wykład Drobnoustroje

Chorobotwórczość drobnoustrojów

Drobnoustroje

  1. Niezjadliwe (awirulentne)

  2. Zjadliwe

Patogen-drobnoustrój zdolny do wywołania choroby

Czynnik zjadliwości

Cząstka wyprodukowana przez patogen, która jest niezbędna do wywołania choroby u gospodarza

Zjadliwość

  1. Zakaźność – zdolność drobnoustrojów do wniknięcia w tkanki gospodarza, zapoczątkowania zakażenia i utrzymania się w nich

  2. Inwazyjność – zdolność do szerzenia się w zakażonym organizmie

  3. Toksyczność – zdolność do wytwarzania czynników działających toksycznie













Drogi zakażenia

Transmisja do nowego gospodarza

Postulaty Kocha

  1. Drobnoustrój musi być obecny u wszystkich osób mających daną chorobę i powinien mieć związek za zmianami chorobowymi

  2. Drobnoustrój musi być wyizolowany w czystej kulturze od osoby chorej

  3. Drobnoustrój, wyosobniony od chorej osoby, po wprowadzeniu do ludzi lub zwierząt musi wywołać tą samą chorobę

  4. Drobnoustrój należy ponownie wyosobnić w czystej kulturze od eksperymentalnie zakażonego człowieka lub zwierzęcia w celu spełnienia trzeciego postulatu

Spełnienie tych postulatów jest dowodem na to, że konkretny mikroorganizm może powodować określoną chorobę

Warunki aby powstała choroba

  1. Musi przenieść się na organizm gospodarza.

  2. Pokonać jego mechanizmy obronne.

  3. Namnożyć się w tkankach, wytworzyć toksyny lub inne czynniki warunkujące zjadliwość.

  4. Musi przeżyć, mimo działania mechanizmów obronnych gospodarza.

Zakażenia, a choroba zakaźna

Zakażenia

Zakażenie miejscowe – które ogranicza się do miejsca wniknięcia i otaczających tkanek

Zakażenia uogólnione – szerzenie się zakażającego drobnoustroju drogą limfatyczną i/lub krwionośną z miejsca wniknięcia; zajęcia

Patogeny

Niszczone jeśli są sfagocytozowane

Powodują uszkodzenie tkanek

Zwykle wywołują ostre choroby w stosunkowo krótkim czasie

Mogą namnażać się wewnątrz fagocytów

Często powodują przewlekłe choroby

Czynnik zjadliwości to cechy charakterystyczne bakterii umożliwiające im wywołać choroby. Bakterie mogą mieć ich jeden lub więcej. Niektóre (wspólne dla rodzaju i gatunku) powstały w drodze ewolucji, inne zaś (znamienne dla szczepu) zostały nabyte w wyniku wymiany genetycznej.

Do czynników zjadliwości należą:

  1. Otoczki – najczęstszy czynnik zjadliwości, występuje na zewnątrz ściany komórkowej i pozwalają bakteriom na unikniecie lub przeżycie fagocytozy. Otoczkowe formy bakterii są z reguły zawsze patogenne. Otoczki wytwarzane są przez enzymy ściany komórkowej, które syntezują ochronna warstwę polimeru, najczęściej polisacharydu. Wytwarzanie otoczki jest zdeterminowane genetycznie, a zdolność ta może być przekazywana np. w drodze transdukcji. Otoczki zapobiegają w rożny sposób zapobiegają fagocytozie : zaburzają interakcję między przeciwciałem i c3 związanymi z zewnętrzną błoną bakterii a ich receptorami na komórkach fagocytujacych. Zapobiegają tworzeniu się C3b, Bb, ograniczając aktywacją C3 drogą alternatywną.

  2. Adhezyny – odpowiadają za przyleganie do komórek śluzówki to często pierwszy etap choroby, gdyby bowiem nie czynniki adhezyjne, bakterie szybko zostałyby wypłukane. Czynniki te działają za komórki w zależności od receptorów do których wykazują powinowactwo – tłumaczy do osiadanie w różnych narządach po dostaniu się bakterii do krążenie systemowego. Czynniki adhezyjene są strukturami powierzchniowymi : w większości przypadków są to fimbrie, niekiedy określone jako antygeny czynnika kolonizacyjnego; boczne łańcuchy LPS również odgrywają rolę w adhezji; białko M – ułatwia przyleganie do nabłonka gardła, przez co jest jego najważniejszym czynnikiem zjadliwości.

  3. Inwazyny – proces złożony i przebiegający różnie u różnych bakterii (…)

  4. Egzoenzymy

  5. Endotoksyny i egzotoksyny

Biofilm

Zwarte skupisko mikroorganizmów zawierających wiele warstw komórek, przylegających do powierzchni i osadzonych w polisacharydowej macierzy.

Rola:




Penetracja i rozprzestrzenianie

Przez komórki i organy:

Egzoenzymy = enzymy wydzielnicze, tj. wydzielane na zewnątrz bakterii.

Mają one różne działania:

  1. Rozkładają kolagen (kolagenazy i hialuronidazy) i włóknik (fibrynolizyny), umożliwiając lepszą penetrację do tkanek,

  2. Rozkładają materiał komórkowy (proteinazy i lecytynazy) – występują u rodzaju clostridium,

  3. Modyfikują i inaktywują antybiotyki (np. beta-laktamazy) stanowiąc mechanizm oporności.


Penetracja i rozprzestrzenianie






Unikanie układu odpornościowego

Bakterie mogą unikać mechanizmów obronnych gospodarza.

Wykształciły sposoby unikania rozpoznawania i zabijania przez fagocyty, inaktywowanie lub unikanie składników dopełniacza lub przeciwciał, przez wzrost wewnątrz komórek „ukrywanie” są przed odpowiedzią gospodarza.

Unikanie odpowiedzi immunologicznej

Wiele czynników zakaźnych stworzyło mechanizmy, które pozwalają im uniknąć eliminacji przez swoiste i nieswoiste mechanizmy obrony.

  1. Otoczki antyfagocytarne – wykrywane u G+ i G- i drożdży, zapobiegają fagocytozie lub chronią już pochłonięte bakterie przed enzymami proteolitycznymi, hamowanie może wiązać się z :

  1. Działanie antykomplementarne – wykazują je otoczki bakteryjne oraz zewnętrzna białka niektórych bakterii:

  1. Białka M u paciorkowca gr. A – unieczynnia konwertazy dopełniacza zapobiegając jego aktywacji na drodze alternatywnej.

  2. Proteaza Pla u Yersinia pestis – rozszczepie C3 i C5a, zmniejszając uwalnianie tego chemotaktycznego fragmentu.

  1. Unikanie wewnątrzkomórkowego strawienia – jest mechanizmem wspólnym dla bakterii, wirusów i pasożytów; drobnoustroje mogą:

  1. Wydzielać cząsteczki zapobiegające powstawaniu funkcjonalnych fagolizosomów, co pozwala przeżyć wewnątrz fagosomów z niskimi poziomami związków przeciwdrobnoustrojowych.

  2. Syntezować zewnętrzną warstwę lub enzym, które chronią ja przed proteazami i wolnymi rodnikami,

  3. Przemieszczać się z fagosomu do cytoplazmy, gdzie są chronione przed proteazami i RFT,

  4. Syntetyzować związki neutralizujące aktywujące działanie IFN-y

Pozyskiwanie żelaza – siderofory

Niskocząsteczkowe związki chelatujące żelazo – wytwarzanie, wydzielane i asymilowane przez komórkę bakteryjną.

Żelazo może być wychwytywane nawet z białek gospodarza (transportujących, magazynujących)np. laktoferyna

Patogenetyczne działanie bakterii

Toksyczność

Toksyny

-można podzielić na endotoksyny i egzotoksyny

-białka wytwarzane i uwalniane z komórki w celu wywołania toksyczności. Mogą być wspólne dla wszystkich bakterii z rodzaju/gatunku (kodowane przez geny chromosomalne) lub charakterystyczne wyłącznie dla szczepu patogennego (kodowane przez plazmidy i fagi lizogenne)


Toksyny te można podzielić na:

  1. Enterotoksyny – działają a przewód pokarmowy, np. tpksyny ciepłochwiejne (LT-I, LT-II), ciepłostałe(ST) czy toksyna cholery.

  2. Neurotoksyny – działają a układ nerwowy, np.. toksyna botulinowa i tężcowa (tetanospazmina).

  3. Cytotoksyny – działają na komórki różnych tkanek, np. toksyna błonicy i toksyna i Pseudomonas


Endotoksyny

-są lipopolisacharydami (LPS) pochodzącymi za ściany komórkowej bakterii G-

Endotoksyny różnych bakterii różnią się siła i zdolnością do wywoływania objawów klinicznych.

Nie są one wydzielane aktywnie – uwalniane są w momencie śmierci (lizy) bakterii.

Endotoksyny są odpowiedzialne za rozwój posocznicy i wstrząsu septycznego, które charakteryzują się hipotensją, gorączką, leukopenią, zahamowaniem fagocytozy i ciężką biegunką. Patogeneza obejmuje aktywacją makrofagów i uwolnienia cytokin prozapalnych (TNF-alfa, IL-!, Il-6, Il-8) odpowiedzialnych za większość objawów ogólnoustrojowych.

Egzotoksyny

Cytolizyny

Wiele tworzy otwory (pory) w błonach komórek eukariotycznych, np. streptolizyna O

Enzymatyczne traweinie fosfolipidów, białek błony komórkowej – proteazy, fosfolipazy, np. toksyna alfa





Enzymy zewnątrzkomórkowe

Egzotoksyna vs. endotoksyna

Właściwość

Egzotoksyna

Endotoksyna

wytwarzanie

Gram-dodatnie i Gram-ujemne

Gram-ujemne

Zdolność rozprzestrzeniania

Tak

Nie

Stabilność

Termolabilne, niszczone w 60 stopniach

Termostabile w 100 stopniach przez 1h

Natura

Białka

Lipopolisacharyd

Immunogenność

Silna

Słaba

Toksyczność

Silna

Słaba

Aktywność

Swoista (swoisty efekt działania na komórkę)

Nieswoista (wiele efektów działania na komórkę)


  1. Bezpośrednie przenoszenie z komórki na komórki

- zaobserwowane u bakterii (listria) i wirusów (HSV, HIV) pozwalają działania przeciwciał przeciwwirusowych

  1. Interferencje z ekspresją MHC na błonach zakażonych komórek

-zapobiega lub zmniejsza rozpoznana zakażonych komórek przez układ immunologiczny, występuje u niektórych wewnątrzkomórkowych drobnoustrojów, zwłaszcza wirusów.

  1. Zmienność antygenowa

-opisana u bakterii, pasożytów i wirusów (…)

WIRUSY nabyły wiele mechanizmów, które pozwalają im unikać odpowiedzi immunologicznej.

Niektóre sposoby polegają na interferencji z odpowiedzią immunologiczną, a inne – na mechanizmach unikania

  1. Integracja genomu jest obserwowana wyłącznie u wirusów DNA i retrowirusów. Gdy dojdzie do integracji genomu, wirus ma możliwość replikacji i rozprzestrzeniania się na inne komórki, a także może być przekazywany komórkom potomnym komórek zakażonych. To ostatnie wystąpi nawet w komórkach z niewielką ekspresją wirusa, co pozwala na przetwarzanie zakażenia z minimalnym zaangażowaniem układu immunologicznego.

  2. Bezpośrednie przekazywanie zakażenia z komórki na komórkę(np.herpeswirysy, paramiksowirusy, HIV) tworzą się wówczas olbrzymie, wielojądrzaste komórki i zespólnie (syncytia).


Wyszukiwarka