11 - beztlenowce.doc

PRELEKCJA 11

Bakterie beztlenowe

Beztlenowce znane przed1900 r.:

- Clostridium tetani (1884 r. - opisana przez Nicolaiera, 1889 r. - wyizolowana)

- C. perfringens - 1882 r.

- C. botulinum - 1896 r. przez Ermengera (z szynki)

Elektrony które są potrzebne do procesów metabolicznych są wykorzystywane do redukowania tlenu. Skutkuje to obniżeniem energii, która jest potrzebna do wzrostu i namnażania się komórek bakterii beztlenowych.

Reaktywne formy tlenu:

1. O2 + e- = -O2 - superoxide anion (anionorodnik ponadtlenkowy)

2. O2 + 2e- = H2O2 - hydrogen peroxide (nadtlenek wodoru)

3. O2 + 3e- = H2O2 + OH- - hydroxyl radical (rodnik hydroksylowy)

Beztlenowce:

- aerotolerancyjne - tolerują warunki tlenowe, ale się w nich nie rozmnażają

- fakultatywne - mogą przetrwać w warunkach niskiego stężenia tlenu

Faza I - bakteriostatyczna

Faza II - bakteriobójcza

Potencjał redox:

Eh[V1,mV] (można go zbadać przy pomocy wskaźników: resazuryny, resorufiny)

-         definicja: jest to wyrażona w woltach różnica potencjału między nie reagującą chemicznie metaliczną elektrodą a elektrodą wodorową w układzie o określonym stosunku stężeń utleniacza i reduktora, podana dla temperatury wyrażonej w stopniach Kelvina

-         beztlenowce wymagają potencjału w zakresie -150 do -250 mV (w warunkach tlenowych wynosi on +170 do +250 mV)

W celu stworzenia warunków sprzyjających wzrostowi bakterii beztlenowych obniża się potencjał redox podłoży hodowlanych poprzez dodanie do nich tioglikolanu lub cysteiny (substancje te obniżają potencjał redox w swoim otoczeniu zmniejszając zawartość tlenu)

anaerobioza - brak O2 cząsteczkowego

- do stworzenia warunków do hodowli stosowane są Clarbox'y, anaerostaty

Beztlenowce wykorzystują energię z reakcji redox z fermentacji.

Podłoża do hodowli beztlenowców:

PRAS - preredukowane, wyjałowione w warunkach beztlenowych podłoża

              Brucella

              Columbia

              Schaedler

              (0,6% lub 2% agar)

Podłoża wzbogacane krwią, heminą, witaminą K, żółtkiem.

Podłoża wybiórcze: antybiotyki, żółć itd.

- mogą być płynne, półpłynne lub stałe

- antybiotykiem różnicującym jest aminoglikozyd (nieaktywne wobec beztlenowców) lub gentamycyna

Materiał do badań w kierunku obecności bakterii beztlenowych:

- krew

- PMR

- ropa (pobrana drogą aspiracji bezpośredniej)

- fragmenty tkanek

- próbka z punkcji płucnej

- mocz (z punkcji nadłonowej)

- kał (tylko w kierunku Clostridium difficile lub ETBF - enterotoksynotwórczy B. subtilis)

              - w kale znajduje się 1012 beztlenowców; w jelicie znajduje się 1000 razy więcej               bakterii beztlenowych niż tlenowych

Materiał nie nadający się do badań w kierunku beztlenowców:

- plwocina odkrztuszana

- próbki po bronchoskopii, (BAL – popłuczyny oskrelikowo-pęcherzykowe)

- próbki pobrane przez sklepienie pochwy

- mocz oddany

Bakterie rosnące beztlenowo są częścią flory fizjologicznej błon śluzowych ludzi i zwierząt. Najważniejszym źródłem tych bakterii jest:

- jama ustna

- przewód pokarmowy

- skóra

- układ płciowy żeński

Zakażenia bakteriami rosnącymi beztlenowo mają miejsce, kiedy następuje przerwanie bariery śluzówkowej lub skóry na skutek urazów, zabiegów chirurgicznych, miejscowego niedokrwienia, nekrozy, co znacznie obniża potencjał oksydo-redukcyjny.

Zawartość bakterii beztlenowych:

- ślina: 109/ml

- kieszonka dziąsłowa: 1012/ml

- narządy płciowe kobiet: 109/ml

- kał: 1011 - 1012/g

Postacie zakażeń beztlenowcami:

a) zakażenia głowy i szyi:

- przewlekłe zapalenie zatok,

- przewlekłe zapalenie ucha środkowego,

- angina Ludwiga,

- ropień przyzębia

b) ropnie mózgu i ropniaki podtwardówkowe - beztlenowe infekcje OUN

c) zakażenia płuc i opłucnej:

- aspiracyjne zapalenie płuc,

- martwicze zapalenia płuc,

- ropnie płuc,

- ropniaki płuc

d) śródbrzuszne zakażenia:

- zapalenie otrzewnej,

- ropnie otrzewnej,

- ropnie wątroby

e) zakażenia żeńskiego układu płciowego:

- zapalenie jajowodu, zapalenie błony śluzowej macicy,

- ropnie jajowodów, sromu, pochwy, poronienie septyczne

f) zakażenia skóry i tkanek miękkich oraz kości

g) bakteriemia

BAKTERIE BEZTLENOWE - PODZIAŁ:

1.Gram(+):

a) zarodnikujące - laski:

-> Clostridium powodujące zgorzel gazową:

              - C. perfringens

              - C. oedematiens

              - C. histolyticum

              - C. septicum

              - C. sordellii

-> pozostałe gatunki Clostridium:

              - C. tetani

              - C. botulinum

              - C. difficile

              - inne

b) niezarodnikujące

-> pałeczki:

              - Bifidobacterium

              - Propionibacterium

              - Eubacterium

              - Lactobacillus

              - Actinomyces

-> ziarenkowce:

              - Peptostreptococcus

              - Peptococcus

2. Gram(-):

a) pałeczki:

-> Bacteroides:

              - B. fragilis

              - B. distasonis

              - B. vulgaris

              - B. cacceae

              - B. ovatus

              - B. urealyticus

-> Fusobacterium:

              - F. nucleatum

              - F. necrophorum

-> Porphiromonas gingivialis

-> Prevotella

              - P. bivia

              - P. melaninogenica

b) ziarenkowce:

-> Veilonella

Bakterie z rodzaju Clostridium:

- G(+), sporujące, bezwzględne beztlenowce

- wszechobecne w środowisku

- produkują toksyny

- zatruwacze i inwazyjne (np. C. perfringens)

- ponad 60 gatunków, większość to saprofity

- niektóre są patogenne dla człowieka i zwierząt, szczególnie przy obniżonym potencjale redox

Główne schorzenia które wywołują:

- zakażenia/zaburzenia układu pokarmowego

- ropiejące, głębokie infekcje tkanek

- infekcje skóry i tkanek miękkich

- bakteriemie

Flora jelitowa Clostridium sp.: 109 - 1010 /g

W glebie: 104/g

Chorobotwórczość gat. z rodzaju Clostridium:

1. Zgorzel gazowa:

-> C. perfringens, C. oedematiens, C. septicum, C. histolyticum, C. sordellii

2. C. perfringens, C. novyi, C. septicum:

-> najczęściej izolowane z zakażeń tkanek miękkich i w bakteriemiach

3. C. difficile, C. perfringens:

-> zakażenia układu pokarmowego

Clostridium perfringens:

-         wyróżniamy 5 typów w zależności od wytwarzanych toksyn (A-E)

-         rezerwuarem jest przewód pokarmowy koniowatych

Toksyny:

1. alfa - fosfolipaza C = lecytynaza, hemolityczna:

-         produkowana przez wszystkie szczepy, ale najwięcej przez szczep A

-         toksynę wykrywa się na podłożu z żółtkiem jaja kurzego

2. beta:

-         produkowana głównie przez szczepy B i C

3. delta:

-         produkowana głównie przez szczepy B i C

-         powoduje czerwonkę owiec i prosiąt

4. epsilon:

-         prototoksyna, aktywowana przez enzymy proteolityczne (trypsyna)

-         produkowana w logarytmicznej fazie wzrostu

-         działa na OUN zwiększając przepuszczalność naczyń mózgu, powoduje nekrozę

5. theta:

-         produkowana przez wszystkie szczepy, powoduje beta-hemolizę

6. zeta:

-         produkowana tylko przez szczep E, wytwarzana jako prototoksyna aktywowana przez enzymy

C. perfringens – chorobotwórczość c.d.:

- enterotoksyna – powoduje zatrucia pokarmowe, jest termolabilna

- polisacharydowa otoczka - 3/4 szczepów posiada otoczkę (galaktoza, galaktozamina, kwas uronowy, ramnoza)

- spory - na podłożu Ellnera: polipepton, ekstrakt drożdżowy, pH = 7,8

Postaci kliniczne:

1. zakażenie skóry i tkanki podskórnej:

-         zakażenie ropne i ropienie – pęcherzyk żółciowy, macica, jajowody, jama brzuszna

-         miejscowe zapalenie tkanki podskórnej

-         martwicze zapalenie jelit (beta-toksyna typu C!) - owrzodzenie, odsłonięcie ściany jelita

-         zgorzel gazowa – w głębokich ranach

typy zakażeń:

→ egzogenne skażenie rany (glebą, wodą)

→ endogenne skażenie: C. perfringens jest składnikiem flory fizjologicznej przewodu pokatmowego i żeńskich dróg rodnych – zakażenia związane są z zabiegami chirurgicznymi

2. zatrucia pokarmowe:

- spowodowane zwykle spożyciem pokarmów zawierających spory C. perfringens typu A

- spory wytrzymują nawet długie gotowanie, zaczynają się rozwijać gdy trafią do temperatury poniżej 75 0C

- za objawy odpowiedzialna jest enterotoksyna uwalniana przede wszystkim w jelicie grubym i krętym

- biegunka pojawia się zwykle 18 godzin po spożyciu zanieczyszczonego pokarmu

- objawy zwykle ustępują same

Odwrócony test CAMP do wykrywania Clostridium perfringens:

-         służy do identyfikacji C. perfringens przy użyciu S. agalactiae!

-         toksyny produkowane przez C. perfringens (głównie toksyna alfa) wspólnie z czynnikiem CAMP produkowanym przez GBS powoduję intensywną hemolizę widoczną jako sporej wielkości przejaśnienia w agarze z krwinkami (na poniższym zdjęciu przejaśnienia te mają formę półksiężyców)

-        

test nazywamy odwróconym, ponieważ badany drobnoustrój znajduje się tu w najdłuższej linii (na przebiegu średnicy krążka) w przeciwieństwie do testu CAMP wykrywającego S. agalactiae

Objaśnienia do powyższego krążka:

-         w najdłuższej linii (leżącej w średnicy krążka) znajduje się C. perfringens

-         w krótszych liniach, prostopadłych do średnicy znajduje się S. agalactiae

-         rozległe przejaśnienia w formie półksiężyców świadczą o rozległej hemolizie zachodzącej dzięki synergii między działaniem toksyn hemolitycznych C. perfringens a czynnikiem CAMP produkowanym przez GBS → wynik testu dodatni (z uwagi na przejaśnienia), więc badanym ustrojem jest C. perfringens

...