Pałeczki Gram-ujemne

Pałeczki Gram-ujemne (duże)

• Gram-ujemne pałeczki tlenowe, i pałeczki względnie beztlenowe

• rodziny: Enterobacteriaceae, Pseudomonadaceae,Vibrionaceae ^J

• występowanie: woda, ścieki, gleba, fizjologiczne flora (skóra, bł. śl., drogi oddechowe, przewód pokarmowy)

• mogą stać się przyczyną endogennych zakażeń

Rodzina Enterobacteriaceae

• pałeczki Gram-ujemne

• ruchome (wokołorzęsate) lub pozbawione rzęsek (Klebsiella, Shigella, Yersinia)

• bezotoczkowe lub wytwarzające otoczkę

• niezarodnikujące

• dobrze rosną na zwykłych podłożach w atmosferze tlenu, lub w warunkach względnie beztlenowych

• fermentują kwaśno lub kwaśno i gazowo glukozę i inne węglowodany oraz alkohol (oprócz Shigella sonnei - nie rozkłada glukozy^Z)

• redukują azotany do azotynów

• wytwarzają katalazę (nieliczne wyjątki^Z)

• nie posiadają oksydazy (Plesiomonas shigelloides jest oksydazododatnia^M)

• nie wytwarzają DNazy (z wyjątkiem Serratia)^Z

• większość nie fermentuje laktozy (wyjątki szczepy Escherichia, Klebsiella, Enterobacter, Citrobacter, Serratia)^M

• oporność na sole żółci u patogenów jelitowych (np. Shigella, Salmonella)

• bytują w org. ludzi, zwierząt, czasem pasożytują na roślinach

  • głównym siedliskiem jest przewód pokarmowy

  • niektóre stanowią florę fizjologiczną lub symbiotyczną org.

  • stają się chorobotwórcze, gdy przenikną z naturalnego miejsca występowania dom innych tkanek lub narządów

  • niektóre są ścisłymi pasożytami (np. Salmonella, Shigella) przyczyna zakażeń żołądkowo-jelitowych

• ze względu na wł. metaboliczne oraz ilościowy skład guaniny i cytozyny podzielono tą rodzinę
  na 5 trybów

• ze względu na cechy morfologiczne, wł. biochemiczne, różnice w budowie antygenowej
  oraz wrażliwość na bakteriofagi i bakteriocyny podzielono tryby na serotypy i biotypy

• wyjątkowo często wymieniają geny przez koniugację i wymianę plazmidów oraz transdukcję przekazywanie genowej oporności na leki i nabywanie genów kodujących syntezę toksyn i czynników kolonizacyjnych ^V

• antygeny

  • antygen K (otoczkowy, niem. Kapsel - otoczka)

  • antygen H (rzęskowy, niem. Hauch – powiew) – inaczej określane jako czynniki kolonizacyjne (CFA)

  • u szczepów E. coli powodujących odmiedniczkowe zapalenie nerek są inne antygeny rzęskowe – antygeny P

  • antygen O (somatyczny. niem. Ohne Hauch) – zdeterminowany przez różnice w łańcuchu LPS

• czynniki zjadliwości

  • endotoksyna (LPS) – zbudowana z polisacharydowego rdzenia (immunogenność),

lipidu A (toksyczność) i antygenu O

• egzotoksyny: enterotoksyny, toksyna Shiga i toksyny podobne do toksyny Shiga

• adhezyny – fimbrie, antygen O, antygeny rzęskowe i in.

• otoczka i inne ochronne antygeny powierzchniowe– właściwości ochronne i antyfagocytarne

• zmienność antygenowa^M

• system sekrecji typu III – kompleks białek, dzięki któremu bakteria „wstrzykuje” czynniki wirulencji^M

• pozyskiwanie czynników wzrostu^M

• oporność na bakteriobójcze działanie surowicy i na antybiotyki^M

Rodzaj Escherichia

• pałeczki Gram-ujemne stale bytujące w dolnym odcinku przewodu pokarmowego ludzi i zwierząt

• symbioza z makroustrojem lub szczepy oportunistyczne (w określonych warunkach chorobotwórcze)

• obecne również w glebie i wodach powierzchniowych

• E. vulneris - zakażenia ran, głównie z lokalizacją na ramionach i nogach, rzadziej w krwi^Z

• E.hermanii – izolowane od ludzi z ran, wydzielin ukł. oddechowego, rzadziej kału, krwi
  i płynu m.-rdz.^Z

• E. fergusonii – wyosobnione z krwi, moczu i kału^Z, zakażenia ran, bakteriemia, zakażenia układu moczowego ^I

Escherichia coli (pałeczka okrężnicy)

• jedyny przedstawiciel rodzaju Escherichia

• Gram-ujemne pałeczki

• wielkość 0,5-3 μm

• nie wytwarza przetrwalników

• urzęsiona

• obecność fimbrii

  • MS (mannose-sensitive) i MR (mannose resistant)^Z –podział na podstawie stopnia zahamowania aglutynacji erytrocytów

  • ważna rola w adhezji

• tylko wyjątkowo wytwarza otoczkę

• struktura antygenowa

  • antygen Kunina, CAE

    • odkryty u E.coli O₁₄

    • cecha charakterystyczna pałeczek rodziny Enterobacteriaceae

    • heteropolimer aminocukru, złożony gł. z 1,4-N-acetylo-D-glukozaminy
      i kwasu N-acetylo-mannozaminouronowego, częściowo zestryfikowanego kwasem palmitynowym i octowym

    • jest on różny od antygenów O, H, K, Vi

      • wysoka immunogenność

      • swoista aktywność serologiczna, która określa się w odczynach: hemaglutynacji biernej, odczynie zahamowania hemaglutynacji biernej
        i odczynie precypitacji

  • antygen somatyczny O

    • kompleks wielocukrowo-białkowo-lipidowy

    • związany z LPS ściany komórkowej

    • wł. podobne do antygenu somatycznego innych pałeczek

    • cukrem określającym swoistość serologiczną jest kolitoza

    • przejście formy S do R wiążę się z utratą swoistości serologicznej

    • 150 ^Z:170 odmian antygenu 150 grup serologicznych E.coli

  • antygen otoczkowy K

    • powiązany z antygenem somatycznym - powoduje blokowanie odczynu aglutynacji
      z antygenem somatycznym

    • 90 rodzajów

    • budowa: trzy komponenty L, A i B

• antygen rzęskowy H

  • u ruchomych form pałeczek

  • zbudowany z białek (flagelina^Z)

  • niszczony przez podwyższoną temp. oraz alkohol

  • 50 odmian serologicznych

• antygen fimbriowy (pilinowy) F ^Z

  • 20 typów serologicznych

• antygen śluzowy M

  • wytwarzany przez niektóre szczepy

  • zbudowany z wielocukrów

• Skład antygenu somatycznego O określa grupę serologiczną, antygeny K i H określają serotypy w poszczególnych grupach.^J

• Szczepy E.coli można grupować także pod względem wrażliwości na swoiste bakteriofagi, kolicyny czy profil białek błony zew.^Z

• właściwości fizjologiczne

  • wzrost

    • rośnie na podłożach zwykłych

    • optimum 37°C, pH 7,5 warunki tlenowe/beztlenowe

    • bulion: jednolity męt

    • podłoże stałe: kolonie o śr. 2-3 mm, wilgotne, lśniące, szare (S);
      także postacie R i M

    • nie rosną na podłożu z dodatkiem KCN

    • nie wykorzystują do rozwoju cytrynianu sodu i malonianu sodu

    • podłoże SS: ich wzrost jest hamowany

  • fermentowanie cukrów z wytworzeniem kwasu i gazu

  • rozkłada laktozę na kolor różowy na podłożu MacConkeya (podłoże dla bakterii G(-))

(odróżnienie od Salmonella, Shigella i Proteus)

• rozkłada tryptofan do indolu

• dodatnia w teście z czerwienia metylową (MR)

• ujemna w teście Vogues-Proskauer (test na acetoinę)

• nie wytwarza H₂S, ureazy

• niektóre szczepy wytwarzają hemolizyny

• wytwarza bakteriocyny – kolicyny

• występują różnice wśród szczepów (biochemiczne, struktury antygenowej, wrażliwości
  na bakteriofagi i oporności na antybiotyki)
  istnieje możliwość episomatycznego¹ przekazania pałeczkom okrężnicy tych cech przez towarzyszące w przewodzie pokarmowym bakterie

• wrażliwość na czynniki zewnętrzne

  • oporne na działanie fenolu

  • niszczy je chlor i jego pochodne

  • wrażliwe na działanie niektórych barwników anilinowych

  • temp. 56°C zabija je po 60 minutach

• miano coli – określa stopień zanieczyszczenia wody, oznacza ilość wody, z której hoduje się jeszcze ten drobnoustrój

Chorobotwórczość

• flora fizjologiczna przewodu pokarmowego (symbionty) – wytwarzają witaminy B, K, C,
  także występują na skórze i bł. śl. jamy ustnej i układu oddechowego, w glebie i wodzie

• zasiedlają przewód pokarmowy w kilka dni po urodzeniu

• zakażenie drogą fekalno-oralną, pokarmową, endogenną (zakażenie ukł. moczowego)

• czynniki zjadliwości ^V

• adhezyny – np. E. coli wywołujące zakażenia dolnych dróg moczowych mają specyficzne antygeny O, a wywołujące zakażenia górnych – antygeny P; fimbrie

  • czynnik kolonizacyjny (antygen CFA I i II) znajdujący się w fimbriach powoduje przylegania i kolonizację pałeczki do nabł. jelita, występuje u ETEC

• enterotoksyny – wydzielane przez ETEC i EHEC/VTEC, kodowane przez plazmidy

  • wydzielane przez ETEC

    • toksyny termolabilne (LT-1 i LT-2) – podobne do choleragenu, wiąże się do nabł. jelita za pomocą receptorów i aktywuje cyklazę adenylanową, co powoduje wzrost cAMP przejście do światła dużej ilości płynu i wystąpienie biegunki ^Z

    • toksyna termostabilna (ST) – pobudzają jelitową cyklazę guanylową,
      co powoduje wzrost st. cGMP przejście do światła dużej ilości płynu
      i wystąpienie biegunki ^Z

  • wydzielana przez EHEC/VTEC

    • werotoksyna, toksyna podobna do toksyny Shiga(SLT-I i II), gen przenoszony przez bakteriofaga^J, hamują syntezę białek ^Z

• hemolizyny – zwłaszcza w ZUM, EIEC

• otoczka antyfagocytarna – wytwarzana przez E. coli K1 (wywołuje on 80% przypadków ZOMR
  u noworodków), podobna strukturalnie do ludzkiej adhezyny N-CAM – homopolimer kwasu sialowego, nie aktywuje dopełniacza

• często powodują zakażenia szpitalne

• najbardziej wrażliwe na zakażenie pałeczką są niemowlęta, osoby starsze lub osłabione chorobą

• przy osłabionej odporności mogą wywoływać zapalenie układu moczowo-płciowego, dróg żółciowych, śluzówki macicy, otrzewnej, opłucnej, opon mózgowo-rdzeniowych, ropnie skóry

• zakażenia żołądka i jelit:

• ETEC (enterotoksynogenne E.coli)

  • produkuje ciepłostałe ST i ciepłochwiejne LT enterotoksyny

  • enterotoksyny powodują stymulację cAMP w kom. nabł. jelita cienkiego
    i nadmierne wydzielanie wody i elektrolitów

  • do wywołania zakażenia oprócz obecności toksyn konieczne są czynniki kolonizacyjne CFA-I i CFA-II

  • zakażenia u małych dzieci z krajów rozwijających się i u osób podróżujących do tych krajów (biegunka podróżnych )^M

  • objawy biegunki podobne do objawów wywołanych przez V.cholerae ^J– wodnista biegunka i skurcze brzucha, rzadziej nudności i wymioty) ^M

• EPEC (enteropatogenne E.coli)

  • epidemie biegunek dziecięcych szczególnie na oddziałach szpitalnych

  • najczęściej izolowana w krajach rozwijających się ^V

  • ściśle przylegają do kom^. nabłonka, niszcząc mikrokosmki komórkowe, bez inwazji
    do komórek ^V

  • reakcje i zmiany degeneracyjne w tkankach są wynikiem wł. adhezyjnych szczepów E.coli ^Z

• EHEC (enterokrwotoczne)^V

  • krwotoczne zapalenie jelita grubego (rzadki typ ustępującej samoistnie, obfitej, krwotocznej biegunki)

  • zespół hemolityczno-mocznicowy HUS (ostra niewydolność nerek, trombocytopenia
    i mikroangiopatyczna, niedokrwistość hemolityczna)

  • biegunki

  • za patomechanizm odpowiada toksyna podobną do toksyny Shiga

• EIEC (enteroinwazyjne E.coli)

  • zakażenia w krajach rozwijających się ^M

  • gorączka, bolesne skurcze brzucha, wodnista biegunka, która może przekształcić się
    w czerwonkę z wydalaniem krwawych stolców

  • przypomina pod względem patogenezy i wł. Shigella, ale nie produkuje toksyny podobnej do toksyny Shiga ^V, ale hemolizyny ^M

• EAEC (enteroagregacyjne E.coli) ^V

  • wytwarza specjalny typ fimbrii, które pozwalają bakterii przyczepiać się do śluzówki jelita

  • biegunka u niemowląt w krajach rozwijających się; biegunki podróżnych; przewlekła wodnista biegunka z wymiotami, odwodnieniem i niewysoką gorączką ^M

• czynnikiem etiologicznym biegunek niemowląt i dzieci mogą być: E.coli, bakterie z rodzaju Salmonella, Shigella, Yersinia, bakterie fakultatywnie enteropatogenne Staphylococcus aureus, Streptococcus faecalis, Proteus sp., Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae oraz niektóre wirusy

• pałeczka okrężnicy wywołuje zakażenia układu moczowo-płciowego

  • wywoływane przez pałeczki o wyraźnym nefrotropizmie

  • posiadającymi określoną budowę antygenową

  • powodują m.in. ostre odmiedniczkowe zapalenie nerek

  • choroba miodowego miesiąca – zapalenie pęcherza (najważniejszy czynnik ZUM)

  • najczęściej izolowany czynnik chorobotwórczy u kobiet z tego typu zakażeniami

  • zakażenia tego układu mogą być powodowane także przez inne bakterie rodziny Enterobacteriaceae: Enterobacter, Klebsiella, Proteus oraz pałeczki rodzaju Pseudomonas

• zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych noworodków – 1 z 2 najważniejszych czynników ^V

• posocznice – jest ich najczęstszą przyczyną; najczęściej są następstwem infekcji ukł moczowego
  lub pokarmowego ^M

Diagnostyka

• najczęściej: na podstawie objawów ^V

• materiał: w zależności od zakażenia: kał, tkanka, mocz, krew, żółć, ropa, płyny wysiękowe,
  płyn m.-rdz.

• hodowla, izolacja

  • agar z krwią i jedno z p. różnicujących (np. Krumwieda) lub wybiórczo-różnicujące (np. Mac Conkeya)

  • podłoże różnicujące MacConkeya – ma laktozę i wskaźnik pH: E. coli fermentuje laktozę
    w odróżnieniu od innch Enterobacteriaceae

  • analiza biochemiczna i serotypowanie ^J

    • oznaczenie typu serotypowego na podstawie wzorcowych surowic odpornościowych anty-E.coli

    • typowanie za pomocą swoistych bakteriofagów

    • za pomocą bakteriocyn

  • badania serologiczne nie mają dużego znaczenia

    • odczyn aglutynacji ze swoistym antygenem: przeciwciała w surowicy

    • odczyn hemaglutynacji biernej stosowany w diagnostyce zakażeń ukł. moczowego

• zakażenia ukł. moczowego

  • ilościowy posiew moczu – zawartość drobnoustrojów w ilości 10 ^-5/ml świadczy
    o znamiennej bakteriurii

• dodatkowe badania, w analizie epidemiologicznej albo zakażeniach pozajelitowych: ^V

  • badanie wytwarzania toksyn (EIA albo pętla jelitowa)

  • inwazyjność (test Sereny’ego – zaszczepienie zawiesiny bakterii do oka świnki morskiej, objawy u zwierzęcia wskazują na wynik pozytywny ^I)

  • wykrywanie CFA

  • wykrywanie przeciwciał

Leczenie

• nawodnienie płynem o wysokiej zawartości elektrolitów ^V

• antybiogram – tylko poważne albo nawrotowe zakażenia

• antybiotyki o szerokim spektrum działania, najczęściej ampicylina, tetracykliny, chloromycetyna, sulfonamidy, nitrofurantoina i negram^J, trymetoprym-sulfametoksazol ^V

Profilaktyka

• przestrzeganie zasad higieny

• kontrola sanitarna wody

• karmienie piersią ^V

• ew. chemioprofilaktyka trymetoprym-sulfametoksazol u podróżujących ^V

Rodzaj Edwardsiella*

• pałeczki Gram-ujemne

• urzęsione

• bezotoczkowe

• nie wykorzystują cytrynianu i malonianu sodu jako źródła węgla

• wytwarzają obficie H₂S na podłożu Kliglera (odróżnienie od E.coli)^Z

• produkują indol

• powodują dekarboksylację lizyny i ornityny

• 18 serotypów; brak pokrewieństwa serologicznymi z innymi rodzajami pałeczek

• przedstawiciel Edwardsiella tarda

  • występuje w przewodzie pokarmowym zdrowych ludzi i zwierząt

  • izolowana z przypadków biegunek

  • zakażenia ran, ropnie wątroby ^Z

Rodzaj Citrobacter*

• pałeczki Gram-ujemne

• urzęsione

• bezotoczkowe

• przedstawiciele: Citrobacter freundii, Citrobacter intermedius

• morfologia i warunki hodowli podobne jak w rodzaju Salmonella

• nieco bardziej śluzowe

• kwaśno-mdły zapach

• różnice biochemiczne: zdolność rozkładania salicyny i sacharozy, opóźniona reakcja fermentowania laktozy, zdolność wzrostu w obecności KCN

• antygeny O i H – I i II faza; pokrewieństwo antygenowe między antygenem somatycznym Salmonella
  niektóre szczepy posiadają antygen Vi podobny do tegoż u Salmonella

• 32 grupy antygenowe, 167 serotypów

• względnie chorobotwórcze

• mało toksyczne

• występują w śr. zew. oraz w przewodzie pokarmowym ludzi i zwierząt

Chorobotwórczość

• izolacja z kału chorych z zaburzeniami żołądkowo-jelitowymi, ropnymi zakażeniami dróg żółciowych, dróg moczowych, biegunkami, zapaleniami opon mózgowych i ucha środkowego, zakażeniami ran

• C. freundii – biegunki

• C. diversus – ZOMR, ropnie mózgu u noworodków

• C. amalonaticus – bakteriemie, posocznice

Diagnostyka

• jak przy salmonelozach

Rodzaj Klebsiella

• pałeczki Gram-ujemne, wielkość 0,3-0,5x2-5 μm

• wytwarza otoczkę – czynnik zjadliwości – śluzowate kolonie

• szczepy bezotoczkowe pojawiają się prawdopodobnie pod wpływem działania antybiotyków subst. dysgenetycznych (np. żółć, sole żółciowe), przez pasaż pałeczek otoczkowych w hodowli bulionowej z dodatkiem żółci

• brak rzęsek - brak ruchu

• nie wytwarzają zarodników

• antygeny

  • klasyfikacja serologiczna oparta jest na antygenach somatycznych i antygenie K

  • somatyczny

    • O – formy S

    • R – formy R

    • te same wł. co inne antygenu pałeczek z rodzaju Enterobacteriaceae

    • związek wielocukrowo-białkowo-lipidowy

    • niewrażliwy na ogrzewanie

    • 5 różnych grup antygenu somatycznego

  • otoczkowy K

    • u form S i R

    • subst. wielocukrowa

    • wytrzymuje ogrzewanie w 100°C przez 2 h

    • stosując odczyn pęcznienia otoczek udało się odróżnić 82 typy serologiczne

  • czasem antygen śluzowy M

    • skład chemiczny jak antygen otoczkowy Klebsiella

    • występuje u pałeczek zawierających antygen O i K (forma M, O, K)

lub w kom. bezotoczkowych O (forma M, O), u form szorstkich (M, R, K)
lub form szorstkich pozbawionych otoczki (M, R)

• wrażliwość na czynniki zewnętrzne

  • dość oporne

  • w śr. wilgotnym giną po 1 godz. w temp. 55°C

  • wysuszone w temp. pokojowej żyją miesiącami

  • w hodowli zachowują żywotność przez kilka miesięcy

• wzrost i wł. biochemiczne

  • podłoża zwykłe: warunki tlenowe lub względnie beztlenowe, temp. optymalna przy pH 7,3

  • wzrost bardziej intensywny po 48 godzinach hodowania

  • podłoże stałe: kolonie duże, wypukłe, opalizujące, śluzowe, często zlewające się

  • charakterystyczny – na podłożu z KCN

  • zdolność do wykorzystywania cytrynianu sodu oraz malonianu sodu

  • nie rozkładają żelatyny

  • nie wytwarzają indolu ani siarkowodoru

  • rozkładają cukry z wytworzeniem kwasu i gazu

  • fermentuje laktozę (tak jak E.coli)

Chorobotwórczość

• pałeczki otoczkowe znajdują się w wodzie, ściekach, niektórych produktach spożywczych (mleko, masło)

• głównym rezerwuarem jest człowiek – zarazek w drogach oddechowych i przewodzie pokarmowym

• zakażenie przez kontakt bezpośredni, czasem droga powietrzna, z pokarmem ^J

• czynniki determinujące chorobotwórczość

  • śluzowa otoczka o antyfagocytarnej właściwościach

  • wytwarza endotoksynę

    • LT – ciepłochwiejną

    • ST – ciepłostabilną

  • niektóre szczepy cechuje oporność na większość antybiotyków

• przechorowanie nie zostawia trwałej odporności

• Klebsiella pneumoniae (pałeczka zapalenia płuc)

  • ostre zapalenie płuc i oskrzeli

    • gęsta podbarwiona krwią, galaretowata plwocina

    • w ciężkich przypadkach: ropnie płuc, jamy w tkance płucnej, krwotoki, krwioplucie^Z

  • angina, zapalenie ucha i zatok,

  • infekcje dróg moczowych i żółciowych

  • zaburzenia przewodu pokarmowego – biegunki u niemowląt i dzieci

  • wyjątkowo: zapalenie opon mózgowych, wrzód mózgu, zapalenie wsierdzia, posocznica

  • zakażenia wewnątrzszpitalne

• Klebsiella oxytoca

  • tak jak K.pneumoniae odpowiedzialne płatowe zapalenie płuc

• Klebsiella rhinoscleromatis (pałeczka twardzieli)

  • przewlekły nieżyt górnych dróg oddechowych, któremu towarzyszy powstawanie tkanki twardzielowej – twardziel (scleroma)

  • tkanka twardzielowa zawiera kom. plazmatyczne gł. komórki Mikulicza – zwęża lub zamyka ona światło dróg oddechowych

  • później: kurczenie swoistej tkanki i tworzenie blizn

  • często w tk. twardzielowej spotyka się bakteriofagi o swoistym działaniu na pałeczki twardzieli (zast. w typowaniu) – czynnik dysocjujący (zmiana postaci bezotoczkowej
    w formę szorstką)

• Klebsiella ozaenae (pałeczka ozeny)

  • cuchnący nieżyt nosa : atrofia błony śluzowej nosa, przykra woń wydzieliny nosa

• inne

  • zakażenia ukł. moczowego ^V

  • posocznica przede wszystkim noworodki i alkoholicy ^V

  • epidemiczna biegunka u noworodków ^V

Diagnostyka

• materiał: wydzielina dróg oddechowych, wymazy z gardła i nosa, ropa, mocz, żółć, krew,
  płyn m.-rdz., kał

• badanie mikroskopowe nie ma znaczenia diagnostycznego: barwienie metodą pozytywno-negatywną (otoczki), test pęcznienia otoczek (jak przy pneumokokach)

• badanie bakteriologiczne

  • agar zwykły lub agar z krwią oraz p. MacConkeya

  • pałeczki otoczkowe wyrastają po 24/48 h

  • charakterystyczny śluzowy wzrost

  • wyhodowane pałeczki należy

    • zróżnicować na szeregu biochemicznym (p. tabela)

    • lub określić ich budowę antygenową

      • oznaczenie typu antygenu otoczkowego K metodą precypitacji przy użyciu surowic odpornościowych

      • określenie antygenu somatycznego O w odczynie aglutynacji

• typowanie serologiczne

  • za pomocą swoistych bakteriofagów

• diagnostyka serologiczna - wykrywanie przeciwciał

  • odczyn wiązania dopełniacza z surowicą badaną

    • dodatni odczyn w rozc. surowicy 1:10-1:20 - toczący się proces chorobowy

    • po wyleczeniu obniża się poziom przeciwciał

    • utrzymywanie się poziomu przeciwciał: niewłaściwe leczenie, nowe zakażenie

  • odczyn aglutynacji biernej – antygenem opłaszczającymi krwinki jest subst. wielocukrowa pałeczek otoczkowych

  • rozpoznawanie zakażeń, zwłaszcza pałeczkami twardzieli – odczyn aglutynacji
    z antygenem przygotowanym ze szczepu bezotoczkowego; miano 1:400

  • odczyn Coombsa – wykrywanie przeciwciał niekompletnych w przebiegu twardzieli, miano do 1:12800

Leczenie

• konieczny antybiogram

• sulfonamidy oraz antybiotyki o szerokim zakresie działania ^J

• leki z wyboru: chloramfenikol, tetracykliny, streptomycyna ^J

• aminoglikozydy i cefalosporyny ^V

Rodzaj Enterobacter*

• gatunki: Enterobacter aerogenes i enterobacter cloaceae

• Gram-ujemne

• polimorficzne: komórki prawie kuliste lub nitkowate

• urzęsione

• niektóre szczepy wytwarzają śluzową otoczkę

• nie tworzą przetrwalników

• antygen somatyczny (30 odmian) i antygen rzęskowy (56 odmian)

• pokrewieństwo antygenowe szczepów otoczkowych z niektórymi serotypami pałeczek Klebsiella

• rosną na podłożach zwykłych: kolonie podobne do Klebsiella, bardziej regularne,
  mniej przejrzyste, ale śluzowe

• fermentuje laktozę na podłożu MacConkeya (jak Klebsiella)

• rosną na podłożu z dodatkiem cytrynianu sodowego i KCN (jak Klebsiella)

• nie wytwarzają indolu i siarkowodoru (jak Klebsiella)

• nie rozkładają mocznika (jak Klebsiella)

• odróżnienie od Klebsiella – próby biochemiczne, obecność rzęsek

• najczęściej izoluje się szczepy zdolne do wytwarzania β-laktamazy

• b. oporne na działanie szkodliwych czynników zew.

• chorobotwórczość

  • występowanie: przewód pokarmowy człowieka i zwierząt

  • względnie chorobotwórcze dla człowieka

  • zapalenie dróg moczowych i żółciowych

  • zakażenia przewodu pokarmowego

  • zapalenia opon mózgowych

  • bakteriemia, posocznice

  • często wywołuje zakażenia szpitalne ^V

• diagnostyka: wykrycie drobnoustroju w badanym materiale, przebieg badania jak u innych pałeczek otoczkowych, odczyny serologiczne nie mają znaczenia diagnostycznego

Rodzaj Hafnia*

• urzęsione

• brak otoczek

• cechy podobne do Enterobacter

• występowanie: gleba, woda, zanieczyszczenia i produkty mleczne, kał ludzi i zwierząt

• przedstawiciel: Hafnia alvei (49 odmian)

  • nieżyt dróg pokarmowych u człowieka

  • izolowany z ran, ropni, plwociny, moczu, krwi^Z

Rodzaj Serratia

• urzęsione

• brak otoczek

• niezarodnikujące

• wytwarzają DNazę, lipazę i żelatynazę ^Z

• dobry rozwój na podłożach zwykłych w temp. 37°C

• saprofity występujące w wodzie i glebie, czasem w org. człowieka (przewód pokarmowy^Z)

• zapalenie płuc i posocznice u pacjentów z chorobami nowotworowymi poddawanymi chemioterapii^Z

• zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych i biegunki u dzieci^Z

Serratia marcescens (pałeczka krwawa)

• 0,3-0,5x0,5-1 μm

• urzęsiona

• wytwarza na podłożach zwykłych barwnik czerwony (prodigiozyna) rozp. w alkoholu, eterze
  i chloroformie, nierozp. w wodzie; występują też szczepy nie wytwarzające barwnika – zmienność prawdopodobnie pod wpływem działania antybiotyków

• powolny rozkład laktozy

• duża wytrzymałość na czynniki zew.

• chorobotwórczość

  • fizjologiczna flora człowieka, w niekorzystnych warunkach chorobotwórcza

  • ostre i chroniczne zapalenia płuc

  • zakażenia dróg moczowo-płciowych

  • zapalenie wsierdzia

  • posocznica

  • wtórne infekcje, szczególnie po terapii antybiotykami (duża oporność)

  • źródło zakażeń szpitalnych

• diagnostyka: wyhodowanie bakterii z pobranego materiału

Rodzaj Proteus

• duży polimorfizm: formy pałeczkowate, długie i nitkowate

• liczne, długie rzęski umieszczone wokół komórki

• duża rola w procesach gnilnych (szeroko rozpowszechnione w przyrodzie)

• fizjologiczna flora – bakterie oportunistyczne

• wytwarzają fimbrie odgrywające ważną rolę w adhezji do nabłonka dróg moczowych ^M

• gatunki: Proteus vulgaris, Proteus mirabilis, Proteus morganii, Proteus rettgeri,
  Proteus inconstans

Proteus vulgaris (odmieniec pospolity)

• 0,5-1x1-3 μm (jak inne gatunki), czasem formy długie aż do 20 μm

• układają się pojedynczo lub tworzą długie łańcuszki

• liczne rzęski i fimbrie – duża ruchliwość

• brak otoczek

• nie wytwarza zarodników

• antygeny

  • somatyczny O

  • rzęskowy H

  • Proteus X₁₉ – pałeczka wyodrębniona od chorego na dur plamisty

    • forma bezrzęskowa ulega aglutynacji pod wpływem surowicy chorych na dur plamisty

    • Proteus vulgaris ma heterogenny antygen wielocukrowy wspólny z Rickettsia prowazekii

    • zastosowanie w diagnostyce serologicznej duru plamistego w odczynie aglutynacyjnym Weila-Felixa

  • inne odmiany Proteus OX₂ i OX_K zostały wyosobnione od chorych na dur plamisty,
    mają powiązania antygenowe z innymi gatunkami Rickettsia

• wł. fizjologiczne

  • rosną dobrze na podłożach zwykłych

  • warunki tlenowe lub względnie beztlenowe, optymalna temp., pH 7,5

  • alkalizuje podłoże

  • wzrost mgławicowy – makroskopowa obserwacja bakterii ruchomych

  • zahamowanie wzrostu przez dodanie do podłoża wodnika chloralu, alkoholu, azydku sodu, kwasu borowego

  • wzrost bezmgławicowy na podłożu z 4% agarem lub przez dodanie surowicy odpornościowej

  • podłoża selektywne (SS, MacConkey, Wilsona-Blaira): kolonia ograniczona, bezbarwna
    lub lekkożółta, z czarnym punktem w środku

  • p. z krwią: czasem hemoliza

  • dobrze rosną na podłożu z KCN

  • nie wykorzystują kwasy malonowego

  • wydziela deaminazę fenyloalaninową – odróżnianie od innych Enterobacteriacae

  • wydziela ureazę ^V

  • fermentuje indol ^V

  • wydziela siarkowodór z tiosiarczanu sodu ^V

  • giną pod wpływem środków antyseptycznych

  • wrażliwe na działanie temp. 60°C przez godzinę

Chorobotwórczość

• komensal przewodu pokarmowego

• z endotoksyną

• zatrucia pokarmowe, biegunki, czasem objawy zbliżone do czerwonki

• zapalenia żółciowych, płuc, ucha środkowego, opon mózgowo-rdzeniowych, ropnie, posocznica

• ZUM podnoszą pH moczu (bo ureaza) – powodują kamicę nerkową ^V

• zakażenia ran – dosyć częsty czynnik etiologiczny ^V

• przyczyna zakażeń szpitalnych

Właściwości i chorobotwórczość innych gatunków z rodzaju Proteus nie różni się zasadniczo.

Diagnostyka

• materiał: mocz, żółć, ropa, kał

• posiew na agar zwykły lub agar z krwią,

• p. wybiórczo-różnicujące MacConkey’a – zahamowanie wzrostu mgławicowego

• różnicowanie w szeregu biochemicznym

• odczyny serologiczne nie mają zastosowania

• istnieją fagi czynne dla niektórych szczepów

Leczenie

• bardzo oporne na antybiotyki

• potrzebny antybiogram

• pod wpływem penicyliny przekształcają się w formy L zakażenie trudne do opanowania

• gentamycyna, kanamycyna, neomycyna, ampicylina, kolimycyna, nitrofurantoina

Proteus mirabilis

• indolo-ujemny^Z

• zakażenia dróg moczowych i zakażenia ran^Z

• wytwarza ureazę, rozkładającą mocznik do CO₂ i NH_3, co zwiększa pH moczu i powoduje precypitację jonów Ca²⁺ i Mg²⁺ w kryształy apatytu i struwitu z utworzeniem kamieni moczowych ^M

Rodzaj Morganella i Providencia*

• fermentują indol

• Morganella wydzielają ureazę, Providencia – nie

• zakażenia szpitalne dróg moczowych, zapalenie płuc, bakteriemia

• szczepy kliniczne są zwykle oporne na wiele antybiotyków

Rodzaj Erwinia*

• wokołorzęsate pałeczki Gram-ujemne

• rozkładają cukry bez wytworzenia gazu

• optimum 27-30°C (wyjątek)

• grupy: Erwinia amylovora, Erwinia herbicola, Erwinia carotovora

• Erwinia herbicola – występuje u zwierząt i ludzi (reszta patogenna dla roślin)

  • kolonie o zabarwieniu żółtym

  • zdolność fermentowania cukrów

  • powolny rozkład żelatyny

  • brak zdolności do dekarboksylacji aminokwasów

  • brak zdolności hydrolizy argininy

  • występowanie: ziarna zbóż, nasiona, owoce, liście roślin, przewód pokarmowy zwierząt, krew, plwocina, płyn m.-rdz., wymazy z migdałków, spojówek, ran ludzi

  • szczep oportunistyczny

  • chorobotwórczość: gorączka zbożowa, schorzenia układu oddechowego u osób zatrudnionych w przemyśle zbożowym

Rodzaj Pseudomonas

• pałeczki Gram-ujemne o wymiarach 0,5-3 μm

• proste lub zagięte, tworzące charakterystyczne pary ^M

• jedna biegunowa rzęska

• nie wytwarzają przetrwalników

• śluzowe szczepy wytwarzają otoczkę, są izolowane u chorych na mukowiscydozę ^M

• wiele szczepów produkuje barwniki

• utleniają glukozę bez wydzielania gazu

• rosną na zwykłych pożywkach w warunkach tlenowych, ale mogą rosnąć także beztlenowo ^V

• występowanie: gleba, woda, ścieki

• chorobotwórcze dla człowieka Pseudomona aeruginosa, Pseudomonas pseudomallei, mallei

Pseudomonas aeruginosa (pałeczka ropy błękitnej)

• 0,5-0,6x1-15 μm

• nie wytwarza przetrwalników

• stare hodowle: formy wydłużone, często układające się w łańcuszki

• posiada rzęskę biegunową

• posiada fimbrie (czasem funkcja receptorów dla bakteriofagów)

• posiada otoczkę alginianową z kwasu glukuronowego
  i mannurowego – chroni przed fagocytozą i antybiotykami

• antygeny

  • antygen somatyczny wielocukrowo-lipidowo-białkowy

  • antygen rzęskowy białkowy

• wykryto swoiste bakteriofagi – typowanie; często występują szczepy lizogenne, co utrudnia klasyfikację

• typowanie za pomocą swoistych piocyn

• wł. fizjologiczne

  • rośnie dobrze na podłożach zwykłych

  • optimum 30°C, rozwój przy 5-42°C i pH 7,0

  • do rozwoju może wykorzystywać ponad 70 związków org.

  • zdolność wzrostu wobec glukozy i maltozy

  • nie fermentuje glukozy i laktozy ^V

  • cytrynian sodu – źródłem węgla

  • redukcja azotanów

  • rozkład mocznika

  • upłynnienie żelatyny

  • wytwarzanie dwuhydrolazy argininy

  • oksydazododatnie

  • podłoże z krwią: hemoliza

  • hodowla ma zapach jaśminu lub miodu (trimetylamina)

  • podłoża stałe

    • typ S - kolonie okrągłe, wypukłe, o brzegach gładkich, opalizujące, z ciemnym środkiem, wytwarzające barwnik zielono-niebieski, dyfundujące do podłoża

    • forma R – kolonie płaskie, nieregularne, szorstkie

    • typ R – kolonie okrągłe, wypukłe o brzegach strzępiastych

    • czasem kolonie śluzowe M

• produkuje barwniki

  • fluoresceina = piowerdyna

    • niebiesko-zielony barwnik rozp. w wodzie

    • pod wpływem UV – zielona fluorescencja

    • po utlenieniu przechodzi w piorubrynę (czerwonobrązowa)

  • piocyjanina

    • zabarwienie niebieskie widoczne w ropniach ^‑V

    • brak wł. fluorescencyjnych

    • katalizuje powstawanie RFT (zabijanie innych drobnoustrojów) ^V

    • po utlenieniu zmienia się w żółto-brunatną pioksantynę

    • charakter antybiotyku

  • melanina (brązowa) ^Z

• duża wytrzymałość na czynniki zew., antybiotyki mi środki dezynfekcyjne

Chorobotwórczość

• występowanie: woda, ścieki, gleba

• drobnoustrój oportunistyczny

• flora bakteryjna przewodu pokarmowego

• czynniki chorobotwórczości ^V

  • otoczka alginianowa ­- u niektórych szczepów, ma właściwości antyfagocytarne

i proadhezyjne; ważna dla przeżycia w śr. wodnym, wydzielana także przez szczepy powodujące zakażenia płuc

• glikoproteina śluzu ^J– łącznie z egzotoksyną A wywiera działanie letalne

• pilina i adhezyny niezwiązane z fimbriami – znaczenie we wstępnej kolonizacji nabłonka

• piocyjanina, pseudany, kwas pseudomonowy – hamuje wzrost innych bakterii, ułatwia kolonizację przez pałeczkę ropy błękitnej

• toksyny

  • endotoksyna (LPS) – praktycznie nie uczestniczy w patogenezie ^Z

  • enterotoksyna – enteritis, biegunka 5-dniowa w klimacie tropikalnym ^Z

  • egzotoksyna A – obecna u 90% szczepów, hamuje syntezę białka w kom., blokując wydłużanie łańcucha polipeptydowego, podobnie jak toksyna błonicza,^V
    zanurza procesu oddechowe w mitochondriach ^J, mechanizm tak samo jak toksyna błonicza

  • egzotoksyna S - obecna u 40% szczepów, też hamuje fagocyty ^V

• hemolizyny

  • fosfolipaza C – ciepłochwiejna , niszczy lipidy i lecytynę ^M

• leukocydyna

• proteazy

  • enzymy LasA (proteaza serynowa) i LasB (metaloproteaza cynkowa) – degradacja elastyny zniszczenie miąższu płuc i rozwój zmian krwotocznych (zgorzelinowe zapalenie płuc) ^M

  • proteaza alkaliczna – jak elastaza^M

• system sekrecji typu III ^M

• oporność na antybiotyki będąca wynikiem względnej nieprzenikalności ściany kom.^V,
  najczęściej jest wynikiem mutacji w genach kodujących poryny ^M

• główna przyczyna zakażeń szpitalnych

  • zakażenie przy rurce tracheotomijnej, cewnikach ^Z

• bierze udział w zakażeniach mieszanych i wtórnych

• bezobjawowe nosicielstwo

• zakażenia układu oddechowego

• ucha zewnętrznego (ucho pływaka ^{M, Z}) i zatok

• zakażenia dróg moczowych – o chorych z długotrwale utrzymywanym cewnikiem moczowym ^M

• opon mózgowo-rdzeniowych, ropnie mózgu

• zakażenia ran pooperacyjnych

• zapalenie mieszków włosowych ^M

• zapalenie kości, szpiku

• zapalenie wsierdzia – rzadko i dot. gł. narkomanów ^M

• oka ^M (może prowadzić do utraty wzroku)

• zatrucia pokarmowe

• posocznica

• ciężkie objawy chorobowe, czasem śmiertelne, szczególnie u osób osłabionych

Pseudomonas aeruginosa a mukowiscydoza

• wzmożona zdolność Pseudomonas do kolonizacji chorych na mukowiscydozę

  • wysokie st. kw.sialowego zawartego w glikopeptydach mucyny ślinowej u chorych wzmaga przyleganie

  • ekspresja aGM­₁ (asialogangliozyd 1), który służy jako receptor dla Pseudomonas
    jest zwiększona na nabł. oddechowym u chorych

  • uszkodzenie nabł. przez proteazy (w tym te produkowane przez Pseudomonas) powodują odsłonięcie skł. cytoszkieletu komórkowego o silnej zdolności do wiązania bakterii

• szczepy izolowane od chorych mają produkują większe ilości egzotoksyny A, mają dobrze rozwiniętą otoczkę

Diagnostyka

• materiał: ropa, płyn wysiękowy, plwocina, mocz, kał, próbki tkanek pochodzących z biopsji

• agar z krwią, podłoże MacConkeya – typowe kolonie; flora towarzysząca często utrudnia izolacje, niektóre szczepy nie wytwarzają barwników

• podłoże do izolacji TTC (1% chlorku 2,3,5-trifenylotetrazoliowego) – czerwone kolonie

• podłoże Cetrimid

• podłoże Kinga B z dodatkiem nitrofurantoiny – zielona, zielonożółta, niebieska fluorescencja wskazuje na Pseudomonas

• szczepy nie wytwarzające piocyjaniny, ale produkujące fluoresceinę: wzrost pałeczek w temp. 42°C
  i zdolność rozkładania argininy

• typowanie fagami i za pomocą piocyn

Leczenie

• wysoce oporna na antybiotyki – antybiogram!

• mutacje, przenoszenie cech oporności na antybiotyki przez plazmidy R

• wrażliwość polimyksyna, karbenicylina, gentamycyna, neomycyna

• dłuższe stosowanie powoduje pojawienie się szczepów opornych

• konieczność wykonania antybiogramu

Profilaktyka

• higiena

• odpowiednia dezynfekcja ran

• szczepionka

Endotoksyny

• materiał znajdujący się wewnątrz komórki dostępny po uszkodzeniu drobnoustroju

• lipopolisacharyd - LPS

  • odporny na temperaturę

  • budowa LPS

    • lipid A

    • antygen O

    • rdzeń polisacharydowy

• izolowane z gatunków bakterii Gram-ujemnych, należących do rodzin Enterobacteriaceae, Neisseriaceae, Parvobacteriaceae, oraz w mniejszej ilości z niektórych bakterii Gram-dodatnich – paciorkowce gr. A, niektóre szczepy gronkowców, laseczek wąglika i zgorzeli gazowej, grupy Chlamydia

• reakcje biologiczne po endotoksynie

  • zaburzenia naczynioruchowe wstrząs ze skurczem ogólnych naczyń

    • patogeneza wstrząsu septycznego obejmuje aktywację makrofagów przez LPS i uwolnienie m.in. TNF-α oraz IL-1, IL-6, iL-8 (cytokin prozapalnych). IL-8 przyciąga i aktywuje neutrofile, przyczyniając się do mobilizacji kom. fagocytujących,
      co jest niezbędne do eliminacji czynnika zakaźnego ^V

  • zaburzenia metabolizmu węglowodanowego

  • zaburzenia metabolizmu tłuszczów i białek

  • wysoka gorączka z następującym powrotem do normy

  • zaburzenia hemodynamiki, wydzielania soku żołądkowego, działania enzymów

  • zwiększenie lub obniżenie odporności na wtórne bakteryjne lub wirusowe zakażenia

  • przekrwienie, zwiększenie krzepliwości krwi

  • lokalna i uogólniona reakcja Schwartzmana (rozsiana koagulacja wewnątrznaczyniowa - DIC)
    i rozpad nowotworów złośliwych

Egzotoksyny	Endotoksyny
Wytwarzane gł. przez bakterie Gram-dodatnie	Wytwarzane gł. przez bakterie Gram-ujemne
Wydzielane przez żywe komórki, Znajdują się w dużym stężeniu w podłożu płynnym	Integralna część ścian komórkowych bakterii Gram-ujemnych, uwalniana po ich rozpadzie
Polipeptydy o m.cz. 10 000-900 000	Kompleksy lipopolisacharydowe Za toksyczność jest odpowiedzialny lipid A
Dość nietrwałe; temp. powyżej 60°C często niszczy toksyczność w krótkim czasie	Dość trwałe; wytrzymują ogrzewanie w temp. powyżej 60°C kilka godzin bez utraty toksyczności
Antygenne, pobudzają wytwarzanie antytoksyny o wysokim mianie; Antytoksyna neutralizuje toksynę	Nie pobudzają wytwarzania antytoksyny; pobudzają wytwarzanie przeciwciał przeciwko części polisacharydowej
Formaldehyd, kwasy, ogrzewanie itp. Zmieniają je w antygenne, nietoksyczne toksoidy	Nie przechodzą w toksoidy
Bardzo toksyczne; w dawkach mikrogramowych śmiertelne dla zwierząt laboratoryjnych	Mało toksyczne; dawki rzędu setek mikrogramów śmiertelne dla zwierząt laboratoryjnych
U gospodarza nie wywołują gorączki	U gospodarza często wywołują gorączkę

Dodatek ^V

Bakterie enteropatogenne zwykle należą do trzech głównych rodzin: Enterobacteriaceae, Vibrionaceae
i Campylobacteriaceae

Campylobacter

• przypominają „skrzydła mewy” – bo są zakrzywione i układają się parami

• ciepłolubne i preferują 10% CO₂

• względnie beztlenowe

• droga zakażenia: skażona woda lub żywność (rezerwuar zwierzęcy), potem: fekalno-oralna
  z człowieka na człowieka

Chorobotwórczość

• C. jejuni - ostre zapalenie żołądka i jelit – może mieć wrzodziejący i groźny przebieg,
  a także przypominać zapalenie wyrostka u dzieci

• C. fetus - zakażenia żołądka i jelit oraz zakażenia uogólnione, gorączkowe u osłabionych pacjentów

• powikłania zakażeń Campylobacter ^M

  • zespołu Guillaina-Barrégo – ostrego wielokorzeniowego zapalenia demielinizacyjnego
    ze współistniejącą aksonalną neuropatią ruchową , choroba autoimmunologiczna, która wynika z krzyżowych reakcji swoistych przeciwciał dla LPS otoczkowych niektórych szczepów Campylobacter z gangliozydami na powierzchni nerwów obwodowych

  • reaktywne zapalenie stawów

Diagnostyka: preparat bezpośredni + posiew kału

Leczenie: erytromycyna i tetracykliny

Helicobacter pylori

• dawniej Campylobacter pylori

• spiralna pałeczka

• względnie beztlenowa

• wymaga CO₂ do wzrostu

• wytwarza ureazę

• czynnik zjadliwości: cytotoksyna uszkadzająca komórki żołądka

Chorobotwórczość

• przenoszenie z człowieka na człowieka

• związana z przewlekłym zapaleniem, chorobą wrzodową i rakiem żołądka

Diagnostyka

• endoskopia z biopsją – uwidocznia zmiany zapalne i umożliwia wykrywanie H. pylori w bioptacie

• testy ureazowe – identyfikacja H. pylori na podstawie wykrycia aktywności ureazy (rozkłada mocznik

do NH₃ i CO₂):

• inwazyjne – umieszczenie bioptatu żołądka w bulionie z mocznikiem i wskaźnikiem pH

• nieinwazyjne – wykrycie znakowanego CO₂ w wydychanym powietrzu albo znakowanego NH₃ w moczu

Leczenie

• skojarzone przez 1-3 tygodni:

  • leki zobojętniające kwas – inhibitor pompy protonowej IPP (np. omeprazol)

  • antybiotyk (klarytromycyna, tetracykliny, amoksycylina lub metronidazol)

  • salicylan bizmutu - H. pylori jest na niego wrażliwy, podawany z antybiotykami

---

1. Episomy – plazmidy zdolne do odwracalnej integracji (przyłączania i odłączania się) z chromosomem bakterii. Występują tylko w ściśle określonych odmianach lub gatunkach bakterii.↩