo łatwo izolowane z zainfekowanych tkanek, można je łatwo wykryć i zmierzyć oraz można je łatwo amplifikować i sekwencjonować
- każdy patogen charakteryzuje się unikalnym składem DNA
- np. PCR
> jeśli wynik dodatni, ale pacjent nie choruje (brak objawów) -> nosiciele – brak leczenia, izolacja od innych pacjentów lub profilaktyczne leczenie aby zniwelować nosicielstwo
do przeprowadzenia odpowiedniej terapii antybiotykami należy…
- oznaczyć wrażliwość patogenu na zastosowany lek
Lekowrażliwość bakterii oznacza się zgodnie z…
obowiązującymi wytycznymi i standardami. Istnieje kilka systemów – amerykański, francuski, angielski. W nich znajdują się opisy metod, doboru antybiotyków oraz interpretacji lekowrażliwości. Wytyczne są na bieżąco aktualizowane o coraz to nowsze techniki.
Techniki oznaczania lekowrażliwości - przykłady [3]
- Metoda dyfuzji z krążka (metoda dyfuzyjna, Kirby-Baber method)
- Metoda rozcieńczeń w bulionie (Microdilution Broth Method)
- E-test (metoda dyfuzji z paska)
Metoda dyfuzji z krążka (metoda dyfuzyjna, Kirby-Baber method) - techniki oznaczania lekowrażliwości
- Pobranie pojedynczej hodowli
- Zawieszenie do odpowiedniej gęstości
- Nanosimy hodowlę na całą powierzchnię podłoża
- Po odpowiednim czasie inkubacji mierzymy średnicę zahamowania wzrostu wokół krążka
- Interpretację wrażliwości odczytujemy z tabel referencyjnych
- Interpretacja
- Sensitive (S) – wrażliwy
- Intermediate (I) – średnio wrażliwy
- Resistant (R) – oporny
> Im większa strefa zahamowania wzrostu to szczep jest bardziej wrażliwy na dany antybiotyk
Farmakokinetyka leków określa …
jak lek jest dystrybuowany w organizmie oraz jak szybko dociera do poszczególnych narządów, w jakich narządach się kumuluje i w jakim stężeniu, jak jest usuwany z organizmu i czy podlega metabolizmowi
antybiotyki - podział ze względu na organ wydalający
- wydalane przez nerki -> akumulacja w moczu
2. wydalane przez drogi żółciowe (woreczek żółciowy) -> akumulacja w jelitach (bardzo duży wpływ na mikroflorę jelit)
Aktywność przeciwbakteryjna określa
najmniejsze stężenie leku, które wywołuje zahamowanie wzrostu drobnoustroju (minimum inhibitory concentration – MIC)
Metoda rozcieńczeń w bulionie (Microdilution Broth Method) - techniki oznaczania lekowrażliwości
- Zmętnienie -> bakterie rosną
- Szereg rozcieńczeń antybiotyku w bulionie, zazwyczaj rozcieńczenia co 2 np. 128. 64, 32, 16, 8, 4, 2 [μg/ml]
- Od największego stężenia leku do najmniejszego
- Inokulacja antybiotyku do hodowli
MIC to
- minimalne stężenie hamujące rozrost bakterii (niektóre niszczenie bakterii)
- to stężenie leku przy którym nie obserwujemy gołym okiem wzrostu hodowli
E-test method (metoda dyfuzji z paska) - techniki oznaczania lekowrażliwości
- MIC – stężenie leku, przy którym elipsa hodowli dorasta
do paska - Łatwa w wykonaniu, szybka, w miarę tania
- Pozwala na określanie mechanizmów odporności
Chemioterapeutyki to …
substancje przeciwdrobnoustrojowe, wytwarzane syntetycznie, nie mające odpowiednika w naturze
Antybiotyki to …
substancje wytwarzane przez drobnoustroje, które wybiórczo i już w niskich stężeniach hamują wzrost lub zabijają inne drobnoustroje. Są to związki o charakterze wtórnych metabolitów, mają swój odpowiednik w naturze. Najczęstszymi producentami są grzyby i promieniowce. A ich synteza rozpoczyna się w końcowym etapie wzrostu wytwarzającego je organizmu
Obecnie stosowane antybiotyki są pochodnymi produktów pochodzenia naturalnego i dzięki modyfikacjom chemicznym zyskują…[3]
- Poszerzenie spektrum przeciwbakteryjnego
- Zmniejszenie toksyczności
- Polepszenie farmakokinetyki (penetracji do tkanek i osiągnięcia odpowiednich w nich stężenia w krótkim czasie)
podział sposobu działania antybiotyków [2]
- bakteriobójczy
- efekt zależny od stężenia, np. aminoglikozydy, chinolony
- efekt zależny od czasu działania, np. β-laktamy - zahamowanie wzrostu, np. chloramfenikol, linkozamidy, makrolidy, tetracykliny
Skuteczniejsze w leczeniu są antybiotyki o działaniu bakteriostatycznym, ponieważ …
w przypadku bakterii Gram-ujemnych podanie antybiotyku o działaniu bakteriobójczym spowoduje szybki wzrost stężenia LPS, który jest silnie toksyczny i pacjent zmarłby w wyniku wstrząsu toksycznego, a nie infekcji. Dlatego trzeba ograniczyć reakcję zapalną, aby nie zniszczyć układu odpornościowego pacjenta. Wyjątek stanowią dzieci.
Farmakokinetyka β-laktamów - efekt zależny jest od …
czasu działania (niższe dawki, ale częstsze)
Farmakokinetyka chinolonów, aminoglikozydów – efekt zależny jest od …
stężenia (jedna dawka skumulowana o wysokim stężeniu)
występuje tzw. efekt bójczy - postantybiotykowy
podział antybiotyków ze względu na zakres ich działania
- wąskie spektrum - ograniczone do jednej grupy lub rodzaju drobnoustrojów, np. penicylina benzylowa, wankomycyna
- szerokie spektrum - bakterie Gram (+) i Gram (-), w tym czasem również beztlenowce, np. penicyliny półsyntetyczne, cefalosporyny
Pożądane właściwości substancji przeciwbakteryjnych - antybiotyków [8]
- Selektywna toksyczność – toksyczne dla bakterii, a nie toksyczne na komórki eukariotyczne (produkt wyjściowy, metabolity)
- Szerokie spektrum działania
- Brak wpływu na naturalną florę
- Brak efektów ubocznych
- Dobra penetracja tkanek (farmakokinetyka) – aby docierał do jak największej ilości narządów (uniwersalność do stosowania)
- Długi czas półtrwania – jak długo przebywa w organizmie
- Łatwy w podawaniu – tabletki, iniekcje, syropy
- Dobry smak – szczególnie ważne w przypadku podawania antybiotyku dzieciom
Obecnie dostępne najważniejsze grupy antybiotyków [15]
- Β-laktamy
- Penicyliny (wąskie spektrum działania)
- Cefalosporyny
> I generacja (najsłabsza)
> II generacja
> III generacja
> IV generacja
- Monobaktany
- Inhibitory β-laktamaz (strukturalnie wyglądają jak pozostałe leki, nie mają zbyt dobrej aktywności przeciwbakteryjnej ale bardzo dobrze hamują enzymy β-laktamaz wytwarzane przez bakterie do degradacji tych antybiotyków)
- Karbapenemy (najmocniejsze o najszerszym spektrum działania) - Aminoglikozydy
- Tetracykliny i glicylcykliny (tigecyklina)
- Makrolidy i ketolidy
- Linkozamidy
- Polipeptydy
- Lipopeptydy (daptomycyna)
- Glikopeptydy
- Rifamycyny
- Streptograminy
- Oxazolidinony
- Chloramfenikol
- Sulfonamidy
- Nitroimidazole
- Chinolony
Daptomycyna posiada unikalny mechanizm działania, który …
powoduje zniszczenie potencjału błonowego
Miejsce docelowego działania antybiotyków – blokada:
- Replikacji DNA
- Transkrypcji
- Translacji (rybosomy)
- Zniszczenia lub zdestabilizowania błony cytoplazmatycznej bądź ściany komórkowej
- Syntezy kwasu foliowego odpowiedzialnego za tworzenie kwasu nukleinowego
Chemioterapeutyki można podzielić ze względu na mechanizm działania [5]
o hamowanie syntezy ściany komórkowej o rozerwanie błony komórkowej o hamowanie syntezy DNA i RNA o hamowanie syntezy białka o hamowanie szlaku metabolicznego
Lizozym tnie wiązania
tnie wiązania β(1→4) O-glikozydowe, rozcina więc już istniejące wiązania powodując w konsekwencji lizę komórki. Enzym ten działa w każdej fazie wzrostu komórki.
Inhibitory replikacji DNA [2] - antybiotyki
- chinolony
2. nitroimidazole
chinolony
• Tryb działania - hamowanie gyrazy DNA
• Klasa chemiczna - chinolony
• Źródło biologiczne - chemioterapeutyki
• Przykłady:
o stare chinolony - kwas nalidyksowy (NA)
o nowe chinolony (fluorochinolony) - cyprofloksacyna (CIP)
• Działanie na:
o NA - aktywny wobec głównie bakterii Gram-ujemnych z wyjątkiem P. aeruginosa, brak wpływu na patogeny wewnątrzkomórkowe i beztlenowce
o CIP - aktywny przeciwko patogenom wewnątrzkomórkowym, bakteriom Gram-dodatnim i Gram-ujemnym, w tym P. aeruginosa, bez wpływu na beztlenowce
Nitroimidazole
• Tryb działania
o zredukowany lek powoduje pękanie nici w DNA
o Komórki ssaków są nienaruszone, ponieważ nie posiadają one enzymów do redukcji grupy nitrowej nitroimidazoli
o Działają w warunkach beztlenowych, po zredukowaniu grupy nitrowej
• Klasa chemiczna - nitroimidazole
• Źródło biologiczne - chemioterapeutyki
• Przykłady:
o metronidazol
• Działanie na:
o tylko beztlenowce
o eukariotyczne pierwotniaki
Inhibitory transkrypcji DNA [1] - antybiotyki
Ryfamycyny
• Tryb działania- hamowanie kierowanej przez DNA polimerazy RNA przez niekowalencyjne wiązanie z podjednostką polimerazy RNA, która inicjuje proces transkrypcji
• Klasa chemiczna - makrocykliczne laktony
• źródło biologiczne - Streptomyces mediterranei (makroskopowo wyglądem przypominają grzyby pleśniowe)
• Przykłady:
o Ryfampicyna
• Działanie na:
o Bakterie Gram-dodatnie i Gram-ujemne
o Mycobacterium sp.
o tylko leczenie gruźlicy
Inhibitory podjednostki 30S rybosomu [3] - antybiotyki
- aminoglikozydy
- tetracykliny
- glicykliny
aminoglikozydy
• Tryb działania
o wiązanie się ze specyficznymi białkami rybosomalnymi, co prowadzi do tworzenia niefunkcjonalnych kompleksów powodujących błędy w m-RNA
o zakłócenie aktywności błony cytoplazmatycznej podczas aktywnego transportu leku
o działa na podjednostkę mniejszą hamując w konsekwencji tworzenie białek
• Klasa chemiczna - aminoglikozydy
• źródło biologiczne - Streptomyces griseus, Micromonospora sp.
• Przykłady: streptomycyna (S), amikacyna (AK), gentamycyna (GE)
• Działanie na:
o S - Mycobacterium sp., Gram-dodatnie i Gram-ujemne, z wyjątkiem P. aeruginosa
o AK, GE - bakterie Gram-dodatnie i Gram-ujemne, w tym P. aeruginosa
tetracykliny
• Tryb działania
o hamowanie wiązania aminoacylo-tRNA do bakteryjnej podjednostki 30s rybosomu
o bakteriostatyczny
• Klasa chemiczna – tetracykliny
• źródło biologiczne - Streptomyces aureofaciens
• Przykłady:
o tetracyklina, doksycyklina
• Działanie na:
o Gram-dodatnie i Gram-ujemne bakterie z wyjątkiem P. aeruginosa
o wewnątrzkomórkowe patogeny: Borrelia sp., riketsje, mykoplazmy i chlamydie
glicykliny
• tryb działania o hamowanie biosyntezy białka w komórkach bakterii poprzez wiązanie się z podjednostką 30S rybosomu i blokowanie przyłączania cząsteczek aminoacylo-tRNA do miejsca A rybosomu • Klasa chemiczna: Glicyckliny • źródło biologiczne - syntetyczne • Przykład o Tygecyklina • Działanie na: o Bakterie gram-dodatnie o Wewnątrzkomórkowe patogeny o Działa na mikroorganizmy oporne na tetracyklinę
Inhibitory podjednostki 50s rybosomu [4] - antybiotyki
- chloramfenikol
- makrolidy
- linkozamidy
- streptograminy
Chloramfenikol
• Tryb działania
o wiązanie do enzymu peptydylotransferazy na rybosomie 50S
o bakteriostatyczny
• Klasa chemiczna - chloramfenikol
• źródło biologiczne -Streptomyces venezuelae
• Przykłady:
o chloramfenikol
• Spektrum:
o Gram-dodatnie i Gram-ujemne z wyjątkiem P. aeruginosa
• Możliwa anemia aplastyczna po zastosowaniu chloramfenikolu
• Podawany w postaci miejscowego leczenia
Makrolidy
• Tryb działania
o hamowanie reakcji lub translokacji peptydylotransferazy
o bakteriostatyczny
• Klasa chemiczna - makrolidy
• źródło biologiczne - Streptomyces erythreus
• Przykłady – różnią się farmakokinetyką w zależności od ilości węgla
o C14 (14-węglowe) - erytromycyna, klarytromycyna, ketolidy (telitromycyna)
o C15 – azytromycyna (raz dziennie przez 3 dni wystarczy, aby uzyskać wystarczające stężenie bójcze/bakteriobójcze na kolejne 10 dni, kumulowane w komórkach żernych)
o C16 - josamycyna
• Działanie na:
o Bakterie Gram-dodatnie
o Bakterie Gram-ujemne nie jelitowe: Neisseria sp., Haemophilus sp.
o patogeny wewnątrzkomórkowe: Borrelia sp., Legionella sp., rickeksje, chlamydie i mikoplazmy
Linkozamidy
• Tryb działania
o hamowanie tworzenia nowych łańcuchów peptydowych (translokacja)
o bakteriostatyczny
• Klasa chemiczna - linkozamidy (linkosamidy)
• źródło biologiczne - Streptomyces lincolnensis
• Przykłady:
o klindamycyna, linkomycyna
• Działanie na:
o Gram-dodatnie bakterie tlenowe i beztlenowe
o bakterie beztlenowe Gram-ujemne
• leczenie zakażeń ropnych głowy i szyi
Streptograminy
• Tryb działania
o hamowanie tworzenia nowych łańcuchów peptydowych (translokacja)
o bakteriostatyczny
• Klasa chemiczna - streptograminy
• źródło biologiczne - Streptomyces pristinaspiralis
• Przykłady:
o Grupa A - dalfoprystyna
o Grupa B - chinuprystyna
o dalfopristyna + chinuprystyna = Synercid
• Działanie na:
o Bakterie Gram-dodatnie, zwłaszcza posiadające oporność wielolekowa E. faecium, S.aureus, S.pneumoniae
o bakterie beztlenowe, chlamydie i mikoplazmy
Inhibitory podjednostek rybosomów 30s i 50s [1] - antybiotyki
Oksazolidynony
• Tryb działania
o hamowanie tworzenia nowych łańcuchów peptydowych (translokacja)
o bakteriostatyczny
o oddziałuje z obiema podjednostkami rybosomalnymi nie pozwalając im się połączyć
• Klasa chemiczna - oksazolidynony
• Źródło biologiczne - syntetyczne antybiotyki
• Przykłady:
o Linezolid
o eperezolid
• Działanie na:
o Bakterie Gram-dodatnie, zwłaszcza posiadające oporność wielolekową: Enterococcus sp., Staphylococcus sp., Streptococcus pneumoniae
• Używane jako antybiotyki drugiego lub trzeciego rzutu w przypadku infekcji bakteriami gram-dodatnimi opornymi na inne leki terapeutyczne
Inhibitory metabolizmu kwasu foliowego [1] - antybiotyki
Sulfonamidy i trimetoprim
• Tryb działania
o hamowanie syntezy kwasu pteroinowego (sulfonamidy)
o hamowanie reduktazy dihydrofolianowej (trimetoprim)
o konkurencyjne blokowanie biosyntezy tetrahydrofolianów
o hamowanie biosyntezy kwasu foliowego
• Klasa chemiczna - sulfonamidy i trimetoprim
• Źródło biologiczne - chemioterapeutyki
• Przykłady:
o trimetoprim,
o sulfametoksazol
• Działanie na:
o Gram-dodatnie i Gram-ujemne bakterie z wyjątkiem P. aeruginosa i Enterococcus sp.
Destabilizacja błony komórkowej [1] - antybiotyki
Polipeptydy • Tryb działania o dezorganizacja przepuszczalności błony przez wypieranie Mg2+ lub Ca2+ z ujemnie naładowanych grup fosforanowych na lipidach błony komórkowej o rzadko stosowane ze względu na toksyczne działanie na tkanki gospodarza • klasa chemiczna - polipeptydy • źródło biologiczne - Bacillus polymyxa • Przykłady: o polimyksyna B i E • Działanie na: o Bakterie Gram-ujemne
Inhibitory syntezy ściany komórkowej bakterii [2] - antybiotyki
- β-laktamy,
2. glikopeptydy
β-laktamy
• Tryb działania
o hamowanie polimeryzacji mureny
o beta-laktamy reagują z transpeptydazami (białka wiążące penicyliny) – hamują ich aktywność
• Klasa chemiczna - β-laktamy
• Przykłady i źródło biologiczne
o penicyliny - Penicillium notatum (grzyb pleśniowy) - Bardzo słabe
o cefalosporyny - Cephalosporium sp. - 4 generacje
o monobaktamy - Chromobacter violaceum - Występuje jeden preparat
o karbapenemy - Streptomyces cattleya - Najmocniejsze, ostatniej szansy
• Działanie na:
o duża różnorodność spektrum aktywności w zależności od klasy β-laktamów
o bakterie tlenowe i beztlenowe
o bardzo wybiórcze – prawie nie reagują na komórki eukariotyczne
Glikopeptydy
• Tryb działania
o zapobieganie przeniesieniu prekursora mureiny z nośnika lipidowego umieszczonego w błonie cytoplazmatycznej na rosnącą ścianę peptydoglikanu
o hamowanie ransglikozydaz, transpeptydaz i aktywności D, D-karboksypeptydaz
• klasa chemiczna - Glikopeptydy
• Źródło biologiczne - Streptomyces orientales
• Przykłady:
o wankomycyna, teikoplanina
• Działanie na:
o Bakterie Gram-dodatnie
• Leki ostatniej szansy
• Tylko leczenie wieloopornych szczepów
• mechanizmy oporności są przenoszone między mikroorganizmami na drodze horyzontalnego transfery genów (HGT) odbywającego się na 3 drogach:
1 Transformacja – pobieranie nagiego DNA bezpośrednio ze środowiesko
2 Transdukcja – przenoszenie materiału genetycznego między bakteriami przez faga
• uogólniona – zapakowanie przypadkowego fragmentu DNA (błędne zapakowanie DNA bakterii do kapsydu faga), dotyczy fagów łagodnych jak i litycznych
• wyspecyfikowana – jeżeli fag jest profagiem i wytnie się niedokładnie z fragmentem genomu bakterii (źródło wymiany konkretnego genu – ograniczona transdukcja)
3 koniugacja – przekazanie materiału genetycznego za pomocą pili
Miejsce kodowania mechanizmów oporności na antybiotyki
- na chromosomie
* na ruchomych elementach genowych – plazmidy, transpozony, sekwencje insercyjne (IS)
Ekspresja genów oporności może być
- konstytutywna – na stałym poziomie (niski lub wysoki), niezależnie od obecności leku w środowisku
- indukcyjna – w zależności od występowania leku w środowisku, mniejsze zużycie energii, o Mutacje punktowe mogą doprowadzić do stałej wysokiej ekspresji genów oporności - derepresja genów oporności
Pochodzenie oporności
• naturalna – cecha typowa dla grupy
o brak target (miejsca docelowego działania antybiotyku) – oporność Gram-dodatnich i beztlenowców na aztreonam
o brak systemu transportu – oporność beztlenowców na aminoglikozydy
o posiadanie naturalnych genów oporności – producenci antybiotyków posiadają własne geny warunkujące oporność (Streptomyces sp.)
• nabyte - zmiany w genomie bakteryjnym, które spowodowały, że populacja wrażliwa na dany antybiotyk stała się oporna
o klonalna - mutacja i selekcja
o horyzontalna - nabycie genów oporności od innej bakterii (transformacja, transdukcja, koniugacja)
Rozprzestrzenianie oporności – etapy powstawania szczepu wieloopornego
- Geny chromosomowe są transferowane na plazmid lub lokalizowane na ruchomych elementach genetycznych i w ten sposób przekazywane spokrewnionym i niespokrewnionym rodzajom
- Transferowane geny są następnie powielane lub mutują i w rezultacie powstaje oporność na wysokim poziomie
- Nowy gen niosący oporność na wysokim poziomie jest przenoszony do klasterów wielooporności znajdujących się na plazmidach R; na takim plazmidzie mogą znaleźć się geny kodujące oporność na 3, 4 , 5grup antybiotyków
Mechanizmy oporności bakterii na antybiotyk [4]
- Inaktywacja -Hydroliza, Modyfikacja
- Zmiana target - Zmniejszenie wrażliwości miejsca docelowego, Synteza nowego niewrażliwego target
- Blokowanie wnikania leku, Zaburzenie transportu błonowego, Utrata poryn
- Aktywny wyrzut leku z komórki (gdy komórka nie potrafi powstrzymać wnikanie antybiotyku do wnętrza) - Pompy efflux
Mechanizmy oporności bakterii na antybiotyk - inaktywacja
• β-laktamazy (enzymy hydrolizujące) są wydzialane do peryplazmy w celu przeprowadzenia hydrolizy antybiotyku zanim osiągnie on cel – białka PBP (enzymy syntetyzujące peptydoglikan) znajdujące się w błonie cytoplazmatycznej
• β-laktamazy są zdolne do rozcinania łańcucha β-laktamazowego znajdującego się w antybiotykach β-laktamowych
• staphylococci, enterococci, streptococci – hydroliza penicylin
o gronkowce produkują tylko penicylinazę (rozkładającą penicylinę – nie wszystkie)
o Najgroźniejsze dla człowieka
ESBL (extended Spectrum Beta-lactamases);
AmpC;
MBL (metallo Beta-Lactamases – Carbapenemases) - karbapenemazy
Augmentin
kombinacja inhibitora β-laktamaz (clavulanate) i penicyliny (amoxicillin)
• kwas klawulanowy inaktywuje β-laktamazy poprzez formowanie kompleksu o słabej aktywności hydrolizującej
• amoksycylina blokuje syntezę peptydoglikany łącząc się z PBP-transpeptydazą, tworząc kompleks o słabej aktywności enzymatycznej
• do zwalczania gronkowców wytwarzających penicylinazę
o penicylinaza gronkowców jest skuteczna jedynie w przypadku prostych penicylin
cefalosporyny będą już zwalczać takie gronkowce
Aby wykryć produkcję penicylinazy u gronkowców…
nastawiamy krążek z penicyliną.
• Jeśli wychodzi oporna – wytwarza enzym penicylinazę,
• informacja przydatna jedynie tylko po to czy można zastosować penicylinę
Oznaczanie ESBL
• większość ESBL jest oporna na kwas klawulanowy
• metoda 2 krążków – dla wszystkich
o polega na nastawieniu III generacji cefalosporyn naprzeciwko z kwasem klawulanowym (KK) / amoksycyliną (AMC)
o Wynik:
Jeśli szczep nie wytwarza ESBL – regularne okręgi wokół krążków
Odkształcenia okręgów wokół krążków – szczep wytwarza ESBL
• Wymieszanie antybiotyków może powodować uwrażliwienie na mieszaninę antybiotyków
Część bakterii należących do Enterobacteriaceae jest naturalnie oporna na część antybiotyków, głównie β-laktamy.
- Dzikie szczepy Escherichia coli są naturalnie wrażliwe na praktycznie wszystkie antybiotyki β-laktamowe
- Dzikie szczepy Klebsiella sp. są naturalnie oporne na ampicylinę
- Enterobacter sp., Serratia sp., Morganella sp. są gradiacyjnie oporne na I i II generację cefalosporyn, ponieważ wytwarzają naturalnie β-laktamazę typu AmpC
Derepresja
przejście z oporności indukcyjnej na konstytutywną.
Oznaczanie MBL
• MBL: metalo-beta-lactamaza
• Etest: IP/IPI (imipenem/imipenem +EDTA)
• interpretacja:
o IP/IPI >= 8 lub deformacja elipsy lub pojawienie się strefy fantomowej
Test Carba NP i CarbAcinetto
szybkie testy do wykrycia nabytych karbapenemaz u pałeczek Enterobacteriaceae, Pseudomonas spp oraz Acinebacter spp
• biochemiczny test diagnostyczny
• Wykrywanie karbapenemaz u pałeczek w czasie do 2 godzin
• oparty jest na śledzeniu hydrolizy imipenemu przez karbapemazy uwolnione z izolatów komórek bakteryjnych
• Hydroliza imipenemu powoduje zmianę pH
Mechanizmy oporności bakterii na antybiotyk - zmiana target
• synteza nowego niewrażliwego target
• synteza nowego PBP – 2’ lub PBP-2a kodowanego przez gen mecA, zamiast PBP-2
o oporność na wszystkie antybiotyki beta-laktamowe
o MRS Methicillin Resistant Staphylococci - Metycolinooporne gronkowce
MRSA Methicillin Resistant Staphylococcus aureus
MRSE Methicillin Resistant Staphylococcus epidermidis
MRCNS Methicillin Resistant Coagulase – Negative Staphylococci
o MRS wrażliwy na – glikopeptydy, streptograminy, oxazolidinony
o Jak wykryć że szczep jest MRS?
Należy nastawić antybiogram z krążkiem zawierającym antybiotyk cefoksytyna (FOX) oraz penicylinę
Lub posłużyć się testem genetycznym na wykrycie genu mecA
Oporność eterococci na glikopeptydy - zmiana target
- geny zgrupowane na transpozonach: vanA, vanB, vanC, vanD, vanE, vanH, vanX, vanY
- oporność typu van - tworzenie nowych enzymów synetetyzujących nowy rodzaj łańcucha peptydoglikanu (D-Ala-D-Lac na końcu pentapeptydu), zamiast normalnego D-Ala-D-Ala
- wankomycyna nie przyłącza się do łańcucha D-Ala-D-Lac – nie zainicjuje syntezy ściany komórkowej
- E. gallinarum i E. casseliflavus wykazują naturalną oporność na wankomycynę (vanC)
- VRE Vancomycin Resistant Enterococci
Mechanizmy oporności bakterii na antybiotyk - blokowanie wnikania leku
- zaburzenie energozależnego transportu błonowego aminoglikozydów
- utrata poryn OprD zlokalizowanej w błonie zewnętrznej
- może pozbawić komórkę podstawowych substancji, które musi pobierać z zewnątrz. W konsekwencji mechanizm ten powoduje zmiany morfologii komórki – komórka może się słabo rozmnażać, kolonie są najczęściej drobne, mogą nastąpić zmiany w metabolizmie komórki (np. zaburzony metabolizm cukrów) itd.
Mechanizmy oporności bakterii na antybiotyk - Pompy efflux
transport cząsteczki leku na zewnątrz komórki. Transport ten może odbywać się poprzez
• Energozależny transport przez pompy ABC
• Transport przez kanały jonowe na zasadzie antyportów
Wielooporne szczepy szpitalne
• bakterie wywołujące zakażenia szpitalne są najczęściej bakteriami wieloopornymi
• spośród Gram-dodatnich najczęściej izoluje się
o methicillin resistant staphylococci MRS
o Vancomycin resistant enterococci VRE
• spośród Gram-ujemnych najczęściej izoluje się
o Enterobacteriaceae (Klebsiella pneumoniae) i pseudomonas ESBL+, MBL+
• Pseudomonas i enterococci są z natury oporne na wiele antybiotyków
• szczepy szpitalne mogą być oporne na wszystkie dostępne leki przeciwbakteryjne
Zapobieganie i kontrola oporności drobnoustrojów
- edukacja środowisk medycznych i niemedycznych
- tworzenie i przestrzeganie wytycznych w terapii chorób infekcyjnych; listy antybiotyków dozwolonych i zastrzeżonych
- kontrola zakażeń, monitorowanie szczepów szpitalnych, obowiązkowe badania bakteriologiczne (antybiotykoterapia celowana), aktywnie działające zespoły ds. zakażeń szpitalnych
- polepszanie higieny w szpitalach i wśród personelu medycznego; ograniczanie przemieszczania się pacjentów – całkowita izolacja
- system kontroli stosowania antybiotyków w weterynarii, hodowli zwierząt (pasze), produkcji żywności
- profilaktyka – szczepienia
Mechaniczne mechanizmy obronne skóry przed wnikaniem i adhezją patogenów
- Suchość skóry
* Warstwa martwych komórek – naskórek
Elementy pozwalające wywołać chorobę patogenom dzielimy na:
• Toksyczność – patogen wytwarza toksyny wywołujące chorobę
o Bakteria która jest tylko toksyczna – Clostridium tetani (laseczka tężca)
• Inwazyjność – patogen jest bardzo inwazyjny, czyli ma czynniki zjadliwości, który pozwala mu się w bardzo szybkim czasie namnożyć.
o Bakteria tylko wirulentna – Streptococcus pneumoniae (dwoinka zapalenia płuc)
Zazwyczaj patogeny posiadają oba te elementy.
Specyficzna adhezja
- błony śluzowe gospodarza są pokryte ochronną warstwą śluzu, którego skład wchodzą glikoproteiny
- patogeny żyjące na powierzchni tkanek gospodarza (najczęściej na błonach śluzowych) mogą wywoływać infekcje, stają się czynnikami etiologicznymi zakażeń
Czynniki warunkujące adhezję patogenów
- patogen wnika do tkanek gospodarza dzięki adhezji do powierzchni błon śluzowych
- do adhezji dochodzi dzięki oddziaływaniom między komórką bakteryjną a makromolekułami komórek gospodarza
Bakteryjne czynniki adhezyjne
• otoczki, egzopolisacharydy, matrix biofilmu, specyficzne białka adherentne
• kwasy lipotejchojowe (gram-dodatnie bakterie), pile, fimbrie
Przykłady przylegania bakterii do powierzchni komórek gospodarza – czynniki odpowiedzialne za adhezję
• fimbrialne (a)
o używanie specyficznych struktur (fimbrie), po to aby rozpoznawać odpowiednie elementy na powierzchni komórki i przyczepiać się do nich trochę na zasadzie oddziaływania klucz-zamek
• niefimbrialne (b)
o białka adhezyjne - pasują ściśle z elementem znajdującym się na komórce gospodarza
o fibronektyny – elementy, np. cementu międzykomórkowego lub matrix (łączące komórki tkanki między sobą), które przyłączają komórkę bakterii do komórki docelowej
Fimbrie (pili)
- sztywne białkowe struktury
- odgrywają rolę w specyficznej adhezji do powierzchni np. tkanek
- fimbrie warunkują normalnej florze fizjologicznej oraz patogenom kolonizację nabłonków
Podział fimbrii bakterii Gram-ujemnych - podział według szlaku syntezy (assembly pathway)
- ścieżka białka opiekuńczego (chaperon-asher pathway)
- pozakomórkowy szlak zarodkowania / precypitacji (pili typu curli / agregatowe) (extracellular nucleation / precipitation pathway (curli/aggregative pili))
- typ IV pili (TFP)
- alternatywna ścieżka białka opiekuńczego (alternative chaperon-asher pathway (CS1, CFA/pili))
chaperone-usher pili
o u Escherichia coli
o to białka błony zewnętrznej oddziaływujące z większymi białkami sekrecyjnymi znajdującymi się w błonie cytoplazmatycznej
Przy syntezie takiej fimbrii najpierw wypychane są elementy znajdujące się na końcu fimbrii – jest ona dobudowywana od spodu
Curli pili
o U Escherichia coli
Wszystkie elementy budujące fimbrię wypychane są na powierzchnię komórki, a następnie elementy są nakładane od góry – dlatego też przyjmują one kształt kręconego włosa
Type IV pili
o U Neisseria gonorthoeae
o Duża struktura w formie szminki
o Elementy tworzące fimbrię są tworzone od wewnątrz komórki
o Może być wybudywana na zewnątrz i składana do wnętrza komórki – system sekrecji typu II
Type III secretion pili
o U Salmonella typhimurium
o Tzw. mikrostrzykawka
o Element zewnętrzny wbija się w komórkę eukariotyczną i może wstrzykiwać np. białka
Type IV secretion pili
o U Agrobacterium tumefacians
o Fimbria koniugacyjna
o Możliwy transport DNA lub białek np. toksyny
o Fimbria może być od spodu wydłużana
o Może być skracana poprzez degradację od wewnątrz komórki
Koniugacyjny pilus (F)
System sekrecji typu IV (T4SS) odpowiedzialny za wydzielanie różnych rodzajów ładunku, począwszy od jednoniciowego DNA (ssDNA), białek lub copleksów białko-DNA
Typ V pili
- U gram-dodatnich
- Budowane od zewnątrz
- u Porphyromonas gingivalis pełnią funkcje w adhezji bakteryjnej, koagregacji i tworzeniu biofilmu
Podział fimbrii bakterii gram +
- fimbrie wytwarzane w procesie polimeryzacji, zakotwiczone w ścianie komórkowej wiązaniem peptydowym (enzym sortaza –transpeptydaza) Corynebacterium diphtheriae, Streptococcus agalactiae, S. pyogenes, S. pneumoniae, Actinomyces naeslundii
- gram-ujemno-podobny typ IV pili, odpowiedzialny za szybką ruuchliwość (gliding motility) Clostridium perfingens, Ruminococcus
Fimbrie typu I
• fimbrie te zbudowane są z jednostki głównej – białka polimerowego oraz z elementu receptorowego (adhezyna)
• u niektórych fimbrii elementem receptorowym może być jednostką główną
• końcówka fimbrii ma powinowactwo do reszt mannozowych – jest mannozowrażliwa
• w przypadku zakażeń wywołanych przez Salmonella można podawać doustnie oligosacharydy jak czynnik hamujący adhezję bakterii do komórek nabłonkowych jelita
• E. coli – specyficzna adhezja do komórek nabłonka pęcherza
o adhezyna FimH, specyficzna adhezja może zapoczątkować tworzenie biofilmu
o FimH – zależna inwazja do komórek nabłonka pęcherza, mastocytów, makrofagów
Fimbrie typu IV
- E. coli (EPEC, EHEC), Salmonella enterica, Pseudomonas aeruginosa, Legionella pneumophila, Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, Vibrio cholerae
- Gram-dodatnie bakterie (Clostridia, Ruminococcus)
- cyanobacteria
- mogą służyć do: adhezja, tworzenie biofilmu, pobieranie DNA w procesie transformacji, receptor dla bakteriofagów (transdukcja), twitching motility (poruszanie się po powierzchni), nanowire (nanokabelki - zewnątrzkomórkowe przenoszenie elektronów)
Gliding/twitching motility – poruszanie się po powierzchni
• flagella-independent motility – poruszanie się za pomocą fimbrii
o powolny ruch bakterii wzdłuż powierzchni
o ruch typowy w taksjach
o mechanizm
wydzielanie śluzu polisacharydowego
type IV pili
• wybudowanie fimbri, która zakotwicza się w pewnym miejscu, później fimbria jest degradowana (skraca się) i następuje przesuwanie się bakterii
gliding-specific proteins
• Gliding protein – poruszanie się za pomocą białek
o Flavobacterim johnsoniae
o Białka przesuwając się względem samej błony zewnętrznej powodują przesuwanie się całej komórki po powierzchni
Białka adherentne
- odgrywają rolę w specyficznej adhezji do powierzchni np. tkanek
- Steptococcus pyogenes produkuje specyficzne białko M, które warunkuje adhezję do nabłonka migdałków
- wiele patogenów wytwarza fibrolektyny łączące się z fibronektyną (białkiem cementu tkankowego) - niespecyficzna adhezja do otwartych ran i zmian oparzeniowych
Intimina E. coli Enteropatogennej
- intimina jest adhezyną (EPEC secreted protein) kodowaną przez gen eae, zlokalizowany na wyspie patogenności (the locus of enterocyte effacement LEE)
- intimina wiąże się z receptorem Tir znajdującym się na komórkach nabłonka jelit
Otoczka
- odgrywa rolę w specyficznej adhezji do powierzchni np. tkanek oraz w ochronie bakterii przed aktywnością obronną układu immunologicznego gospodarza (np. fagocytoza)
- Bacillus anthracis (laseczka wąglika) – otoczka białkowa
- E. coli na enterocytach – otoczka cukrowa
Biofilm
• egzopolisacharyd wytwarzany zewnątrzkomórkowo uczestniczy w procesie adhezji i tworzenia błony biologicznej (biofilmu)
• wytwarzane polimery nasilają adhezję i odpowiadają za tworzenie agregatów komórek należących do tego samego lub różnych gatunków bakterii
• przykłady bakterii wytwarzających biofilm :
o flora jamy ustnej (płytka nazębna)
o flora skóry (kolonizacja plastikowych kaniul)
o szczepy szpitalne
o inne bakterie i grzyby
• bakterie tworzące biofilm charakteryzują się spowolnionym metabolizmem, występują jako małe komórki
• biofilm chroni bakterie przed czynnikami obronnymi organizmu (przeciwciała, limfocyty cytotoksyczne, fagocytoza)
• biofilm chroni również przed aktywnością bakteriobójczą antybiotyków i chemioterapeutyków; nawet wysokie stężenia leków nie wykazują aktywności wobec bakterii zamieszkujących biofilm
etapy:
- adhezja odwracalna
- adhezja nieodwracalna - rzęski, pile, EPS
- dojrzewanie biofilmu - modyfikacje genetyczne
- dyspersja komórek - komórki zdolne do kolonizacji nowych powierzchni -> formy planktonowe drobnoustrojów
Kolonizacja i wzrost patogenów
- patogeny potrzebują do wzrostu substancji odżywczych, dlatego kolonizują zaatakowaną lokalną tkankę , a następnie może dojść do inwazji kolejnych tkanek i organów
- mikroorganizmy mogą namnażać się w jednym miejscu infekcji, bądź rozprzestrzeniać się po całym organizmie
- do inwazji może dojść po adhezji w miejscu zakażenia a następnie bakterie penetrują do naczyń krwionośnych i rozsiewają się za pośrednictwem układu krążenia
bakteriemia
• obecność dużej liczby bakterii w układzie krążenia
o nie zawsze daje objawy chorobowe – bakteriemia przejściowa
posocznica
zakażenie ogólnoustrojowe, którego przyczyną jest zazwyczaj bakteriemia
Wirulencja jest determinowana przez dwa główne czynniki
o inwazyjność – zdolność drobnoustroju do wnikania i utrzymywania się w tkankach gospodarza
o toksyczność - produkcja czynników toksycznych
Inwazyjność patogenów
- patogeny są zdolne do produkcji zewnątrzkomórkowych enzymów, które warunkują kolonizację i wzrost
- enzymy te wspomagają rozprzestrzenianie się bakterii w tkankach dzięki rozkładowi cementu komórkowego, sieci kolagenowej lub rozpuszczaniu skrzepów
wirulencja - enzymy
• hialuronidaza – degraduje kwas hialuronowy w międzykomórkowym matrix
• neuraminidaza – adhezja do receptorów komórkowych zawierających kwas sjalowy i odcinanie kwasu sjalowego do glikoprotein
• proteazy, nuklezy, lipazy - hydrolizują białka, kwasy nukleinowe i lipidy, potrafią zniszczyć komórki, np. Clostridium perfringens
• streptokinaza - enzym fibrynolityczny – degraduje skrzep
• koagulaza
o ochronna powłoczka z fibryny chroni S. aureus przed atakiem gospodarza (enzym wydzielany i przetrzymywany na powierzchni komórki bakteryjnej),
o powoduje wykrzepianie fibrynogenu i tworzenie fibryny (tworzenie skrzepu)
o dzięki temu bakteria opłaszcza się białkiem gospodarza -> jest nie widoczna dla układu immunologiczna
wirulencja - Toksyny
• toksyny są prostymi lub złożonymi białkami lub lipopolisacharydami (np. LPS), które łącząc się z receptorami na komórce gospodarza doprowadzają do uszkodzenia i/lub dysfunkcji tej komórki
• większość toksyn biologicznych to egzotoksyny produkowane przez mikroorganizmy
• egzotoksyny są wydzielane zewnątrzkomórkowo
o toksyny cytolityczne – powodują lizę komórki gospodarza
o superantygeny – stymulują zwiększoną populację limfocytów T, co prowadzi do ogólnoustrojowej odpowiedzi zapalnej i szoku toksycznego
superantygeny przyczepiają się niespecyficznie do antygenów, co dramatycznie pobudza układ immunologiczny
efekt chorobotwórczy jest spowodowany nadmierną aktywnością układu immunologicznego
o toksyny A-B – podjednostka B odpowiada za łączenie z receptorem na komórce docelowej, a podjednostka A jest odpowiedzialna za efekt toksyczny
• endotoksyny
o np. LPS
uwalnia się dopiero po rozkładzie komórki
toksyną jest lipid A zakotwiczony w błonie
aktywność cytolityczną toksyn bakterii można łatwo zaobserwować przy użyciu podłoży z dodatkiem
o krwi (erytrocytów) – hemoliza (rozkład erytrocytów) bakteria wytwarzająca hemolizę beta dostaje się do krwioobiegu człowieka -> rozkład krwinek w krwioobiegu (masowa ilość), intensywna reakcja układu immunologicznego (wysoka gorączka, dreszcze, zimne poty) o leukocyty – leukocydyny (rozkład leukocytów)
superantygeny
wywołują silną odpowiedź immunologiczną, nieadekwatną do masywności zakażenia
np.
o enterotoksyna (zatrucia pokarmowe, gorączka, biegunka, wymioty) - produkowane przez S. aureus
o Toksyna zespołu szoku toksycznego (TSST) produkowana przez S. aureus
o toksyna erytrogenna (płonica, szkarlatyna) produkowana przez Streptococcus pyogenes -> czerwona wysypka i wysoka gorączka
Toksyny A-B - przykłady
o toksyna błonicza (Diphtheria Toxin) – wytwarzane przez Corynebacterium diphtheriae
- hamuje syntezę białek co prowadzi do śmierci komórek
- martwica tkanki jest efektem adsorpcji toksyny co prowadzi do powstania pseudo-membran (błony rzekomej) w gardle
o toksyna tężcowa (Tetanux) – neurotoksyna, wytwarzane przez Clostridium tetani
- wywołuje skurcz permanentny mięśni - sztywny paraliż
- pierwszym zajmowanym mięśniem jest przepona, a następnie język
o toksyna botulinowa (Botulinum Toxins) – neurotoksyna, wytwarzana przez Clostridium botulinum
- powoduje trwałe blokowanie uwalnianie acetylocholiny – daje to w konsekwencji permanentną relaksację mięśni
- to neurotoksyna powoduje permanentną relaksację mięśni
o toksyna cholery (Cholera Toxin) – enterotoksyna, wytwarzana przez Vibrio cholerae
Toksyna to
białko, które wywołuje efekt toksyczny na komórkach
Toksoid to
inaktywowana toksyna zachowująca swoje właściwości immunogenne -> możliwe użycie jako szczepionka, ponieważ nie wywoła efektu toksycznego – jest pozbawiona części toksycznych, a organizm będzie wytwarzać przeciwciała, które będą potrafić inaktywować toksynę jak i toksoid
Antytoksyna to
np. przeciwciała lub związki chemiczne, najczęściej są to przeciwciała mogące zneutralizować działanie toksyny.
enterotoksyny to
egzotoksyny, które specyficznie oddziałują na komórki enterocytów jelita cienkiego, wywołując zmiany w gospodarce wodnej jelit (biegunka)
endotoksyny to
lipopolisacharydy (LPS) znajdujące się w zewnętrznej błonie komórkowej bakterii gram-ujemnych
• uwalniane są podczas lizy komórki
• powodują gorączkę i inne specyficzne reakcje zapalne w organizmie
• generalnie endotoksyny są mniej toksyczne niż egzotoksyny
• Lipid A jest składową LPS odpowiedzialną za toksyczność
Czynniki zjadliwości Salmonella sp. jako przykład patogenu
- plazmidy wirulencji
- wyspy patogenności
- czynniki adhezyjne
- fimbrie
- rzęska
- otoczka – chroni przed odpowiedzią immunologiczną
- Cytotoksyny
- LPS
- Białka antyfagocytarne
- Siderofory
- Toksyny
Systemy sekrecji bakterii
• Typ I - nie zależny od systemu sec
• Typ II - do wydzielania białek, toksyn itd., do produkcji fimbrii typu IV
• Typ III - nanostrzykawka, do wprowadzania pewnych czynników bezpośrednio do komórki gospodarza,
do modulowania odpowiedzi w komórce gospodarza, którą atakują
• Typ IV - do procesu koniugacji, transport cząsteczek DNA, białek, pobieranie lub wydzielanie na zewnątrz DNA, wprowadzenie czynników wirulencji do komórek gospodarza
• Typ V - autotransporterów, wydzielanie czynników wirulencji bezpośrednio na zewnątrz, zależne od systemu Sec
• Typ VI - atakowanie innych bakterii – poprzez skurcz wbija się do komórek (bakteriofag), wprowadzanie czynników zabijających, transport bezpośredni DNA między komórkami
• Typ VII
Pęcherzyki błony zewnętrznej (OMV)
zawierają zawierające różne czynniki wirulencji
funkcja:
• Wysyłanie czynników wirulencji na większą odległość od komórki bakteryjnej powodując efekt toksyczny
• Wysyłanie β-laktamaz – bakterie dzięki temu mogą degradować antybiotyki w różnych miejscach i służyć przy tym współżyjącym bakteriom
• Obrona przed układem immunologicznym – bakteria będzie wypuszczać pęcherzyki, na których będzie się koncentrować układ immunologiczny
ACTINOBACTERIA
Gram-dodatnie bakterie
- Bakterie niesporulujące: Staphylococcus, Streptococcus, Micrococcus, Lactobacillus, Sarcina
- Bakterie sporulujące: Bacillus, Clostridium, Sporosarcina, Heliobacterium
- Mycoplasma – nie posiadają peptydoglikanu, ale ze względu na podobieństwo homologii genomowej są zaliczane do bakterii gram-dodatnich
- maczugowce: Corynebacterium, Propionibacterium
- prątki: Mycobacterium
- Promieniowce: Streptomyces, Actinomyces
Staphylococcus sp.
- tlenowce lub względnie beztlenowe
- katalazo-dodatnie
- odporne na wysuszanie i wyższe stężenia soli (podłoże Chapmana)
- identyfikacja za pomocą testów fermentacyjnych (najczęściej, jakie cechy metaboliczne dana grupa jest w stanie przeprowadzać), szybkich testów identyfikacyjnych
- flora skóry, obiekty nieożywione, kurz, błony śluzowe
- wywołują różne postacie zakażeń wykorzystując różne patomechanizmy: inwazja, ropnie, produkcja toksyn
np.
• S. aureus
o patogen i flora fizjologiczna,
o zakażenia ropne skóry, stawów, ran pooperacyjnych, kości (biofilm), zapalenia płuc (zdjęcia rentgenowskie – zmiany ropne w płucach), zatrucia pokarmowe (enterotoksyna), posocznice, jęczmień, czyrak
• S. epidermidis
o flora fizjologiczna,
o zakażenia noworodków, posocznice, zakażenia kości
• S. saprophyticus
o zakażenia układu moczowego (głównie kobiet)
Toksyny gronkowcowe
- enterotoksyny (A-F) - zatrucia pokarmowe (szczepy lizogenne)
- toksyna zespołu wstrząsu toksycznego (TSST) pirogenna, wstrząs toksyczny, superantygen
- leukocydyny, fibrynolizy, fosfolipazy, hialuronidazy i inne enzymy warunkujące rozprzestrzenianie w tkankach
- koagulacja związana
- toksyny eksfoliatywne – powodują utratę powierzchniowych warstw naskórka, możliwe objawy oparzenia III stopnia na całym ciele
- hemolizyny (α, β, γ)
Zakażenia wywoływane przez S. aureus
- zakażenia skórne – liszajec, czyraki, jęczmienie, ropnie
- zakażenia głębokie – zapalenia szpiku i kości, zapalenia wsierdzia, ropne zapalenie płuc, ropnie narządowe
- gronkowcowe zapalenia złuszczające skóry (SSSS)
- zatrucia pokarmowe
- TSS – zespół szoku toksycznego
bakterie mlekowe
• beztlenowce aerotolerantne
• nie prowadzą fosforylacji oksydacyjnej
• patogeny i flora fizjologiczna
• brak porfiryn i cytochromów w błonie cytoplazmatycznej brak fosforylacji oksydacyjnej
• całość energii pobierana w procesie fosforylacji substratowej – fermentacji
o homofermentacja – produktem kwas mlekowy
o heterofermentacji – kwas mlekowy, etanol, CO2 , kwas propionowy inne
• Leuconostoc sp., Lactococcus sp., Lactobacillus sp. – wykorzystywane w przemyśle fermentacyjnym
Streptococcus
- beztlenowce aerotolerantne
- katalazo-ujemne
- produkują hemolizy
- podział na grupy według Lancefield (A-R) - w zależności od składu wielocukru C (ściany komórkowej)
- patogeny i flora fizjologiczna
Streptococcus pyogenes
• czynniki zjadliwości
o białko M – antyfagocytarne, antykomplementarne
o fibrolektyny
o toksyna erytrogenna (szczepy lizogenne) - wysypka płonnicza
o egzotoksyna A – superantygen o podobnej aktywności do TSST
o egzotoksyna B – niszczenie tkanek w zapaleniu powięzi (błony w woreczkach mięśni, zakażenie może doprowadzić do martwicy mięśni)
o streptolizyna O – białko immunogenne (ASO), powoduje powstawanie przeciwciał, które przylepiają się do białka tworząc kompleksy immunologiczne, które zaczynają się odkładać powodując gorączkę reumatyczną (bezbakteryjną chorobę, ciężką do wyleczenia, wysoka gorączka, stany zapalne)
o streptolizyna S – cytotoksyna
o enzymy – hialuronidaza, proteinazy, streptokinaza, nukleazy
Streptococcus pyogenes
• wywoływane zakażenia
o Zapalenia gardła, angina o Płonnica (szkarlatyna) o Ropne zapalenie skóry, liszajec o Róża o Cellulitis – zapalenie skóry i tkanki łącznej o Gorączka połogowa o Martwicze zapalenie powięzi o Inne ropne zakażenia wielonarządowe o Gorączka reumatyczna, zapalenie stawów, zapalenie serca, kłębuszkowe zapalenie nerek – wtórne objawy po zakażeniu paciorkowcem (rola przeciwciał ASO)
ziarenkowce gram-dodatnie
- kulisty, owalny kształt komórek
- tworzenie ukladów popodziałowych
- względnie beztlenowe [Micrococcus - bezwzględnie tlenowe]
- katalazododatnie - Staphylococcus, Micrococcus, Stomatococcus
- katalazoujemne - Streptococcus, Enterococcus
Staphylococcus - gronkowce
koagulazododatnie - Staphylococcus aureus
> gronkowce metycylinooporne MRSA
> przedsionek nosa, nosicielstwo
> czyraki, jęczmienie, ropnie, liszajec, zapalenie szpiku kostnego, zapalenie stawów, wsierdzia i płuc
> adhezyny i inwazyny [receptory wiążące glikoproteiny macierzy, stafylokinaza, hialuronidaza, hemolizyny, leukocydyna]
> enterotoksyna - zatrucie pokarmowe
> toksyna zespołu wstrząsu toksycznego - TSS
> toksyna epidermolityczna [eksfoliatyna] - zespół skóry oparzonej noworoków
> hemoliza typu β
koagulazoujemne i nowobiocynowrażliwe - Staphylococcus epidermidis
> skóra, błony śluzowe nosogardzieli
> szpitalne posocznice, zapalenia wsierdzia
> zdolności adhezyjne dzięki zewnątrzkomorkowego śluzu i receptorów dla białek ECM
> nie rozkłada trehalozy
koagulazoujemne i nowobiocynooporne - Staphylococcus saprophyticus
> zakażenia dróg moczowych,
> hemaglutynina - adhezyna
> brak fosfatazy alkalicznej
- oporność na antybiotyki β-laktamowe
- gramdodatnie
- nieruchliwe
- względne beztlenowce
- hemoliza typu β
- wrażliwość na furazolidon
- ## fermentacyjny metabolizm glukozy
Micrococcus - mikrokoki
- tlenowce
- utleniają glukozę
- wytwarzają katalazę
- halotolerantne
- oporne na furazolidon
Micrococcus luteus - zakażenia oportunistyczne
Streptococcus - paciorkowce
- brak katalazy
- metabolizm fermentacyjny z kwasem mlekowym [główny metabolit]
- podział na grupy serologiczne: A, B, C, D [+enterokoki], F, G
- następstwem zakażeń: gorączka reumatyczna, ostre kłębkowe zapalenie nerek
- hemoliza α [paciorkowce zieleniące] i β
Streptococcus pyogenes
- paciorkowiec ropotwórczy
- błony śluzowe górnych dróg oddechowych
- zakażenie drogą kropelkową, kontakt
- infekcje gardła, skóry, zakażenia uogólnione
- białko M - wiąże fibrynogen, ułatwia adhezję
- streptolizyna O - immunogenna
- toksyna eytrogenna [geny przenoszone przez bakteriofagi]
> B - dramatyczny przebieg martwiczego zapalenia powięzi
> A - płonica, zespół wstrząsu toksycznego
Enterococcus - paciorkowce kałowe
- przewód pokarmowy, jama ustna
- adhezyna [substancja agregująca], hialuronidaza
- gramdodatnie
- ziarenkowce
- pary, łańcuszki, nieregularne skupiska
- względnie beztlenowe
- rzadko: hemoliza α, β
Enterococcus faecalis
- hemoliza brak lub β
- brak rozkładu arabinozy
Enterococcus faecium
- hemoliza brak lub α
- rozkład arabinozy
Pseudomonas
Pseudomonas aeruginosa
- pałeczka ropy błękitnej
- fimbrie typu IV - ułatwia adhezje
- zapalenie płuc, ropne zakażenia ran, zakażenia rogówki, zakażenia dróg moczowych
- proste lub zakrzywione, urzęsione pałeczki
- gramujemne
- wytwarzanie piocyjaniny [barwnik jasnozielony-ciemnoniebieski] i barwników fluoryzujące w UV
- wzrost w 42oC
- rozkład tlenowy glukozy
Acinetobacter
- gramujemne
- krótkie, pękate pałeczko-ziarniaki
- kolonie nie zawieszają się w wodzie
- fimbrie silnieadhezyjne
- ścisłe tlenowce
Enterobacteriaceae
- pałeczki jelitowe
- fermentują glukozę
- nie wytwarzają oksydazy cytochromowej
- zdolność redukcji azotanów do azotynów
- wytwarzanie katalazy
Escherichia
- fizjologiczna flora jelit
- wskaźnik kałowego zanieczyszczenia wody, artykułów spożywczych
- fermentacja laktozy
- rozkład tryptofanu do indolu
Shigella
- bezwzględnie patogenne
- czerwonka bakteryjna
- toksyna Shiga - postępujące uszkodzenia nabłonka
- nieurzęsione pałeczki - brak reakcji z surowicą zawierającą przeciwciała przeciw antygenowi H
- wytwarzają indol
Salmonella
- endotoksyna
- cechy metaboliczne umożliwiające przebycie kwaśnego środowiska i przeżycie wewnątrz fagosomu makrofagów
- inwazyny - zakotwiczenie w kosmkach jelita cienkiego, penetracja do wnętrza komórek
- urzęsione pałeczki
- wytwarzanie H2S
- dekarboksylacja lizyny
Yersinia
- adhezyny
- złożony system toksycznych i transportowych białek ściany komórkowej YOP
- ## pałeczki
Klebsiella
- flora przewodu pokarmowego
- oportunistyczne patogeny
- krotkie, bezrzęsne pałeczki z grubą otoczką
- kolonie puchowate lub śluzowate
- fermentują laktozę
- wytwarza ureazę - rozkład mocznika
Enterobacter
- ruchliwe
- zakażenia oportunistyczne
- gramujemne
- zakażenia ran, zapalenia wsierdzia, zakażenia dróg moczowych
- metabolizm węglowodanów związany z wytwarzaniem dużych ilości gazu
- zdolność dekarboksylacji ornityny
Serratia
- pałeczki
- saprofity i komensale
- ruchliwe
- wytwarzanie lipazy, żelatyny, DNazy
- wytwarzanie czerwonego barwnika - prodigiozyny w temperaturze 25oC
Proteus
- przewód pokarmowy, nawóz, gleba, skażona woda
- zakażenia ukladu moczowego, zakażenia wtórne
- wytwarzanie ureazy
- aktywny ruch - wzrost mgławicowy
- silnie urzęsione pałeczki
Morganella
- zakażenia dróg mocznicowych, posocznice
- rozkład mocznika
- dekarboksylacja ornityny
- rozkład mannozy
zalecenia w pobieraniu materiału klinicznego
- materiał adekwatny do procesu chorobowego
- wystarczająca ilość materiału
- materiał pobrany przed leczeniem
- materiał oznakowany i z odpowiednią dokumentacją medyczną
dokumentacja materiału do badań powinna zawierac
- wiek pacjenta
- data przyjęcia do szpitala
- rodzaj materiału i skąd pobrany
- rozpoznanie kliniczne
- żądany kierunek badania
- nazwisko i telefon lekarza
materiały kliniczne których nie powinno się badać
- próbki pobrane do niejałowego pojemnika
- próbka częściowo wylana
- widoczna pleśń w próbce
- próbka zanieczyszczona
- materiał pobrany jedną wymazówką do wielokierunkowego badania
- plwocina zbierana w ciągu 24 h
flora rezydencka
mikroorganizmy zasiedlające na niemal cały okres życia organizm
mikrobiom człowieka
to całość środowiska ekologicznego, złożonego z komensali, symbiontów, patogenów
superorganizm
to organizm i jego mikrobiom
na skład flory fizjologicznej człowieka wpływa
wiek płeć przynależność etniczna uwarunkowania genetyczne stan odporności immunologicznej stan hormonalny organizmu stosowanie leków, również przeciwdrobnoustrojowych toczące się procesy chorobowe środowisko życia nawyki żywieniowe warunki socjalno-bytowe
flora przejściowa, rezydenci przejściowi
to drobnoustroje mogące czasowe namnażać się w określonych niszach, z których po pewnym czasie lub przy zmianie otoczenia są eliminowane
nosicielstwo to
bezobjawowa kolonizacja człowieka drobnoustrojami o ustaloynm oitencjale chorobotwórczym
na rodzaj drobnoustrojów kolonizujących wpływają
wilgotność ciśnienie osmotyczne potencjał oksyredukcyjny dostępność substancji pokarmowych obecność substancji o działaniu przeciwdrobnoustrojowym
funkcje flory fizjologicznej
- ochrona określonych nisz przed kolonizacją przez organizmy patogenne
- synteza witamin w przewodzie pokarmowym
- wspomaganie trawienia,
- rozkład związków toksycznych i kancerogennych
- rola w dojrzewaniu układu immunologicznego
zdolność wywołania zakażenia oportunistycznego jest wypadkową czynników takich jak
- potencjał chorobotwórczości drobnoustroju
- stan odporności immunologicznej gospodarza
- stabilność flory fizjologicznej
- stosowane procedury medyczne
abiotyczne substancje w ślinie
mucyny laktoferyny lizozym peroksydaza histatyny cystatyny i inne mediatory wydzielnicze immunoglobuliny klasy IgA
flora fizjologiczna jamy ustnej i gardła człowieka - skład
- Streptococcus mitis, S. oralis, S. salivarius
- 1 r.ż. - Streptococcus, Neisseria, Veillonella, Staphylococcus i mniej Actinomyces, Lactobacillus, Rothia, Fusobacterium, Prevotella
- osoby starsze - Staphylococcus, Lactobacillus
flora fizjologiczna przełuku i żołądka
nie ma stałej
przejściowa z jamy ustnej i gardła
flora fizjologiczna jelita cienkiego
- w dwunastnicy i jelicie czczym - nieliczne
Enterococcus, Lactobacillus - w jelicie krętym - bakterie beztlenowe i względnie beztlenowe, drożdżaki
Prevotella, E. coli, Pseudomonas, Clostridium, Enterococcus
flora fizjologiczna jelita grubego
bakterie beztlenowe i względnie beztlenowe
Prevotella, E. coli, Pseudomonas, Clostridium, Enterococcus
noworodki - Bifidobacterium, Lactobacillus, Lactococcus
w ukłądzie pokarmowym, bardzo istotną rolę bariery ochronnej odgrywa umiejscowiona w błonie podśluzowej i śluzowej …
tkanka limfatyczna GALT
- najliczniej w jelicie
- największe zgromadzenie wydzielniczej IgA w organizmie człowieka
Skażenie żywności moze być
- pierwotne - skażone w środowisku produkty są spożywane, np. Salmonella w jajach, Campylobacter jejuni w mleku, Vibrio parahaemolyticus w surowych rybach
- wtórne - źródłem zakażenia mogą być ludzie, zwierzęta, np. Salmonella Typhi, Shigella, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus
choroba wrzodowa żołądka i dwunastnicy powodowana jest przez
Helicobacter pyroli
czerwonka powodowana jest przez
Shigella flexneri, Shigella boydii, Shigella sonnei
dur brzuszny powodowany jest przez
Salmonella Typhi
dury rzekome powodowe są przez
Salmonella Paratyphi A, B, C
Salmonellozy powodowane są przez
Salmonella Enteritidis, Salmonella Typhimurium
Jersinioza powodowana jest przez
Yersinia enterocolitica,
Yersinia pseudotuberculosis
biegunki powodowana jest przez
Aeromonas EPEC DAEC EIEC Bacillus cereus
listerioza jelitowa powodowana jest przez
Listeria monocytogenes
cholera powodowana jest przez toksynę wydzielaną przez
Vibrio cholerae
rzekomobłoniaste zapalenie okrężnicy powodowana jest przez toksynę wydzielaną przez
Clostridium difficile
botulizm niemowląt powodowana jest przez toksynę wydzielaną przez
Clostridium botulinum
zakażenie i zatrucie pokarmowe powodowana jest przez toksynę wydzielaną przez
Clostridium perfingens
po kolonizacji przez bakterie przewodu pokarmowego przebieg choroby zależy od
- stanu układu immunologicznego pacjenta
- obecności prawidłowej, fizjologicnzej flory jelitowej
- liczby i rodzaju zakażających bakterii lub od ilości spożytej, aktywnej biologicznie toksyny
- inwazyjności czynnika etiologicznego
na podstawie objawów klinicznych, wyglądu kału, obecności w kale granulocytów obojętnochłonnych biegunki podzielono na
- niezapalne - stolec obfity, wodnisty, bez śluzu i krwi, mniej niż 5 leukocytów w polu widzenia, np. Vibrio cholerae, ETEC, EAEC
- zapalne - stolec zawiera domieszkę śluzu i krwi, obecne granulocyty, podwyższona temperatura ciała i bóle brzucha, np. Shigella, Salmonella, EIEC, Campylobacter
bakterie stanowiące zanieczyszczenie fekalne wody to
Escherichia coli
Enterococcus
Clostridium perfingens
choroby przewodu pokarmowego wywoływane przez wirusy
- biegunki
- rotawirusy, norowirusy, astrowirusy, adenowirusy grupy F
- antygeny wirusów w kale
- metody immunochromatograficzne, testy ELISA, metody immunoenzymatyczne
- dodatkowo stosowane RT-PCR
badanie parazytologiczne kału
- badanie mikroskopowe - ocena preparatu bezpośredniego lub barwionego
- kał zagęszczany metodami flotacji i sedymentacji
- ## badanie należy powtórzyć kilkakrotnie
czynniki chroniące układ moczowy przed zakażeniem
- mechaniczne wypłukanie drobnoustrojów w czasie opróżniania pęcherza
- kwaśny odczyn moczu i wydzieliny pochwy
- obecność białka Tamma-Horsfalla - zapobiega przyleganiu bakterii
- naturalna mikroflora okolicy cewki moczowej i ujścia cewki moczowej, hamująca wzrost i przyleganie bakterii
- bakteriobójcze działanie mukopolisacharydów błony śluzowej pęcherza moczowego
- obecność wydzielniczej immunoglobuliny klasy IgA
- fagocytarna aktywność leukocytów
- złuszczanie się komórek nabłonka dróg moczowych
- przeciwbakteryjne działanie wydzieliny gruczołu krokowego
bakterie mogą się przedostać do układu moczowego
- drogą wstępującą przez cewkę moczową - zakażenie urogenne
- drogą krwionośną zakażenie hematogenne
- drogą naczyń chłonnych - zakażenie limfogenne
- przez ciągłość tkanek
- przez przetoki między drogami moczowymi a pochwą lub macicą
- przez przetoki moczowo-pęcherzowo-jelitowe
infekcjom dróg moczowych sprzyjają
- wady anatomiczne i czynnościowe powodujące zastówj i wsteczny odpływ moczu
- obecność kamieni w drogach moczowych
- zmiany w układzie moczowym - ciąża, cukrzyca, nadciśnienie tętnicze
- leczenie immunosupresyjne
- choroby nowotworowe
- niektóre zabiegi diagnostyczne lub lecznicze w obrębie dróg moczowych - cewnikowanie, cystoskopia
diagnostyka mikrobiologiczna infekcji dróg moczowych opiera się na
- ocenie ilościowej i jakościowej pobranej próbki moczu
- próbka powinna pochodzić ze środkowego strumienia
- mocz poranny
- metoda rozcieńczeniowa - rozcieńczenie 10do1 i 10 do2 krotnie badanego moczu w bulionie z glukozą, wysianie na agar z krwią, podłoże MacConkeya, EMB, Levina lub chromogenne
- metoda Hoepricha - pobieranie kropli moczu ezą i posiew na agar z krwią i podłoże MacConkeya, EMB lub Levine’a
- metody orientacyjne - wykonanie kropli spłaszczonej i jej ocena pod mikroskopem
próba trzech szklanek - pacjenci z nawracającymi zakażeniami układu moczowego
- 3 porcje moczu
1. z początkowego strumienia - śluz, komórki nabłonkowe, leukocyty wielojądrzaste, wykrycie zapalenia cewki moczowej
2. ze środkowego strumienia - mocz z pęcherza moczowego, leukocyty wielojądrzaste, wykrycie zakażenia pęcherza moczowego
3. z końcowego strumienia - śluz i leukocyty wielojądrzaste, wykrycie infekcji z górnego odcinku układu moczowego, zapalenie gruczołu krokowego
zapalenie gruczołu krokowego
4 kategorie:
- ostre bakteryjne zapalenie stercza
- badanie mikrobiologiczne moczu ze środkowego strumienia - przewlekłe bakteryjne zapalenie stercza
- przewlekłe niebakteryjne zapalenie stercza
- zapalne - obecność leukocytów w nasieniu
- niezapalne - brak leukocytów - bezobjawowe zapalenie stercza
E. coli, Klebsiella, Pseudomonas aeruginosa
diagnostyka: test czterech szklanek Mearesa-Stameya (3 próbki moczu i jedna nasienia)
bakterie mogą się dostać do gruczołu krokowego
- drogą wstępującą przez ciągłość tkanek - z układu moczowego, po wcześniejszej kolonizacji ujścia cewki moczowej - zakażenie urogenne
- drogą krwionośną - zakażenie hematogenne
ostre zapalenie jąder i najądrzy
wirus świnki wirus Coxsackie B Escherichia coli Neisseria gonorrhoeae Chlamydia trachomatis
Streptococcus agalactiae
• β-hemoliza
• kolonizuje
o jamę nosowo-gardłową,
o błona śluzowa pochwy
• najczęściej stanowi florę pochwy
• produkuje wiele toksyn i enzymów m.in. hemolizyny, pozwalających na rozprzestrzenianie się
• czynnik etiologiczny zakażeń okołoporodowych
• ropne zapalenie gardła i górnych dróg oddechowych
• zapalenia tkanek miękkich
• męskie narządy płciowe
• brak zwiększonej oporności na antybiotyki – β-laktamy skuteczne
• profilaktyka – kontrolne badania w kierunku kolonizacji (zapobieganie infekcjom)
• leczenie kolonizacji – ampicylina, amoksycylina z kwasem klawulanowym
Streptococcus pneumoniae
• dwoinki zapalenia płuc
• dwoinki gram-dodatnie
• poza klasyfikacją Lancefield
• bardzo szybko się namnaża
• prawie wszystkie mają polisacharydową otoczkę (tzw. szczepy gładkie)
o jest istotnym czynnikiem zjadliwości tych bakterii – ma właściwości antyfagocytarne
o Produkcja otoczki jest kodowana chromosomalnie
o Za patogenne uważane są szczepy posiadające otoczkę
o Różnice w składzie chemicznym polisacharydów otoczkowych pozwoliły na wyodrębnienie co najmniej 83 serotypów
o Otoczka cukrowa nie jest dobrym materiałem immunogennym, ponieważ głównie składa się z cukrów, które są o wiele gorzej rozpoznawane, niż białka (dobre immunogenny)
o Przeciwko polisacharydom otoczki powstają przeciwciała – mają znaczenie ochronne, ale też diagnostyczne, np. „test pęcznienia otoczek”, metody immunofluorescencyjne (bakterioskopia)
• Czynniki zjadliwości
o Otoczka
o Adhezyny (Cbp-A-białko wiążące cholinę, Psp-A- antygen ochronny)
o Pneumolizyna
o proteaza IgA
o Neuraminidaza
o Pozwalają pneumokokowi na:
wniknięcie do organizmu człowieka,
kolonizację błon śluzowych,
penetrację do komórek,
wywoływanie zmian zapalnych,
wnikanie do łożyska krwi,
pokonanie bariery krew-mózg
• szczepienia
o szczepionki skoniugowane – zawierają w swoim składzie oczyszczone polisacharydy otoczkowe 13 lub 10 serotypów pneumokoków połączone z białkiem nośnikowym (najczęściej białka S. aureus)
o szczepionki polisacharydowe – zawierają w swoim składzie oczyszczone polisacharydy otoczkowe 23 serotypów pneumokoków
Paciorkowce zieleniejące
- S. mitis, S. salivarius, S. sanquis, S. mutans
- flora fizjologiczna jamy nosowo-gardłowej
- patogeny oportunistyczne
- Czynniki etiologiczny zapalenia wsierdzia i zastawek serca – jeśli dostaną się do krwi
- bakterie produkujące biofilm - płytka nazębna, kamień nazębny, próchnica zębów
- powodują próchnicę zębów
Enterococcus
• E. faecalis, E. faecium
- paciorkowce kałowe
- flora fizjologiczna przewodu pokarmowego
- oporne na działanie wielu antybiotyków
- zakażenia układu moczowego
- Zakażenia oportunistyczne – wywołują zakażenia u osób z obniżoną opornością
Lactobacillus
- Zdobywają energię podczas fermentacji – zakwaszają podłoże
- Właściwości adhezyjne – mogą kolonizować błony śluzowe
- Główny składnik probiotyków, ze względu na łatwe przyleganie do komórek nabłonkowych, nie są patogenne oraz zabezpieczają przed rozwojem patogennych drobnoustrojów
- Lactobacillus acidophilus (laseczki Doderlein’a) metabolizują glikogen do kwasu mlekowego (niskie pH)
- niskie pH (pH = 5) inne produkty fermentacji mlekowej hamują kolonizację i wzrost potencjalnych patogenów bakteryjnych i grzybów (Candida albicans)
Sporolujące – Bacillus, Clostridium
Charakterystyka spolorujących
- gram-dodatnie
- tlenowe i beztlenowe
- gleba, pokarmy, kurz
- acidofile, alkalofile, halofile
- pałeczki, ziarniaki
- endospory centralne, terminalne i subterminalne
Bacillus
• Gr +
laseczki
• ścisłe tlenowce
• gleba
• produkują dużą ilość enzymów wydzielanych do środowiska – rozkład polisacharydów, tłuszczy, kwasów nukleinowych
• produkują antybiotyki (bacytracyna, polimyksyna)
• B. anthracis – laseczka wąglika
• B. thuringensis – produkuje kryształy parasporalne o właściwościach owadobójczych
• B. cereus – laseczka glebowa, może być również patogenem - zatrucia pokarmowe
Bacillus anthracis
• laseczka wąglika
• Nietypowa otoczka – białkowa
• Toksyna wąglika – kompleks 3 białek (cyklaza adenylowa) powodujące martwicę tkanki
• Zakażenie poprzez kontakt ze sporami
• Możliwe postacie wąglika
o Wąglik skórny
sączące się pęcherze otoczone czarnym strupem
dotyczy osób pracujących przy obróbce skór
o Wąglik płucny
Osoba wdycha zarodniki, które kiełkują, następuje rozwój bakterii z wytworzeniem toksyn, a płuca ulegają zniszczeniu
śmiertelne martwicze zapalenie płuc (choroba sortowaczy wełny lub osób przerzucających siano) - 100% śmiertelność
o Wąglik przewodu pokarmowego
Clostridium
- ścisłe beztlenowce,
- toksynotwórcze
- gleba
- Energia pobierana tylko dzięki fermentacji
- produkują duża ilość enzymów wydzielanych do środowiska – rozkład polisacharydów, tłuszczy, kwasów nukleinowych, białka, celulozę
- produkują przetrwalniki
Clostridium perfingens
- laseczka zgorzeli gazowej
- przetrwalniki
- Produkuje wiele egzotoksyn – proteazy, lipazy, lecytynazy – szybki rozkład tkanek z wydzieleniem dużej ilości gazów
- Produkuje enterotoksynę – zaburzenie transportu glukozy, białek, uszkodzenie nabłonka jelit
- Martwicze zapalenie jelita cienkiego
- C. perfingens stanowi florę jelit (toksyna β),
Clostridium difficile
- stanowi florę jelitową
- Rzekomobłoniaste zapalenie jelit – tworzą się błony rzekome zamykające drogi światła jelita (brak transferu treści jelitowej – pacjent umiera z nagromadzenia substancji toksycznej, intensywnego rozwoju flory fizjologicznej jelit, w konsekwencji perforacji jelit i wysiewu do jamy otrzewnowej, co powoduje zapalenie otrzewnej)
- Biegunka poantybiotykowa
- Diagnostyka – hodowla (trudna, rozciapkane, brązowawe kolonie o charakterystycznym zapachu stajni), wykrywanie w kale toksyn
Clostridium botulinum
• Beztlenowa
• Gram-dodatnia
• Wytwarza przetrwalniki
• Zarodniki C. botulinum powszechnie występują w glebie, osadach i przewodzie pokarmowym zwierząt
• Produkuje egzotoksynę – jad kiełbasiany (neurotoksyna botulinowa)
• Objawy kliniczne zatrucia botuliną nazywa się botulizmem.
o objawy ze strony przewodu pokarmowego: nudności, wymioty, zaparcia, bóle brzucha
o objawy toksycznego działania toksyny botulinowej: osłabienie, bądź porażenie różnych grup mięśni, charakterystyczne i łatwo zauważalne jest opadanie powiek, nadające twarzy senny wyraz, podwójne widzenie
Clostridium tetani
• Gram-dodatnia
• Wytwarza przetrwalniki umieszczone na końcu komórki
• Bezwzględny beztlenowiec
• W miejscu zakażenia C. tetani wydziela tetanospazminę – silną neurotoksynę która powoduje nagromadzenie się acetylocholiny w płytkach nerwowo-mięśniowych powodując porażenie spastyczne
• Zakażenie następuje podczas urazów penetrujących skażonych glebą, warunkujących rozwój beztlenowy
• Objawy kliniczne
o Tężec miejscowy
o Tężec obejmujący mięśnie głowy związany z zaburzeniem funkcji jednej z gałęzi nerwu twarzowego (VII)
o Tężec uogólniony – najczęstszą postać choroby charakteryzuje skurcz silnych grup mięśni: szczękościsk, uśmiech sardoniczny.
Mycoplasma
- brak ściany komórkowej (peptydoglikanu – zamiast tego produkcja steroli w błonie cytoplazmatycznej)
- zaliczane do gram-dodatnich bakterii pod względem zawartości zasad GC w genomie
- najmniejsze komórki zdolne do autonomicznego wzrostu
- prosta budowa komórkowa, mały genom (redukcja) – bakteria wewnątrzkomórkowa
- oporne na lizę osmotyczną dzięki obecności steroli w błonie cytoplazmatycznej
- posiadają lipoglikan – heteropolisacharydy połączone z lipidami błonowymi
- wzrost na podłożach sztucznych stałych w postaci „sadzonego jaja” (wzrost w głąb podłoża)
- Mycoplasma orale – flora jamy ustnej
- Mycoplasma genitalium – zakażenia układu moczo-płciowego, może prowadzić do bezpłodności (zamknięcie światła jelita) lub seryjnych poronień w pierwszych tygodniach ciąży
- Mycoplasma hominis – zakażenia układu moczo-płciowego, może prowadzić do bezpłodności (zamknięcie światła jelita) lub seryjnych poronień w pierwszych tygodniach ciąży
- Ureaplasma urealyticum – zakażenia układu moczo-płciowego
• Mycoplasma pneumoniae
o zakażenia układu oddechowego (górny i dolny)
o Wywołują atypowe zapalenie płuc
Objawy:
• Kaszel
• Możliwa gorączka (najczęściej brak)
• Brak zmian osłuchowych
• Zmiany w obrębie płuc na zdjęciu rentgenowskim
Leczenie – w miarę szybkie, tetracykliny, makrolidy (16 węglowe – azytromycyna), fluorochinolony
Chlamydia pneumoniae – leczenie ok. 3 tygodni, wywołuje również atypowe zapalenie płuc
o Lata mykoplazmowe – co 3-5 lat mamy epidemię zakażeń Mycoplasma pneumoniae
Typowe zapalenie płuc
• Wywoływane np. przez Streptococcus pneumoniae
• Charakteryzuje się
o Kaszlem
o Trudnościami z oddychaniem
o Gorączką
o Zmianami osłuchowymi – trzeszczenia, szmery
o Zmianami w obrębie płuc na zdjęciu rentgenowskim
Corynebacterium
- maczugowce tlenowe
- gleba, rośliny, zwierzęta
- nieruchome
- komensale i pasożyty zwierząt i roślin
- gram-dodatnie
- C. diphtheriae – maczugowiec błonicy, szczepy lizogenne
- C. urealyticum – zakażenia układu moczo-płciowego
- C jeikeium (JK) - różne zakażenia (wielooporne szczepy), izolowany od osób z obniżoną odpornością
Propionibacterium
- maczugowce
• beztlenowce
• pozyskują energię z fermentacji – fermentacja mlekowa i propionowa
• wykorzystują produkty fermentacji jako źródło węgla – fermentacja wtórna
• wykorzystują do produkcji dziur w serach (pierwszą fermentację przeprowadza Streptococcus i Lactobacillus wytwarzają mleczan, a następnie Propionibacterium fermentuje do kwasu propionowego i CO2)
• Propionibacterium acnes – flora fizjologiczna skóry, czynnik etiologiczny trądziku
prątki - mycobacterium
• Maczugowce,
• pleomorficzne,
• nie tworzą mycelium
• Kwasooporne dzięki zawartości kwasów mykolowych (lipidów, wosków) w ścianie komórkowej
• Odporne na wysychanie ze względu na obecność wosków w ścianie komórkowej
• Kolonie gładkie lub kalafiorowate
• Komensale i patogeny
o Patogeny bardzo powoli się namnażają
• Odkryte przez Roberta Kocha jako czynnik etiologiczny gruźlicy (Nagroda Nobla)
• Barwienie Ziehl-Neelsena
• Hodowla na podłożu jajowym Löwensteina-Jensena (bogate w tłuszcze) nawet do 10 tygodni
o Dodatek barwnika, np. zieleni malachitowej powoduje, że nie będą rosły bakterie towarzyszące w próbce
• Wykrywanie – PCR, hodowla
Mycobacterium tuberculosis
• Cechy zjadliwości:
o Czynnik wiązkowy – pochodna kwasu mykolowego wchodząca w skład ściany komórkowej (ułożenie hodowli w postaci sznurów), hamuje migrację leukocytów wielojądrzastych
o Sulfatydy – hamują tworzenie fagolizosomu, przeżycie wewnątrzkomórkowe
• Gruźlica płuc, gruźlica prosówkowa (ogólnoustrojowe zakażenie), gruźlica narządów, zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych i mózgu (najczęściej śmierć), posocznica
• Tempo rozwoju gruźlicy – zależy od układu immunologicznego, bardzo długi
• Profilaktyka – zdjęcia RTG, szczepienia, próby tuberkulinowe
• Szczepienia przeciwko gruźlicy
• Leczenie – trudne i długotrwałe (pół roku), antybiotykoterapia – rifampicyna, streptomycyna, fluorochinolony
• Wielooporne szczepy
Mycobacterium leprae
• Trąd tuberkulinowy
o odpowiedź typu komórkowego,
o rozsiane zmiany skórne (skąpoprątkowe) prątki atakują nerwy czuciowe, uszkodzenie słaboukrwionych części ciała (nos, palce, uszy) - wtórne zakażenia bakteryjne, mogą się gromadzić w przesączach międzykomórkowych
o Jest mniej zakaźny
• Trąd lepromatyczny
o odpowiedź humoralna,
o rozsiane zmiany rozległe (bogatoprątkowe), gromadzenie prątków w tkance podskórnej (lwia twarz), duża część nerwów czuciowych jest zajęta
o szybszy rozwój choroby
• Leczenie – długie (nawet do 2 lat) i trudne
• Diagnostyka – preparaty mikroskopowe z zeskrobin
Streptomyces
- promieniowce
• Tworzą filamenty, mycelia (pseudogrzybnie)
• Mogą tworzyć zarodniki – konidia
• Kolonie pigmentowane, puszyste
• Gleba
• Wytwarzają wiele substancji – antybiotyki (główni producenci), geosmina
• Produkują wiele enzymów zewnątrzkomórkowych – rozkład skrobi, celulozy, białek, tłuszczów, ligniny, taniny, kauczuku
Actinomyces
- promieniowce • Beztlenowe • Komensale i patogeny o Oportunistyczne patogeny • Flora fizjologiczna jamy ustnej • Tworzą splątane pseudogrzybnie • Infekcje: actinomykoza, promienica o Jeśli rozwija się w tkankach, tworzy się tunel z ujściem na zewnątrz
Neisseria
• Dwoinki gram-ujemne
• flora fizjologiczna górnych dróg oddechowych
• N. gonorrhoeae
o rzeżączka przenoszona jest drogą płciową
rzeżączka dróg moczowo-płciowych
rzeżączka gardła
o konsekwencje
kobiety – bezpłodność, poronienia, bez leczenia będzie cały czas nosicielem choroby
mężczyźni – choroba samouleczalna
• N. meningitidis
o zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych
o piorunująca posocznica
o zapalenia dróg oddechowych
o Kapsułka z polisacharydem jest głównym czynnikiem wirulencji
o Kapsułka zapobiega wiązaniu dopełniacza i fagocytozie przy braku specyficznego przeciwciała. Nie pobudza samodzielnie
o N. meningitidis jest częstą przyczyną bakteriemii meningokokowej i zapalenia opon mózgowych u dzieci, młodych dorosłych oraz sporadycznie występuje w epidemiach w zamkniętych populacjach
o Meningokokowe zapalenie opon mózgowych charakteryzuje się wyjątkowo szybkim początkiem objawów. Należą do nich wysoka gorączka, wysypka skórna i silny ból głowy. Pozornie bezobjawowy osobnik może przejść do stanu poważnego w ciągu 24 godzin prowadzi to do śmierci w 50-90% przypadków.
o osoby, które przeżyły, mogą stracić palce lub kończyny w wyniku sepsy oraz/lub mieć umiarkowane lub ciężkie niedobory neurologiczne
Moraxella catarrhalis
- gram-ujemna dwoinka
- Zapalenia dróg oddechowych
- Zapalenie zatok, ucha środkowego
Najczęstsze patogeny wywołujące zapalenia dróg oddechowych to 4
- Streptococcus pneumoniae,
- Haemophilus influenzae
- Haemophilus parainfluenzae,
- Moraxella catarrhalis
Haemophilus
• Gram-ujemne pałeczki,
• lubiący krew - wymagające do wzrostu czynnika X (hematyna) lub/i V (NAD) uwalniane z krwinek czerwonych
• H. influenzae
o infekcje dróg oddechowych, zatok, uszu,
o wywołuje ropne zapalenie nagłośni
o szczep otoczkowy H. influenzae typu b – zakażenia inwazyjne
posocznica, zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych
• H. parainfluenzae
o Nie inwazyjny
o infekcje dróg oddech, zatok, uszu
o w przypadku zapalenia ucha środkowego u dzieci przekłuwa się błonę bębenkową w celu uwolnienia wydzieliny ropnie
• H. ducreyi
o wrzód miękki weneryczny
tworzą się zgrubienia na narządach płciowych
Bordetella
• Gram-ujemne pałeczki, wymagające do hodowli specjalnych podłoży
• B. petussis
o Krztusiec
o Toksyna krztuścowa (AB) - odczyn anafilaktyczny, nadwrażliwość komórek nabłonkowych na bodźce
Po uwolnieniu toksyny w drogach oddechowych powoduje uszkodzenie komórek nabłonka co powoduje kaszel
o Cytotoksyna tchawicza – uszkodzenie nabłonka tchawicy
• B. parapertissis – krztusiec rzekomy
• B. bronchiseptica – infekcje dróg oddechowych
Pałeczki niefermentujące
• Gram-ujemne
• Brak zdolności fermentacji glukozy (rozkładu glukozy bez udziału tlenu)
• Wolnożyjące w środowiskach wodnych, min wymagania odżywcze, zróżnicowana zjadliwość
• Flora skóry i błon śluzowych ludzi i zwierząt
• Naturalna oporność na wiele antybiotyków, chemioterapeutyków i środków dezynfekcyjnych
• Patogeny oprtunistyczne
o Zakażenia układu oddechowego (mukowiscydoza – P. aeruginosa, Burkholderia cepacia complex)
o Zakażenia układu moczowego
o Pooperacyjne i pourazowe zakażenia ran
o Posocznice
o Zakażenia ran oparzeniowych
salmonella
• Identyfikacja Salmonella opiera się zawsze na identyfikacji biochemicznej dopełnionej identyfikacją serologiczną
• Dury – zakażenia uogólnione, bakteriemia, krwotoki, biegunka (możliwa), występują tylko u ludzi – antroponozy (zakażenie człowiek-człowiek), choroba ogólnoustrojowa, bakterie cyklicznie dostają się do krwioobiegu oraz mogą się gromadzić w woreczku żółciowym
o S. typhi – dur brzuszny
o S. paratyphi A – dur rzekomy
o S. paratyphi B (S. Schottmuelleri) - dur rzekomy
o S. paratyphi C (S. Hirszfeldii) - dur rzekomy
• Salmonelozy – biegunka, choroby odzwierzęce, nosicielami jest głównie ptactwo domowe
Shigella
- Czynnik etiologiczny czerwonki bakteryjnej
- atakuje nabłonek jelita grubego (okrężnicy) powodując krwawe owrzodzenia – stan zapalny, ropny z krwawieniem
- nie penetruje do krwiobiegu i innych narządów
- S. dysenteriae – produkuje toksynę Shiga (blokując biosyntezę białek, wywołuje zespół hemolityczno-mocznicowy)
Escherichia coli
- Flora fizjologiczna przewodu pokarmowego
- Zakażenia układu moczowego (90%)
- Zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych – E. coli K1
- Schorzenia żołądka i jelit
Proteus, Morganella
- Laktozo-ujemne
- Dezaminacja fenyloalaniny
- Produkcja ureazy
- Wzrost mgławicowy (Proteus)
- Zakażenia układu moczowego
- Kamica nerkowa
- Zakażenia dróg oddechowych (zatoki, ucho)
Yersinia
• Wewnątrzkomórkowce namnażające się w makrofagach i fibroblastach , wiele czynników zjadliwości (toksyny, otoczka, czynniki hamujące aktywność dopełniacza, czynniki antyfagocytarne)
• Y. pestis – pałeczka dżumy
• Y. pseudotuberculosis – pałeczka rodencjozy, zapalenie węzłów chłonnych krezki jelitowej (wyrostka robaczkowego), posocznice, ropnie, sapronozy
o Trudno hodowane – brak posiewu -> wykonywany poziom przeciwciał
• Y. enterocolitica – jersinioza, zapalenie jelit (enterotoksyny), ropnie i zakażenia wielonarządowe, sapronozy
Enterobacter, Klebsiella, Serratia
- Zmienna umiejętność fermentacji laktozy
- Szczepy śluzowe i bez śluzu
- Flora fizjologiczna przewodu pokarmowego
- Zakażenia układu moczowego
- Zakażenia dróg oddechowych (K. pneumoniae)
- Patogeny oportunistyczne
- Zakażenia szpitalne
- Szczepy wielooporne (K. pneumoniae, E. cloacae, S. marcescens)
Vibrio
- Oksydazo-dodatnie przecinkowce
- Zamieszkują środowisko wodne, czynnik etiologiczny zakażeń związanych z wodą, owocami morza, rybami
- Preferują środowisko zasadowe
- V. cholerae – przecinkowiec cholery
Rickettsia
Gorączki plamiste i dury
• Atakowane są komórki śródbłonka naczyń co prowadzi do stanu zapalnego naczyń ich uszkodzenia i krwawień
• Złe samopoczucie, stan podgorączkowy trwający kilka tygodni
• R. rickettsii - Gorączka plamista gór skalistych (kleszcze)
• R. akari - Ospa riketsjowa (roztocza)
• R. typhi - Dur mysi, dur plamisty endemiczny (pchła)
• R. prowazekii - Dur plamisty epidemiczny (wesz ludzka)
• Coxiella burnetii - Gorączka Q (zapalenia płuc)
Campylobacter
- Do wzrostu wymagają bogatych podłoży
- Zróżnicowana grupa pod względem wymagań tlenowych
- Wywołują zakażenia jelitowe i pozajelitowe
- Zakażenia odzwierzęce, źródłem jest skażona żywność
- Hodowla w warunkach mikroaerofilnych, na wybiórczych podłożach krwawych z dodatkiem antybiotyków
- C. jejuni – biegunki i ostre zapalenia jelit, ropnie wątroby
- C. coli – biegunki i ostre zapalenia jelit, ropnie wątroby
Helicobacter
• H. pylori
o Mikroaerofile
o Kolonizują błonę śluzową żołądka (pH 2-3), przemieszczają się pod warstwą śluzu dzięki rzęskom
o Produkują duże ilości ureazy – podwyższenie lokalnego pH
o Cytotoksyna VacA niszczy nabłonek żołądka
o Toksyna CagA wywołuje przewlekły stan zapalny
o Wywołuje zapalenie błony śluzowej żołądka, wrzody żołądka i dwunastnicy
o Sama kolonizacja nie musi spowodować objawy szkodliwe
chlamydia
• Gram –
• Obligatoryjne pasożyty
• Niepełny metabolizm, uzależnione od zewnętrznych produktów pośrednich dostarczających energii
• Zawierają DNA i RNA oraz geny kodujące peptydoglikan więc nie są wirusami
• specyficzny cykl rozwojowy
o Ciałko elementarne – forma zakaźna, rozsiewana drogą powietrzną, nie wykazuje cech życiowych (podobnie jak wirusy), przekształca się w ciałko retikulocytarne
o Ciałko retikulocytarne – forma wegetatywna, namnaża się, aby zainfekować kolejne komórki przekształca się w ciałko elementarne
• Chlamydia trachomatis
o Zakażenia u ludzi,
o choroby weneryczne, zakażenie układu moczo-płciowego (poronienia, bezpłodność, zakażenia okołoporodowe),
o wtrętowe zapalenie spojówek (może prowadzić do utraty wzroku),
o okołoporodowe zapalenie płuc noworodków
• Chlamydia pneumoniae
o atypowe zakażenia układu oddechowego człowieka
możliwe samouleczenie
leczenie ok 3 tyg. Azytromycyna, fluorochinoliny, makrolidy
• Chlamydophila psittaci
o Zakażenia zwierząt i ludzi, papuzica
o Zapalenia płuc, stawów, wtrętowe zapalenie spojówek
o Najczęściej zarażenie od ptaków – aspiracja odchodów z powietrza
o Najczęściej chorują pracownicy zoo, hodowcy ptaków
SPIROCHETES - KRĘTKI
- Gram –
- Ruchliwe
- środowisko wodne, wolnożyjące
- wewnętrzna rzęska
Treponema pallidum
- ruchome krętki można zobaczyć za pomocą mikroskopii w ciemnym polu
- barwienie przeciwciałami przeciw-treponema znakowanymi barwnikami fluorescencyjnymi
- wewnątrzkomórkowy patogen
- nie mogą być hodowane w kulturach wolnych od komórek in vitro
- nie przeżyją dobrze poza gospodarzem
- należy zachować ostrożność w przypadku próbek klinicznych do hodowli laboratoryjnej lub badań
o zniszczenia tkanek i zmiany chorobowe są przede wszystkim konsekwencją odpowiedzi immunologicznej pacjenta
o kiła jest chorobą naczyń krwionośnych i łuków okołonaczyniowych
o pomimo silnej odpowiedzi immunologicznej gospodarza, organizmy są zdolne do utrzymywania się przez dziesięciolecia
Borrelia
• B. recurrentis – dur powrotny (wesz ludzka)
• B. burgdorferi – choroba z Lyme (borelioza)
o Roznoszona przez kleszcze
o I faza – rumień wędrujący (3-30 dni od ugryzienia)
o II faza – zapalenie opon mózgowych i mózgu (neuroborelioza) oraz zapalenie mięśnia sercowego (2-3 miesiące od ugryzienia)
o III faza – objawy reumatoidalne (reakcja na obecność przeciwciał), zaburzenia neurologiczne i neuropsychiatryczne
