WYKŁAD 3
ZIARENKOWCE GRAM (+) i ZIARENKOWCE GRAM (-)
ZIARENKOWCE - komórki bakteryjne mające kulisty kształt. Trzy osie przestrzenne równe ( a=b=c). Zależnie od przebiegu płaszczyzny podziału podczas rozmnażania pojedynczej komórki , komórki potomne układają się w charakterystyczny sposób:
ziarniaki - pojedyncze komórki
dwoinki
czworaczki
sześcianki
paciorkowce
gronkowce
Ziarenkowce (ziarniaki) gram(+):
gronkowce - Staphylococcus
paciorkowce - Streptococcus
GRONKOWCE - Staphylococcus
Gronkowce to bakterie gram (+), ziarenkowce występujące w skupiskach przypominających grona (efekt podziału w różnych płaszczyznach), kuliste( trzy osie przestrzenne równe), ich średnica to ok. 0,5 - 1,5 μm. Występują pojedynczo, w parach lub kilkukomórkowych łańcuszkach. W metodzie grama barwią się na kolor niebiesko-fioletowy. Są nieruchome, względnie beztlenowe (preferują warunki tlenowe), katalazododatnie (wytwarzają enzym katalazę), rosną w obecności 7-15 % NaCl (są halofitami), fermentują węglowodany- w warunkach beztlenowych głównym produktem fermentacji glukozy jest kwas mlekowy. W warunkach tlenowych produktem fermentacji jest kwas mlekowy. Gronkowce skórne i saprofityczne stanowią florę fizjologiczną.
Rodzaj: Staphylococcus
Gatunek: Staphylococcus aureus - Gronkowiec złocisty chorobotwórczy, koagulazododatni
Staphylococcus epidermidis - Gronkowiec skórny składniki naturalnej flory fizjologicznej, niechorobotwórcze, saprofityczne,
Staphylococcus saprophyticus - Gronkowiec koagulazoujemne (CNS (-)), kolonizujące powierzchnię skóry i błon śluzowych,
potencjalnie chorobotwórcze (oportunistyczne). S.saprophyticus wykazuje tropizm do nabłonka dróg moczowych kobiet.
Gatunek Cecha |
Staphylococcus aureus | Staphylococcus epidermidis | Staphylococcus saprophyticus |
|---|---|---|---|
| Produkcja koagulazy | + | - | - |
| Rozkład mannitolu | + | - | - |
| Synteza białka A | + | - | - |
| Wrażliwość na nowobiocynę | wrażliwy | wrażliwy | oporny |
| Typ hemolizy | ß | γ |
γ |
| Kolor kolonii | żółty lub biały | biały | biały |
Częste pytanie : podaj przykład gronkowca koagulazododatniego...
GRONKOWIEC ZŁOCISTY
Gronkowiec złocisty produkuje:
Egzotoksyny:
enterotoksyny -rodzaj egzotoksyn, ciepłotrwałe białka odporne na działanie enzymów trawiennych. Ok 1/3 szczepów Gronkowca złocistego wydziela enterotoksyny. Wytwarzanie ich uwarunkowane jest przez fagi lizogenne. Enterotoksyny odpowiadają za zatrucia pokarmowe. Typy : A,B,C1,C2,D,E,F.
toksynę zespołu wstrząsu toksycznego(TSST1) - wywołującą gronkowcowy zespół wstrząsu toksycznego (TSS). Objawami są gorączka, wstrząs, niewydolność wielonarządowa, spadek ciśnienia krwi.
toksynę eksfoliatywną (epidermolityczną) - odpowiada za choroby skóry - wywołuje gronkowcowe złuszczające zapalenie skóry czyli zespół SSSS. Powoduje rozszczepienie warstwy ziarnistej skóry i utratę powierzchownych warstw naskórka.
leukocydynę - uszkadza leukocyty, głównie granulocyty i makrofagi.
toksyny pirogenne - wywołują gorączkę.
Hemolizyny: wywołują lizę (rozpad) erytrocytów. Typy : alfa, beta, gamma.
Białko A: jest kowalencyjnie związane z warstwą peptydoglikanu ściany komórkowej, czynnik zjadliwości.
Enzymy:
hialuronidaza - rozkłada kwas hialuronowy.
fosfolipaza - rozkłada fosfolipidy.
DNAza - rozkłada DNA.
fibrynolizyna - rozkłada włóknik.
betalaktamaza - rozkłada pierścień antybiotyków ß-laktamowych(penicylin i cefalosporyn) powodując inaktywację leku.
koagulaza - aktywuje trombinę, ścina osocze
Czynniki powodujące chorobotwórczość:
Staphylococcus aureus - wywołuje zakażenia skóry( czyraki, ropnie, jęczmienie), liszajec , zapalenie dróg oddechowych, przewodu pokarmowego, dróg moczowych, rodnych, ran operacyjnych, zakażenia głębokie (szpiku, kości, zapalenie wsierdzia), choroby wywołane toksynami gronkowcowymi (SSSS, TSS), bakteriemia (rozsiew bakterii we krwi) i posocznica (rozsiew bakterii po całym ciele), czyrak mnogi, zapalenie mieszków włosowych,
*Zespół wstrząsu toksycznego ( TSS – toxic shock syndrome) – ostre, zagrażające życiu zatrucie, które charakteryzuje się gorączką, spadkiem ciśnienia tętniczego krwi, wysypką, zaburzeniem czynności wielu narządów wewnętrznych oraz złuszczaniem naskórka w fazie rekonwalescencji.
*Choroba Rittera (SSSS) – uogólniona ropna choroba skóry o ciężkim przebiegu, występująca głównie u noworodków, wywoływana przez gronkowca złocistego. Egzotoksyna produkowana przez gronkowce, eksfoliatyna, powoduje powstawanie rozległych pęcherzy, złuszczanie naskórka i odsłanianie skóry właściwej na dużych przestrzeniach.
* Zatrucia pokarmowe po spożyciu toksyn gronkowcowych - objawy występują szybko - ok. 1,5 h po pożyciu np. lodów, bitej śmietany, ciastek z kremem. Nudności, wymioty, rzadziej biegunka.
Pytanie: Jakie choroby wywołane są toksynami gronkowca? (TSS, SSSS itp.)
S. aureus szybko rozmnaża się w żywności, najczęściej spożywany jest produkt z wyprodukowaną wcześniej ( poza organizmem człowieka) enterotoksyną.
Staphylococcus epidermidis - wywołuje zakażenia oportunistyczne skóry, dróg oddechowych, ran operacyjnych. Niebezpieczne są szczepy wielolekooporne.
Staphylococcus saprophyticus - wywołuje zakażenia oportunistyczne dróg moczowych.
METODY HODOWLI
agar krwawy 5%
podłoże wybiórczo- namnażające z dodatkiem 10% NaCl lub 40% żółci - te hamują wzrost innych bakterii umożliwiając wzrost gronkowców.
podłoże wybiórczo- róznicujące - Chapmana - podłoże z dodatkiem mannitolu. Tylko S. aureus odbarwia różowy kolor podłoża na zółty
+ test na koagulazę - S.aureus wytwarza koagulazę. Test na koagulazę w wersji szkiełkowej polega na dodadniu zawiesiny S.aureus do kropli osocza i zmieszaniu. Po 30 sekundach tworzy się skrzep włóknika ( zmętnienie na szkiełku).
+ metoda badań mikroskopowych - po zabarwieniu metodą grama obserwacja w mikroskopie świetlnym.
Kontrola i zapobieganie ( Gronkowiec złocisty) :
S.aureus kolonizuje skórę, błony śluzowe ( zwłaszcza górnych dróg oddechowych), ok. 30% ludzi to nosiciele szczepów gronkowca złocistego. Zakażenie przenosi się z człowieka na człowieka (np. drogą kropelkową, przez kontakt prośredni i przedmioty codziennego użytku). S.aureus jest czynnikiem etiologicznym zakażeń szpitalnych. Należy eliminować nosicielstwo S.aureus u pracowników służby zdrowia i przemysłu spożywczego. Wiąże się to z wprowadzeniem aseptycznych procedur i kontroli zakażeń.
PACIORKOWCE - Streptococcus
Paciorkowce to bakterie gram(+), kuliste, wydłużone, średnica 0,5-1,5μm, zasadniczo trzy osie symetrii równe. Występują pojedynczo , w formie dwoinek, tetrad lub paciorków - łańcuszków różnej długości. Metodą grama barwią się na niebiesko-fioletowo, są nieruchome. Rosną w warunkach względnie beztlenowych bądź mikroaerofilnych. Niektóre gatunki są chorobotwórcze, inne stanowią florę fizjologiczną - głownie jamy ustnej, gardła, przewodu pokarmowego. Są katalazoujemne. Rosną najlepiej na agarze krwawym, hemoliza typu alfa, beta, gamma.
Podział paciorkowców ze względu na typ hemolizy, którą przeprowadzają:
α hemolizujące - ,,zieleniejące'' - S.viridans (stanowiący florę fizjologiczną) i S.peumoniae- hemoliza niecałkowita (rozkład hemoglobiny do bilirubiny).
β hemolizujące -wywołują hemolizę całkowitą ( przezroczysta strefa na agarze krwawym). Są to zwykłe paciorkowce chorobotwórcze np. paciorkowiec ropotwórczy Streptococcus pyogenes.
γ hemolizujące- nie wywołują hemolizy, są to paciorkowce niechorobotwórcze.
Podział paciorkowców wg Lancefielda - to podział na grupy serologiczne oparty o budowę antygenu grupowego tzw. WIELOCUKRU C który jest polisacharydem ściany komórkowej paciorkowców. Wyróżnia się grupy serologiczne A - V. Dla człowieka chorobotwórcze paciorkowce należą do grup A B C D i G.
Grupa A - S.pyogenes - ropotwórczy paciorkowiec.
Grupa B - S.agalactiae
Grupa D - Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium - paciorkowce kałowe.
Pytanie: do jakiej grupy wg Lancefielda należą E.faecalis i E.faecium ? Do grupy D.
Paciorkowce poszczególnych grup można typować serologicznie na podstawie różnic antygenowych białek ściany komórkowej:
białko M - główny czynnik zjadliwości paciorkowców z grupy A, βhemolizujących; silnie immunogenne, ma właściwości antykomplementarne i antygafocytarne; działa toksycznie na neutrofile.
białko R
białko T
białko F - białko wiążące fibronektynę ( adhezyna)
białko G - blokuje działanie przeciwciał IgG i przeciwdziała opsonizacji.
Najważniejsze paciorkowce chorobotwórcze:
S.pyogenes - paciorkowce ropotwórcze, gr. A, hemoliza β, wytwarzają białko M, egzotoksyny pirogenne A B C oraz toksynę erytrogenną( powoduje wysypkę), hemolizyny O i S oraz enzymy zwane czynnikami rozprzestrzeniania np. DNAza, hialuronidaza, streptokinaza, proteinaza.
Zakażenia wywołane przez S.pyogenes dzielimy na :
pierwotne ( ropne) - zapalenie gardła i migdałków ( angina paciorkowcowa), zapalenie zatok, ucha środkowego, ropne zapalenie skóry i róża, zapalenie naczyń, węzłów chłonnych, płonica (szkarlatyna ->zakaźna choroba wysypkowa - malinowy język, wysypka blednąca w miejscu ucisku), zapalenie kości, szpiku kostnego, opon mózgowo-rdzeniowych, wsiedzia, płuc.
pierwotne ale jako następstwa działań egzotoksyn paciorkowców - martwicze zapalenie powięzi tkanki podskórnej -> egzotoksyna B, paciorkowcowy zespół wstrząsu toksycznego --> egzotoksyna A.
nieropne - czyli następstwa zakażeń spowodowanych przez S.pyogenes- choroby o podłożu autoimmunologicznym, są wynikiem krzyżowej reakcji przeciwciał wytwarzanych przeciwko S.pyogenes z własnymi tkankami. ; gorączka reumatyczna(zapalenie serca, głównie wsierdzia, prowadzi do powstania wad zastawki mitralnej i aortalnej serca. Ostre kłębuszkowe zapalenie nerek mogące prowadzić do niewydolności nerek.
Metody hodowli:
agar krwawy:
typowanie serologiczne celem określenia grupy A-V wg Lancefielda
test ASO (antystreptolizynowy) - oznaczanie stężenia ( miana) przeciwciał przeciwko streptolizynie O.
E.faecalis, E.faecium - paciorkowce kałowe, enterokoki, gr. D (wytwarzają wielocukier D), hemoliza . Są florą fizjologiczną jelita grubego, są czynnikiem etiologicznym ( zakażenia oportunistyczne). Mogą powodować zakażenia dróg moczowych, rodnych , otrzewnej, wsierdzia, zakażeń miednicy małej i jamy brzusznej, bakteriemie. Rosną w bulionie z dodatkiem 6,5% NaCl, pH 9,5.
Paciorkowce zieleniejące - brak klasyfikacji - wywołują hemolizę np. alfahemolityczne jamy ustnej, czynnik etiologiczny próchnicy( S. mutans). Stanowią naturalną florę jamy ustnej i gardła, nie posiadają swoistych antygenów ściany komórkowej. Wywołują posocznicę, infekcyjne zapalenie wsierdzia (S. Mitis, S. Oralis, S. Bovis).
S.pneumoniae - brak klasyfikacji, hemoliza, mają jajowaty kształt ( lancetowaty), tworzą dwoinki, rosną w warunkach tlenowych, względnie beztlenowych. Są bakteriami kapnofilnymi - rosną w zwiększonym stężeniu CO2 (5-10%). Są katalazoujemne, mają polisacharydową otoczkę, przeprowadzają hemolizę typu , rosną na agarze z krwią, tworzą kolonie z uniesionymi brzegami , są wrażliwe na optochinę (...test hamowania wzrostu przez optochinę), są wrażliwe na żółć( rozpuszczają się), nie posiadają antygenów grupowo swoistych w ścianie komórkowej ( wielocukru C charakterystycznego dla wszystkich paciorkowców !).
Czynniki zjadliwości:
otoczka - polisacharydowa, posiada właściwości antyfagocytarne, szczepy gładkie wytwarzają otoczkę a szorstkie nie.
proteaza IgA - rozkłada immunoglobuliny typu A.
Identyfikacja:
hemoliza typu na agarze z krwią.
test wrażliwości na optochinę ( hamuje wzrost S.pneumoniae).
reakcja pęcznienia otoczek - test serologiczny z zastosowaniem surowicy zawierającej przeciwciała wiążące się z antygenami otoczek S.pneumoniae - tzw. reakcja Quellunga.
test wrażliwości na żółć - S.pneumoniae rozpuszcza sięw żółci.
Chorobotwórczość :
S.pneumoniae wywołuje zakażenia układu oddechowego - jamy nosowej, gardła, zatok bocznych, nosa, ucha środkowego, oskrzeli , płuc, posocznicę, zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych, kości i szpiku kostnego.
NEISSERIA
Bakterie gram (-), tworzą dwoinki, układają się w ziarenka kawy.
Neisseria meningitidis- dwoinka zapalenia opon mózgowo - rdzeniowych ; meningokok. Zakażenie drogą pokarmową.
Neisseria gonorrhoeae - dwoinka rzeżaczki, gonokok.
Podział ze względu na :
zużycie węglowodanów: N.meningitidis rozkłada glukozę i maltozę. N.gonorrhoeae rozkłada glukozę.
serotypowanie.
sondy z komplementarnego DNA.
Neisseria meningitidis
N.meningitidis dzieli się na grupy serologiczne A B C i Y (patogenne). Białka zewnętrznej warstwy błony cytoplazmatycznej grup A i C umożliwiają podział na serotypy.
Czynniki determinujące chorobotwórczość:
czynniki przylegania - fimbrie.
otoczka.
LPS - lipopolisacharyd (endotoksyna występująca u bakterii gram(-), składa się z lipidu A + polisacharydu rdzennego +wielocukru O).
proteazy IgA.
Objawy zakażeń N.meningitidis:
choroba gorączkowa.
zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych (sztywność karku, gorączka, śpiączka).
ostra posocznica meningokokowa prowadząca do wstrząsu septycznego - początkowe objawy to krwawe wybroczyny, martwica, zgorzel palców, poźniej hipotensja, uszkodzenia wielonarządowe i wstrząs septyczny.
mogą wystąpić: zapalenie gardła i płuc.
Diagnostyka:
badanie płynu mózgowo-rdzeniowego.
badanie krwi.
inne posiewy.
Neisseria gonorrhoeae
Czynniki determinujące chorobotwórczość:
fimbrie.
zewnętrzne białka błonowe ( związane z odpornością swoistą i inwazyjnością).
proteaza IgA.
laktamazy.
LPS.
Objawy zakażeń N.gonorrhoeae:
Zapalenie cewki moczowej, szyjki macicy, noworodkowe zapalenie gałki ocznej, rzeżączka gardła , zapalenie torebki wątroby, ropne zapalenie stawów, zapalenie wsierdzia, opon mózgowo-rdzeniowych, szpiku kostnego.
* Zabieg Credego - wkropienie 1% roztworu azotanu srebra do worka spojówkowego noworodka zaraz po urodzeniu !
POWTÓRKA:
PEPTYDOGLIKAN to polimer składający się z na przemian ułożonych łańcuchów N-acetyloglukozaminy i kwasu N-acetylomuraminowego połączonych wiązaniami β1-4 oraz poprzecznie ułożonych łańcuchów tetrapeptydów przyczepionych do węgla C3 kwasu muraminowego.
ŚCIANY KOMÓREK BAKTERYJNYCH:
GRAM + grubość ok. 20 nm (babka podawała 20-80) , jednolita struktura , 10-30% aminocukry, 0-2% lipidy, 3-4 aminokwasy , peptydoglikan , polisacharydy ,kwas tejchojowy, kwas tejchouronowy( te 2 kwasy decydują o innym zabarwieniu ) ,białka.
GRAM - grubość ok. 5-15 nm (babka podawała 1- 15), struktura dwuwarstwowa, 1-10% aminocukry, 10-20% lipidy, 14-18% aminokwasy, kwas diaminopimelinowy, peptydoglikan, antygen O, lipoproteiny.