Rodzina BACILLACEAE

Należą do niej m. in:

1. Bacillus

2. Clostridium

• Gram +

• Kształtu cylindrycznego

• Posiadające rzęski typu peritrichia lub bezrzęse, tlenowce, względnie beztlenowe i beztlenowce

• Wytwarzają endospory

Bacillus

• gram+ - starsze kolonie mogą się odbarwiać

• duże laseczki, kształtu cylindrycznego

• mają zdolność do wytwarzania endospor:

• ich średnica nie jest większa od średnicy bakterii i nie zmienia jej kształtu

• mają rzęski lub otoczkę

• rosną w warunkach tlenowych lub mikroareofilnych

Bacillus anthracis - chorobotwórczy dla ludzi i zwierząt - pałeczka wąglika

B. larvae, B. alvei, B. thuringiensis - chorobotwórcze dla pszczół

B. subtilitis, B. megaterium - saprofityczne

B. cereus - infekcje oportunistyczne i zatrucia pokarmowe, atakuje organizm głównie przez żywność, powoduje trudne gojenie się ran

Bacillus anthracis

• brak rzęsek - nieruchliwy

• w makroorganizmie wytwarza laseczki o spłaszczonych końcach, układające się w łańcuszki, podobne do łodygi bambusa, wytwarzają otoczkę otaczającą cały łańcuszek (w organizmie chorego i na podłożach z dodatkiem dużych ilości białka i w atmosferze z 65% CO₂) - opis charakterystyczny dla preparatu bezpośredniego

• na podłożach zwykłych występuje w postaci zwykłej laseczki

• przy kontakcie z tlenem wytwarza przetrwalniki - nigdy w żywym organizmie!!

KOLONIE:

Podłoże podstawowe: w postaci kolonii typu szorstkiego->

• szare,

• dość duże,

• o poszarpanych brzegach,

• podobne do głowy mitycznej meduzy

• Na podłożu z dodatkiem surowicy krwi i CO₂:

• kolonie śluzowe, wytwarzające otoczki tak jak w organizmie,

• nie powoduje hemolizy

• Na bulionie:

• Wzrasta w postaci błonki, która opada na dno i tworzy kłaczkowaty osad

• Na żelatynie kłutej:

• Silniej rozwija się w górnej części podłoża

• Przypomina wyglądem odwróconą jodełkę

• Postać szorstka R - zjadliwa

• Rozkłada szereg węglowodanów np. GLUKOZĘ, MALTOZĘ, SACHAROZĘ - z wytworzeniem kwasu

• Wytwarza: AMONIAK, KATALAZĘ,

• Powoli upłynnia żelatynę

CZYNNIKI WIRULENCJI:

1.Otoczka:

*polimer kwasu D-glutaminowego

*chroni kom. przed fagocytozą

*słabe właściwości immunogenne

*zakodowana w plazmidzie pXO2

2.Toksyna:

*toksyna białkowa

*zakodowana w plazmidzie pXO1

*składa się z 3 części:

• Antygen ochronny PA

• Czynnik obrzęku EF

• Czynnik letalny LF

Toksyna wytwarzana przez bakterie jest nieaktywna

• Wytwarzana w 3 częściach, jeżeli są niepołączone, jest niegroźna

Gdy antygen zostanie aktywowany w organizmie, za pomocą enzymów proteolitycznych zostaje od niego odcięty mały fragment białkowy

Reszta która pozostała łączy się z receptorem kom. gospodarza i przyłącza jeszcze 6 cząsteczek antygenu - tworząc HEPTAMER

W środku heptametru tworzy się miejsce do przyłączenia trzech cząsteczek: czynnika letalnego lub czynnika obrzęku

Po połączeniu heptametru z 3 cząsteczkami pozostałych czynników , takie połączenie wraz z receptorem zostaje wchłonięte do komórki i powstaje - ENDOSOM

Wewnątrz endosomu panuje lekko kwaśne środowisko co powoduję zmiany w konfiguracji tego agregatu

~Z endosomu do cytoplazmy uwalnia się czynnik letalny lub obrzęku~

Czynnik OBRZĘKU:

*powoduje zaburzenie gospodarki elektrolitowej i wydzielanie z komórek wody co powoduje obrzęk

Czynnik LETALNY:

*Powoduje śmierć komórki.

*Czynnikiem tym jest MIELOPEROKSYDAZA pod kontrolą cynku.

*Może ona powodować wydzielanie nadmiernych ilości Il-1, zamieranie kom. ukł. Immunologicznego.

Reakcje pomiędzy czynnikiem letalnym a obrzęku:

1.Jeśli bakteria posiada 2 czynniki, posiada oba plazmidy pXO1 i pXO2

• Powoduje chorobę, a nie powoduje immunogennośći

2.Jeśli posiada tylko plazmid kodujący otoczkę

• Nie powoduje immunogenności, a taki szczep jest słabo wirulentny

• Powoduje chorobę, ale nie wywoła odporności

3.Jeśli posiada tylko plazmid kodujący toksynę

• Szczep jest wirulentny i immunogenny

• Stosowany do szczepień

CHOROBOTWÓRCZOŚĆ:

Drogi zakażenia:

1.ALIMENTARNA - postać jelitowa

*do zakażenia dochodzi w wyniku spożycia pokarmu zanieczyszczonego sporami i laseczkami wąglika

*brak apetytu, bóle brzucha, wymioty, krwawe biegunki

*przy braku leczenia, bądź nie podjęcia go we właściwym czasie dochodzi do śmierci chorego

2.INHALACYJNA - postać płucna

*przetrwalniki dostają się do pęcherzyków płucnych, tam część z nich jest fagocytowana, reszta dostaje się do ukł. Limfatycznego i węzłów chłonnych śródpiersiowych. Tam ulegają germinacji nawet po 60 dniach od zakażenia

*żywe przetrwalniki można stwierdzić w węzłach chłonnych śródpiersiowych

*po wykiełkowaniu w ciągu 2-3 dni przy braku leczenia dochodzi do śmierci

*krwotoczne zapalenie węzłów chłonnych śródpiersiowych,

3.PRZYRANNA - postać skórna

*w miejscu zakażenia pojawia się swędząca krosta, przechodząca w owrzodzenie i martwicę tzw. czarna krosta

*okres wylęgania tej postaci to ok. 4-5 dni

*typowe zmiany pojawiają się na skórze rąk, twarzy, nóg, szyi i łatwo ustępują po podaniu antybiotyku

- powikłaniem każdej z postaci jest krwotoczne zapalenie opon mózgowych

Rozpoznanie:

*W przypadku podejrzenia o zakażenie wąglikiem zwykle odstępuje się od wykonania sekcji w warunkach terenowych, aby nie dopuścić do powstania przetrwalników, które powodują trwałe zanieczyszczenie środowiska

• W organizmach zakażonych i zwłokach przetrwalniki nie powstają

• Powiększona śledziona o rozmiękłej konsystencji, czerwono-czarna, gęsta, smołowata krew

*Rozpoznanie opiera się o badanie hodowlane, mikroskopowe, próbę biologiczną i badanie serologiczne

1.Badany materiał:

• Ucho podłego zwierzęcia,

2.Badanie mikroskopowe

• Materiał barwi się metodą grama/tusz chiński

• Obecność gram+, bambusowatych, ułożonych w nici bakterii, posiadających otoczkę, nie posiadających przetrwalników - w materiale bezpośrednim)

3.Badanie hodowlane

• Na podłożu zwykłym

• Po 24 h inkubacji w warunkach tlenowych, widoczne duże, szare, śluzowate typu szorstkiego kolonie o poszarpanych brzegach, przypominające kłębowisko węży na głowie mitycznej meduzy

• Na bulionie:

• wzrost w postaci kożuszka na powierzchni od którego odchodzą wypustki przypominające warkoczyki

4.Próba biologiczna:

• Wprowadzenie domięśniowo lub podskórnie myszce lub śwince

• W przypadku obecności zarazka, zakażone zwierzęta giną w ciągu kilku dni wśród objawów posocznicy

• W miejscu iniekcji powstaje stan zapalny, galaretowaty obrzęk tkanki podskórnej, śledziona silnie przekrwiona i powiększona

• W preparacie mikroskopowym wykonanym z krwi lub śledziony, widoczne charakterystyczne gram+ laseczki wąglika

5.Badanie serologiczne:

Odczyn precypitacyjny wg. Ascoliego:

• Odcinamy kawałek ucha wielkości 1x1 cm i zalewamy płynem fizjologicznym,

• Gotujemy przez 5 min w temp 100 C

• W otoczce znajduje się kw. D-glutaminowy - antygen termostabilny

• Po gotowaniu robimy przesącz

• Na surowicę zawierającą przeciwciała przeciwko laseczkom wąglika nawarstwiamy przesącz

• Na granicy surowicy z przesączem powstaje krążek precypitacyjny - próba dodatnia

Bacillus cereus

• Gram+

• Laseczka wytwarzająca przetrwalniki

• Posiada rzęski

• Może rosnąć w temp 45 C

• Wykazuje hemolizę typu β na podłożu z krwią

• Wywołuje zatrucia pokarmowe u ludzi i zwierząt: objawy to biegunka i wymioty

• Spory przeżywają w żywności pasteryzowanej, sterylizowanej, są powodem psucia się jaj, a powstający w wyniku ich metabolizmu gaz powoduje deformacje puszek tzw. BOMBAŻ

• Zdolność do wytwarzania toksyn, które mogą działać nekrotycznie, czyli wywoływać martwicę - są one inaktywowane przez cholesterol surowicy

• Wytwarza LECYTYNAZĘ i FOSFOLIPAZĘ - enzymy uszkadzające błony kom. gospodarza

• Materiał do badań to zawartość puszek z bombażem, wymiociny i kał pacjenta

Clostridium:

• Bakterie beztlenowe - hodowla na podłożach bulionowych z warstwą parafiny na powierzchni

• Gram + - starsze kolonie mogą się odbarwiać

• Kształtu cylindrycznego

• Wytwarzają przetrwalniki:

• Przetrwalniki mają większa średnicę niż średnica komórki - deformują ją

• Występują w glebie oraz w przewodzie pokarmowym ludzi i zwierząt

• Posiadają rzęski (peritrichia)

• Wyjątek Cl. Perfringens

• Są pozbawione enzymów takich jak: DYSMUTAZA NADTLENKOWA, KATALAZA, PEROKSYDAZA - enzymy rozkładające rodniki tlenowe i wodorotlenowe

• Jak laseczki C. dostaną się do środowiska tlenowego wtedy ich oddychanie może stać się tlenowe i powstające rodniki niszczą komórkę

• Wytwarzają toksyny i liczne enzymy proteolityczne, lipolityczne i sacharolityczne

Ze względu na patogenezę można je podzielić na 3 grupy:

1. NIEINWAZYJNE: Cl. botulinum, Cl. tetani

2. INWAZYJNE: Cl. perfringens, Cl. septicum, Cl. novyi, Cl. chauovei, Cl. Haemoliticum

• Wytwarzają różne typy toksyn, najważniejsze to:

α toksyna:

• Lecytynaza I fosfolipaza

• Ma właściwości letalne - rozkłada lecytynę, która wchodzi w skład błon komórkowych

β toksyna:

• Może działać jako cytotoksyna niszczaca kom., może w większej ilości uszkadzać naczynia krwionośne -> obrzęki

• Obniżenie przepływu krwi, niedotlenienie martwicę i obrzęk

• Indukuje cytokiny prozapalne -Il-1, Il-6 I TNF - w efekcie ich nadmiernego pobudzenia może dojść do szoku septycznego

3. POWODUJĄCE ENTEROTOKSEMIE: Cl. perfringens, Cl. dificile

Aby zdiagnozować, że te bakterie wywołały chorobę muszą być spełnione warunki:

• Bakterie muszą być izolowane w dużych ilościach

• Muszą być izolowane z kilku przypadków

• Muszą być charakterystyczne objawy chorobowe

• Brak w materiale chorobowym innych potencjalnych patogenów