W. III. Związki wzajemne mikroorganizmów z organizmem wyższym. Formy współżycia pomiędzy drobnoustrojami (synergizm,
antagonizm, obojętność) oraz pomiędzy drobnoustrojami a człowiekiem (symbioza, komensalizm, oportunizm, pasożytnictwo, nosicielstwo). Czynniki warunkujące zjadliwość (chorobotwórczość) drobnoustrojów. Normalna mikroflora (flora fizjologiczna) człowieka i jej rola. Chorobotwórczość flory fizjologicznej. Kolonizacja a zakażenie. Patogeneza zakażeń: czynniki zależne od gospodarza, drobnoustroju, środowiska. Epidemiologia zakażeń: źródła i rezerwuary, drogi przenoszenia, wrota zakażeń; epidemia, endemia, pandemia.
Drobnoustrój – człowiek, wzajemne relacje
•każdy organizm stara się znaleźć swoje miejsce w życiu
•żyć jak najprzyjemniej, jak najwygodniej
• na przestrzeni lat, w drodze ewolucji wypracowane zostały zasady współżycia: w wodzie, glebie, powietrzu…
między organizmami żywymi… między mikroorganizmami a człowiekiem
Flora fizjologiczna
•przykład harmonijnego współżycia drobnoustrojów z gospodarzem, niezwykle złożony ekosystem, uwarunkowany szeregiem
czynników = równowaga fizjologiczna
• stała - zależy od wieku, miejsca, wilgotności, tlenu, diety, odporności, środowiska....
• przejściowa - okresowa kolonizacja komensalami lub patogenami przez godziny, dni, tygodnie.. bez objawów choroby
Zasiedlanie organizmu – proces niezwykle skomplikowany
noworodek – rodzi się jałowy w pierwszych godzinach kolonizuje się:* florą matki - lepiej * otoczenia – gorzej
•tylko nieliczne gatunki mają możliwość kolonizacji – gatunki pionierskie, w zależności od różnych czynników ustala się zbiorowisko ostateczne, o dużym zróżnicowaniu gatunkowym i dużej dynamice,istotna zmiana miejscowych warunków, np. wyrzynanie się zębów Formy współżycia pomiędzy drobnoustrojami
• synergizm - współdziałanie: wzrostowy, toksyczny, zakaźny
-negatywny: bakterie beztlenowe+tlenowe – w ranach, 2 gat. niechorobotwórcze = dział. chorobotwórcze, zakażenie
wirusowe + bakteryjne, maczugowce błonicy + gronkowce
-pozytywny: komensale w j.ustnej, Haemophilus + gronkowce
•antagonizm – walka o tlen, składniki odżywcze, produkcja antybiotyków, bakteriocyn, toksycznych katabolitów (H2S)
•obojętność – rzadko
• metabioza – następstwo gatunków, np. kwaśnienie mleka
* słodkie mleko - dużo laktozy: Streptococcus lactis
fermentacja laktozy
kwas mlekowy pH
* kwaśne mleko: Lactobacillus
pH
* gnicie: bakterie gnilne
rozkład białek mleko nie nadaje się do spożycia
Formy współżycia: mikroorganizm-gospodarz
•symbioza – wyraźna kooperacja , E.coli – produkcja witamin B, K
•komensalizm – większość flory fizjologicznej, brak wyraźnych cech symbiozy
•pasożytnictwo – drobnoustroje chorobotwórcze (pasożyty, patogeny, zawsze wirusy) wywołują objawy choroby
posiadają różne cechy wirulencji Ale !!!
• komensalizm → * oportunizm – w określonych warunkach komensale stają się pasożytami → zakażenia
oportunistyczne !!! np. grzyby, enterokoki, pałeczki Gram-ujemne
pasożytnictwo → * nosicielstwo – patogeny stają się komensalami, obecność patogenów we florze fizjologicznej bez objawów choroby, np. gronkowce złociste, pneumokoki, meningokoki nosiciel – źródło zakażenia !!!
Ekosystem jamy ustnej
ekosystem – wzajemne stosunki pomiędzy żywymi organizmami a ich środowiskiem
Jama ustna - zróżnicowane środowisko bytowania, posiada kilka odrębnych środowisk ( compartment), które zasiedlają charakterystyczne dla każdego z nich drobnoustroje
•tkanki miękkie, tkanki twarde, ślina, płyn dziąsłowy
* właściwości tych środowisk zmieniają się stale: w ciągu życia, wyrzynania się zębów, wypadania zębów, leczenia, jedzenia...
Zasiedlanie jamy ustnej
•1 dzień – flora matki i otoczenia
•2 dzień - kolonizacja powierzchni błony śluzowej paciorkowcami jamy ustnej (zieleniące) – głównie: Streptococcus salivarius,
potem: Lactobacillus, Neisseria,Corynebacterium, Candida, przejściowo różne drobnoustroje matki, środowiska..
•wyrzynanie się zębów mlecznych – pojawia się: Streptococcus sanquis, beztlenowce: Actinomyces, Rothia, Fusobacterium, Prevotella,Leptotrichia,Vibrio..
• wyrzynanie się zębów trzonowych – Streptococcus mutans, więcej bakterii beztlenowych: w.w + Porphyromonas, Treponema..
Mikroflora jamy ustnej
• dorośli – stała mikroflora względnie stabilna, tworzą się zbiorowiska charakterystyczne dla:
* policzka ( S.sanquis, S.mitis) * języka (S.salivarius, S.anginosus, S.mitis,Veilonella, Actinomyces) * podniebienia – duża osobnicza zmienność * zębów – płytka nazębna
• osoby starsze – mniej zębów, protezy... więcej drożdżaków, jelitowych pałeczek Gram(-), gronkowców złocistych
Płytka nazębna naddziąsłowa → próchnica
Płytka nazębna poddziąsłowa → więcej beztlenowców, gł. formy nitkowate, spiralne, łatwiej osadza się kamień nazębny, choroby przyzębia
Kamień nazębny - jony fosforowe i wapniowe ze śliny odkładają się w głębszych warstwach płytki nazębnej, enzymy bakteryjne pomagają w powstawaniu nierozpuszczalnych kryształów fosforanu wapnia, które zlewając się tworzą masę płytkową zwaną
kamieniem
Flora fizjologiczna
•Skóra – więcej w miejscach wilgotnych, poniżej pasa (odbyt), w fałdach skórnych
Staphylococcus epidermidis (85-100%populacji)
Corynebacterium sp. (55%)
Propionibacterium acnes (45-100%) – głębsze warstwy, gruczoły potowe, łojowe – bakterie związane z trądzikiem Staphylococcus aureus (0-5-20%) – nosicielstwo
Candida - w wilgotnych miejscach, między palcami nóg, pępek, pod paznokciami.. ,
przejściowo: bardzo różne drobnoustroje: pałeczki Gram(-), laseczki tlenowe...
Flora fizjologiczna – drogi oddechowe
• Nos - Staphylococcus epidermidis, Corynebacterium spp . Staphylococcus aureus (20-40%) – nosicielstwo!!!
przejściowo: flora jamy ustnej
•Jama ustna, gardło – bakterie tlenowe: - -hemolizujące Streptococcus (zieleniące, niehemolizujące) +++, Neisseria +/++, Corynebacterium +/++, Moraxella catarrhalis+, mykoplazmy +
beztlenowce: Fusobacterium, Bacteroides,Peptostreptocococcus, Veilonella, Prevotella,Porphyromonas Actinomyces, Spirillum, Treponema.....+++
nosicielstwo: Staphylococcus aureus,Streptococcus pyogenes,Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae,
Corynebacterium diphteriae, Neisseria meningitidis
grzyby: Candida spp.
•Dolne drogi oddechowe - jałowe!!! do kolonizacji dochodzi po infekcji wirusowej zniszczenie nabłonka rzęskowego przez namnażające się wirusy wtórne zakażenia bakteryjne
Flora fizjologiczna – przewód pokarmowy
•przełyk – 105 , przejściowa z jamy ustnej, pożywienia
•żołądek – 103 , niskie pH, Helicobacter pylori (30-80%)
•jelito cienkie – 105, Lactobacillus,Bacteroides, Prevotella,,,
•jelito grube – 1012 , ok. 95% beztlenowce
beztlenowce: Bacteroides +++,Bifidobacterium ++, Fusobacterium, Prevotella,Eubacterium, Lactobacillus, Treponema, Peptostreptococcus, Clostridium perfringens, Clostridium difficile....
tlenowce: E.coli +++, inne Enterobacteriaceae: Klebsiella, Proteus, Enterobacter, Citrobacter...., Bacillus, Enterococcus, Streptococcus
grzyby: Candida, Geotrichum candidum nosicielstwo: Salmonella, Shigella
Flora fizjologiczna - pochwa
• przed pokwitaniem: pH obojętne gronkowce, paciorkowce, maczugowce...
• pokwitanie: – pH kwaśne Lactobacillus acidophilus – rozkłada glikogen utrzymuje pH !!!
ale mogą być Streptococcus agalactiae ( 20-30%), Candida, Listeria monocytogenes,
beztlenowce: Bacteroides, Peptostreptococcus, Mobiluncus, Gardnerella vaginalis, Ureaplasma urealyticum, Actinomyces
• po menopauzie: ph mniej Lactobacillus więcej E.coli i flory mieszanej
Stopnie czystości pochwy
• Najważniejsze – obecność Lactobacillus – fizjologia obecność leukocytów – patologia
I II ! III IV IV IV
Lactobacillus +++ + - - - -
Inne bakterie - + +++ ++ +++ +++ wewnątrz leukocytów
Drożdżaki - + - ++ + -
Rzęsistek - - - - ++ -
Nabłonki ++ + ++ + ++ +
Leukocyty - + + ++ ++ +++
fizjologia ! p a t o l o g i a
Flora fizjologiczna - znaczenie
•zajmują miejsce wiązania się patogenów z receptorami (adherencja)
•wydzielają mucyny (śluz) – chroni przed przyleganiem patogenów
•wydzielają kofaktor do syntezy czynników krzepnięcia II, VII, X, XI, witaminy
•wydzielają substancje uszkadzające inne patogeny: metabolity (kw. tłuszczowe –Salmonella), bakteriocyny, antybiotyki
•stymulują odnowę nabłonka, inaczej jelita są atoniczne
•bakterie jelitowe biorą udział w degradacji kw. żółciowych, węglowodanów
•pobudzają układ odpornościowy – krzyżowo reagujące przeciwciała inaktywują patogeny
Flora fizjologiczna
•przykład harmonijnego współżycia drobnoustrojów z gospodarzem, niezwykle złożony ekosystem
• uwarunkowany szeregiem czynników = równowaga fizjologiczna - nie należy jej zaburzać!!!
!!! jeżeli stała flora jest zaburzona - przypadkowe bakterie łatwiej kolonizują, namnażają się, wywołują z a k a ż e n i e natura nie lubi pustki – każda nisza ekologiczna jest natychmiast zapełniana, w organizmie, w środowisku - szpital Patogen - zdolny wywołać zakażenie w określonych warunkach - cechy:
•Chorobotwórczość – zdolność wywołania choroby, zakażenia cecha rodzaju, gatunku, szczepu - uwarunkowana czynnikami
wirulencji
•wirulencja, zjadliwość – stopień chorobotwórczości zależny od szczepu, organizmu i wzajemnych interakcji !!!
szczepy: wysoce zjadliwe (wirulentne), średnio, słabo, niechorobotwórcze
Inwazyjność – zdolność wnikania do komórek, rozprzestrzeniania w tkankach, krwi... szczepy inwazyjne - gronkowce,
słabo inwazyjne – laseczki tężca, maczugowce błonicy
Patogeny - podział
• obligatoryjne wewnątrzkomórkowe, wirusy, riketsje, chlamydie namnażaja się tylko w żywej komórce
• fakultatywne wewnątrzkomórkowe prątki, brucelle, listerie.. namnażają się na podłożach sztucznych
• zewnątrzkomórkowe gronkowce, paciorkowce, pałeczki Gram(-).. namnażają się na podłożach sztucznych
Czynniki zjadliwości – bakteria może mieć wiele!!!
•ułatwiające kolonizację – gardło, drogi moczowe, pokarmowe
* fimbrie (białka) – ułatwiają adhezję do swoistych struktur komórki, stymulują swoiste przeciwciała blokujące – E.coli, Neisseria gonorrhoeae, Vibrio cholerae
* białka powierzchniowe – Streptococcus pyogenes ( M,F)
* śluz, slime
tworzenie biofilmu – utrudniona, fagocytoza, penetracja antybiotyku
- naturalny biofilm – płytka nazębna
- mukowiscidoza - Pseudomonas aeruginosa
- tworzywa sztuczne (cewniki, protezy, zastawki) – S. epidermidis..
•ułatwiające inwazję – wnikanie do komórki
* białka-inwazyny (Listeria monocytogenes, Salmonella, Shigella)
* rzęski – Helicobacter pylori, są swoiste IgA unieruchamiające
•otoczki – utrudniają aktywacje dopełniacza i fagocytozę, Streptococcus pneumoniae, Neisseria meneigitidis, H.influenzae b, Klebsiella pneumoniae
•białka wiążące receptor Fc Ig – S.aureus (A), S.pyogenes (G), laktoferrynę, fibronektynę
•działające bezpośrednio toksycznie na komórkę – toksyny, egzoenzymy
Toksyny bakteryjne
* egzotoksyny - Białka Uwalniane przyżyciowo do środowiska Gram(+) i Gram(-) Swoiste gatunkowo Toksyczność silna, zróżnicowana Silne antygeny – swoiste antytoksyny neutralizujące Wrażliwe na temperaturę >60o Toksoid (działanie temp. formaliny) w szczepionkach
*endotoksyny - Lipopolisacharydy (w ścianie kom) Uwalniane po rozpadzie (lizie) komórki Gram(-) tylko!!!nieswoiste Wiążą niespecyficzne receptory, toksyczność – lipid A (wstrząs endotoksyczny) Słabsza, podobna Słabe antygeny – przeciwciała nie działają protekcyjnie Stabilne Nie można przeprowadzić w toksoid – nie ma szczepionki
Egzotoksyny
• Clostridium tetani – tetanospazmina, hamuje uwalnianie neuroprzekaźników w neuronach ruchowych porażenie spastyczne
• Clostridium botulinum – hamuje wydzielanie acetylocholiny z zakończeniach nerwowych porażenie wiotkie
• Clostridium perfringens – rozerwanie błon komórkowych nekroza, hemoliza
• Corynebacterium diphteriae- hamuje syntezę białek cytoplazmatycznych (profag warunkuje wytwarzanie – szczepy lizogenne)
• Streptococcus pyogenes – uwalnianie Il-1, Il-6, TNF, uszkodzenie śródbłonka – wysypka w płonicy
• Staphylococcus aureus – enterotoksyna, ekfoliatyna, TSST, hemolizyny
• Vibrio cholerae - cyklazy adenylowej, biegunka
• Shigella shigae - Il-1, Il-6, TNF, uszkodzenie enterocytów, biegunka
• E.coli – enterotoksyny, werotoksyny...
Enzymy „toksyczne” - agresyny
•Koagulaza – ścina plazmę krwi wytrącony włóknik chroni gronkowce przed fagocytozą
•Hialuronidaza – hydrolizuje kwas hialuronowy rozprzestrzenianie się gronkowców, paciorkowców
•Kolagenaza – degraduje kolagen - Clostridium perfringens
•Fibrynolizyna – rozkłada włóknik - gronkowce, paciorkowce..
•Leukocydyna – uszkadza leukocyty - gronkowce
•Hemolizyny – liczne bakterie
•Proteazy - inaktywujące IgA – H.influenzae, N.gonorrhoeae
•Katalaza, lipaza, nukleazy, lecytynaza..
•Siderofory – wychwytują Fe, bardziej oporne na działanie przeciwciał
•Adherencja – adhezja, przyleganie struktur bakterii do odpowiednich receptorów na komórce gospodarza
•Kolonizacja – przejściowe wniknięcie drobnoustrojów mogą połączyć się z receptorami, namnożyć i dać zakażenie endogenne, mogą być usuwane na zewnątrz, np. kolonizacja chorego florą szpitalną
•Kontaminacja – zanieczyszczenie, skażenie, „zakażenie” drobnoustrojami środowiska zewnętrznego: woda, pokarm, powietrze, narzędzia, aparatura...
•Nosicielstwo – dłuższa kolonizacja patogenami, nosiciel może być źródłem kolonizacji/zakażenia dla innych osób/chorych, nosiciel stały, okresowy
•Translokacja – samoistne przemieszczanie się bakterii poza przewód pokarmowy – krew, układ chłonny, tkanki,
•sprzyjają: niedokrwienie trzewi, zaburzenie składu flory, uszkodzenie miejscowej obrony, antybiotyki, żywienie pozajelitowe, ph w żołądku, urazy wielonarządowe, oparzenia, chemioterapia, wcześniactwo, stan przedagonalny..
•Zakażenie – namnażanie się w określonych tkankach objawy choroby
•zakażenie bezobjawowe – brak objawów, ale powstają przeciwciała, układ odpornościowy skutecznie blokuje rozwój objawów
•zakażenie miejscowe, uogólnione (bakteriemia, wiremia, fungemia, posocznica-sepsa
•Zakażenie oportunistyczne – wywołane przez komensale w pewnych okolicznościach medycznych, np.
* niedobór immunologiczny – AIDS; * leczenie antybakteryjne – Clostridium difficile, grzybice; * urazy, zabiegi chirurgiczne - flora fizj. dostaje się do miejsc pierwotnie jałowych
•Intoksykacja, toksemia – objawy choroby związane z wytworzoną toksyną, nie z obecnością bakterii
•zarażenie, inwazja pasożytnicza – zakażenia wywołane przez pasożyty
Podział zakażeń w zależności od źródła zakażenia
•rezerwuar zarazków – źródło zakażenia+ środowisko
•źródło zakażenia – chory lub nosiciel, makroorganizm, gdzie bytują drobnoustroje
•antroponoza –człowiek-człowiek, zakażenia występują tylko u ludzi, np. rzeżączka, kiła, błonica, posocznica meningokokowa
•antropozoonoza – zwierzę-człowiek, tzw. choroby odzwierzęce: bruceloza, listerioza, wścieklizna
•zoonoza – zwierzę-zwierzę, np. parwowiroza
•sapronoza, saprozoonoza – zakażenie ze środowiska zewnętrznego: woda, gleba – listerioza, kampylobakterioza
•zakażenia endogenne – własna flora
•zakażenia egzogenne – drobnoustroje z zewnątrz: inny chory, nosiciel, pokarm, środowisko, aparatura medyczna..
Drogi przenoszenia zakażeń
•oddechowa (inhalacyjna), powietrzno-kropelkowa
•pokarmowa, fekalno-oralna
•kontaktu bezpośredniego: kontakty seksualne, pogryzienia
•kontaktu pośredniego: drogą krwi, zabiegi inwazyjne, narzędzia medyczne, sprzęt…
•z udziałem wektora (przenosiciela): komary, kleszcze, wszy..