Pałeczki z rodzaju Pseudomonas są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie. Występują w glebie, wodzie, ściekach i w powietrzu. Rosną w temperaturach 4-43°C oraz w warunkach pH obojętnego lub zasadowego (7,0-8,5), przy czym temperatura optymalna do wzrostu to 30°C przy pH 7,0. Występują w glebie, wodzie, ściekach i w powietrzu. Niektóre gatunki są chorobotwórcze dla roślin i zwierząt. W śród nich na pierwszy plan wysuwają się pałeczki Pseudomonas aeruginosa. Jej wymiary to 0,5-0,8 µm na 1,5-3,0 µm.
Pałeczka ropy błękitnej Pseudomonas aeruginosa to bakteria, która często atakuje ludzi przewlekle chorych i długo leżących w szpitalu. Jej obecność w płucach wywołuje przewlekły proces zapalny, który w końcu prowadzi do zniszczenia dużych obszarów tkanki płucnej, skurczów oskrzeli wywołanych reakcją zapalną i poważnych kłopotów z oddychaniem.
Pałeczki ropy błękitnej potrzebują żelaza do syntezy DNA, transportu energii oraz obrony przed oksydacją. Jego brak powoduje zahamowanie wzrostu oraz zapobiega tworzeniu przez bakterie biofilmu, który sprzyja przewlekłym zakażeniom.
Komórki pałeczki z rodzaju Pseudomonas kryją w sobie ponad 5500 genów. Jest to dość dużo jak na bakterie i prawdopodobnie dlatego pałeczka ropy błękitnej potrafi szybko się uodpornić na większość antybiotyków a leczenie zakażeń na tle Pseudomonas aeruginosa jest trudne.
Chorobotwórczość pałeczek ropy błękitnej jest związana z szeregiem metabolitów przez nie wytwarzanych. Należą do nich: egzotoksyna A, enterotoksyna, endotoksyna (lipopolisa-charyd - LPS), hemolizyny, leukocydyna, enzymy proteolityczne i zewnątrzkomórkowy śluz. Leczenie zakażeń na tle Pseudomonas aeruginosa jest trudne, gdyż są one oporne na liczne antybiotyki stosowane w terapii antybakteryjnej i tak drobnoustroje te są wrażliwe in vitro na imipenem,piperacylinę, polimiksyny i częściowo na gentamycynę, neomycynę i karbenicylinę. Lekooporne szczepy Pseudomonas aeruginosa powstają na drodze mutacji i przenoszenia materiału genetycznego. Dlatego też naukowcy stale poszukują środków, które mogłyby wspomóc konwencjonalne antybiotyki, na które bakterie coraz częściej są oporne. Wykazują wrażliwość wobec : aminoglikozydów, fluorochinolonów, cefalosporyn III i IV generacji, ureidopenicylin (P. aeruginosa jest oporna względem wszystkich innych penicylin, oprócz karboksypenicylin), karbapenemów, karboksypenicylin, polimyksyn, monobaktamów. Również na Gal, który wypiera żelazo z związków pałeczek ropy błękitnej. Wielu naukowców sądzi, że może on się stać nowym skutecznym lekiem na liczne choroby spowodowane przez te bakterie.
Do czynników ryzyka rozwinięcia procesu chorobowego należą:
choroby hematologiczne
zaburzenia odporności (m.in. AIDS, pacjenci po transplantacji)
narkomania
obecność cewników dożylnych oraz rurek intubacyjnych
pacjenci długo przebywający na Oddziałach Intensywnej Terapii
Zakażenie Pseudomonas aeruginosa bardzo często dotyczy pacjentów z mukowiscydozą. Stwierdza się je u 20% dzieci poniżej 1. roku życia, u 33% dzieci poniżej 3. roku życia i u 80-90% dorosłych.
Bakteria ta jest naturalnie oporna na wiele antybiotyków i jest to związane ze względną nieprzepuszczalnością ściany i błony komórkowej. Naturalna oporność obejmuje m.in. kotrimoksazol oraz wiele antybiotyków B-laktamowych.
Szczepy szpitalne mogą być oporne na większą liczbę leków dzięki plazmidom zawierającym geny oporności, które mogą być przekazywane między drobnoustrojami poprzez transdukcję i koniugację. Dotyczy to wytwarzania dużo większej ilości cefalosporynaz na skutek derepresji genu, wytwarzaniu karbapenemaz, syntezie pomp błonowych wypompowujących leki z wnętrza komórki (oporność wielolekowa na niskie stężenia leków) lub mutacji białek odpowiedzialnych za transport antybiotyku do komórek.
Część szczepów wytwarza enzymy typu PSE (Pseudomonas specific enzyme) o wąskim spektrum substratowym, rozkładający niektóre antybiotyki beta-laktamowe.
Pseudomonas aeruginosa, podobnie jak i inne gatunki z rodzaju Pseudomonas, może produkować barwniki. Zdolność do wytwarzanie określonych barwników jest cechą gatunkową. Pałeczka ropy błękitnej wytwarza:
piocyjaninę (1-hydroksy-5-metylofenazyna) - niebiesko-zielony barwnik obecny niekiedy w wydzielinach z miejsc zakażonych. Ma zdolność dokatalizowania reakcji przechodzenia tlenu w rodniki ponadtlenkowe i nadtlenek wodoru, co powoduje zahamowanie wzrostu innych bakterii i warunkuje cytotoksyczność.
fluorosceinę (zwaną także piowerdyną) - powoduje fluorescencję zieloną pod wpływem promieniowania ultrafioletowego. Rozpuszczalny w wodzie barwnik jest wydzielany do podłoża gdy brakuje w nim żelaza (działa jak siderofor).
piorubinę - barwnik czerwony
melaninę - barwnik brązowy
Mechanizm infekcji Pseudomonas aeruginosa składa się z trzech etapów:
Kolonizacji.
Inwazji.
Uogólnionego zakażenia.
Za kolonizację odpowiadają fimbrie bakteryjne, które przyczepiają się do galaktozowych, mannozowych i sialowych receptorów zlokalizowanych na komórkach nabłonka, głównie w drogach oddechowych. Procesowi sprzyja wytwarzanie proteaz, które rozkładając fibronektynę, odsłaniają receptory. Uszkodzenia tkanek również zwiększają zdolność bakterii do kolonizacji. Serotypy wytwarzające otoczkę alginianową posiadają dodatkowe adhezyny, które przyłączają się do znajdujących się w drogach oddechowych mucyn. Alginian stanowi macierz dla biofilmu, który zakotwicza bakterie i chroni je przed niszczącym działaniem limfocytów, fagocytów i in. Prawdopodobnie również egzotoksyna S bierze udział w adhezji do glikolipidów komórek układu oddechowego.
W mechanizmie inwazji dużą rolę odgrywają proteazy - elastaza i proteaza alkaliczna. Elastaza rozkłada kolagen, IgG, IgA, komplement a także fibronektynę (odsłonięcie receptorów). Proteaza alkaliczna degraduje włóknik. Razem biorą udział w unieczynnianiu interferonu γ i TNF. Pseudomonas aeruginosa produkuje również trzy inne rozpuszczalne białka biorące udział w inwazji: cytotoksynę (leukocydyna) i 2 hemolizyny (fosfolipaza, lecytynaza).
Za proces rozsiewu drogą krwionośną odpowiadają te same czynniki, które biorą udział w lokalnej infekcji. Lipid A, będący częścią lipopolisacharydu, warunkuje rozwój sepsy.
Do rozpoznania pałeczki ropy błękitnej zwykle stosuje się agar zwykły lub agar z krwią oraz podłoże MacConkeya, a do typowania biochemicznego, wskazanego przy diagnostyce szczepów nie wytwarzających barwników używane jest podłoże TTC.
Istnieją doniesienia, że Pseudomonas aeruginosa można wykorzystać w celu oczyszczania gleby ze związków ropopochodnych. Wykazują one szybki wzrost w obecności ropy naftowej oraz wysoką tolerancję na rosnące stężenie substratu. Niektóre szczepy pałeczek ropy błękitnej są zdolne do rozkładu niektórych składników ropy naftowej, np: n-alkanów.