zakazenia_przewodu_pokarmowego.pdf

ZAKAŻENIA PRZEWODU POKARMOWEGO

POSTACIE KLINICZNE ZAKAŻEŃ PRZEWODU POKARMOWEGO

Zapalenie jelit ( enteritis )

Zapalenie żołądka i jelit ( gastroenteritis )

Zapalenie jelita grubego ( colitis )

Biegunka ( dysenteria )

Dur brzuszny i paradury ( typhus abdominalis )

Rzekomobłoniaste zapalenie jelit ( enterocolitis pseudomembranacea )

Zaburzenie trawienia ( dyspepsja )

Zatrucia pokarmowe - intoksykacje

zapalenie węzłów chłonnych krezki jelitowej (lymphadenitis mesenterialis)

Mechanizmy działania drobnoustrojów w obrębie przewodu pokarmowego :

Mechanizm (model) toksyczny tzw. intoksykacja – bezpośrednim czynnikiem wywołującym objawy

chorobowe są toksyny i enzymy wytwarzane przez drobnoustroje (enterotoksyna gronkowcowa,

verotoksyny produkowane przez EHEC, toksyna choleryczna, enterotoksyny LT i ST, toksyna Shiga itp.).

Mechanizm (model) inwazyjny – drobnoustroje penetrują w głąb śluzówki jelita

( Salmonella spp ., Shigella spp ., EIEC).

Oba mechanizmy mogą występować osobno lub jednocześnie – toksoinfekcja ( Shigella dysenterie I – inwazja

śluzówki jelita z jednoczesnym wytwarzaniem toksyny Shiga).

Zakażenia przewodu pokarmowego można również podzielić na te, które pozostają zlokalizowane w

przewodzie pokarmowym i takie, które rozprzestrzeniają się poza przewód pokarmowy tzw. układowe

(ogólnoustrojowe).

Kał ludzi lub zwierząt zawierający patogenne mikroorganizmy lub ich toksyny

Żywość

Płyny (mleka, woda)

Ręce (kontakt)

Spożycie mikroorganizmów lub ich toksyn

jelito

mikroorganizmy mnożą się

mikroorganizmy inwadują nabłonek jelita

i syntetyzują toksyny, ale zakażenie

lub toksyny, które wytwarzają wchłaniają się

pozostaje zlokalizowane w jelicie

z jelita do krwiobiegu

biegunka

rozsiew drogą krwionośną

patogeny wydalane z kałem

zakażenie układowe

Czynniki wirulencji patogenów jelitowych.

1. Adhezyny warunkujące kolonizację, która stanowi pierwszy krok w rozwoju zakażenia.

Proces przylegania (adhezji) związany jest ze strukturami powierzchniowymi drobnoustrojów

chorobotwórczych: fimbriami, białkami, wielocukrowymi otoczkami, łańcuchami polisachrydowymi LPS .

Wśród patogenów jelitowych opisano szereg fimbrii adhezyjnych zbudowanych z podjednostek białka

strukturalnego piliny:

a) fimbrie tzw. powszechne występujące u wielu pałeczek jelitowych rodziny Enterobacteriaceae (także u

gatunków komensalnych) oznaczane akronimem MS ( m annose – s ensitive) z uwagi na hamujące działanie

mannozy na proces hemaglutynacji (zlepiania krwinek czerwonych pod wpływem fimbrii). Hemaglutynacja

jest jednym z testów pozwalających na wykrywanie u bakterii obecności fimbrii.

b) fimbrie CFA/I i CFA/II nazywane czynnikiem kolonizacji ( c olonization f actor a ntigen)

c) fimbrie agregacyjne AAF-I i AAF-II ( a ggregative a dherence f imbria)

d) fimbrie BFP ( b undle f orming p ilus) – tworzące na powierzchni bakterii skupiska (wiązki).

Poza fimbriami (jedna komórka bakteryjna może posiadać kilka rodzajów fimbrii) w procesie adhezji ważną

rolę spełniają białka błony zewnętrznej np.: - białko intimina enteropatogennych szczepów E. coli

odpowiedzialne za ścisły kontakt E. coli z enterocytem; - białka adhezyjne Yersinia enterocolitica – YadA,

PsaA;

2. Oporność na bakteriobójcze działanie dopełniacza i fagocytozę - uwarunkowana obecnością: ►

wirulentnych białek błony zewnętrznej np.: białka Yersinia spp .

► wydłużonych łańcuchów polisacharydowych LPS, które nie pozwalają na przyłączanie do ściany

komórkowej składowych dopełniacza np.: LPS Salmonella spp .

► otoczek powierzchniowych hamujących fagocytozę np.: otoczki wielocukrowe K szczepów E. coli lub

Klebsiella spp ., otoczki Vi szczepów Salmonella spp .

3. Zdolność inwazji komórek nabłonka jelita – związana z białkami powierzchniowymi nazywanymi

inwazynami.

4 . Toksyny.

a) endotoksyna – LPS obecny w ścianie komórkowej wszystkich bakterii Gram – ujemnych. Działanie LPS

na ustrój człowieka obejmuje m.in. gorączkę, leukopenię, hipoglikemię, hipotensję i wstrząs, zaburzenie

perfuzji narządów wewnętrznych i kwasicę metaboliczną, unieczynnianie składowej C3 kasady dopełniacza,

zespół DIC i zgon.

b) egzotoksyny, które dzielą się na:

- neurotoksyny (np.: neurotoksyna syntetyzowana przez Clostridium botulinum , wchłaniana z jelita do

krwiobiegu) hamujące przekaźnictwo synaptyczne

- cytotoksyny – letalne dla komórek eukariotycznych. Przykłady: toksyna shiga ShT, shiga – like toksyny

SLT1 i SLT2 E. coli (nazywane również verotoksynami VT), czynnik nekrotyzujący CNF E. coli , cytotoksyna

rozciągająca komórki CDT wytwarzana przez niektóre szczepy Campylobacter jejuni , E. coli , Shigella spp .,

hemolizyny syntetyzowane przez różne szczepy wielu gatunków patogenów jelitowych

- enterotoksyny – zaburzają działanie pompy jonowej enterocytów i wchłanianie wody w jelicie, co jest

przyczyną rozwoju biegunki. Enterotoksyny zaburzają jedynie funkcje komórek nie uszkadzając ich.

Przykładami enterotoksyn syntetyzowanych przez patogeny jelitowe są: enterotoksyna ciepłochwiejna - LT,

enterotoksyna ciepłostała - ST, enterotoksyna ciepłostała EAST1, enterotoksyna ciepłostała Yersinia

enterocolitica - Yst, enterotoksyna ciepłochwiejna choleryczna CT, enterotoksyny Shigella flexneri - ShET1 i

ShET2.

Enterotoksyny:

8 ciepłochwiejna / ciepłolabilna (wrażliwa na działanie podwyższonej temperatury) LT – egzotoksyna

białkowa należąca do tzw. toksyn A-B, które charakterystycznie zbudowane są z podjednostki B (lub kilku

podjednostek B – zwykle pięciu w holotoksynach) wiążących cząsteczkę toksyny ze swoistym receptorem

(dla LT receptorem jest gangliozyd GM 1 obecny na rąbku szczoteczkowym enterocytów) oraz podjednostki

enzymatycznej A, która stanowi właściwą toksynę. Podjednostka A wnika do wnętrza komórki i aktywuje

cyklazę adenylową, co prowadzi do wzrostu stężenia wewnątrzkomórkowego cAMP. cAMP aktywuje

cAMP- zależną kinazę białkową, która fosforyluje białka komórki i bierze udział w transporcie jonów.

Wzrost stężenia cAMP jest bezpośrednią przyczyną zaburzenia działania pompy jonowej komórki: sodowo-

chlorkowej. Dochodzi do nadmiernego wydzielania z komórki wody i jonów chlorkowych oraz

zahamowania wchłaniania zwrotnego jonów sodowych i wody. W wyniku tego w jelicie gromadzi się

nadmierna ilość wody, która nie jest wchłaniana, co wzmaga perystaltykę jelita, prowadzi do rozwoju

biegunki sekrecyjnej i odwodnienia tkanek. Toksyny LT E. coli oraz toksyna choleryczna CT działają w taki

sam sposób.

8 enterotoksyna ciepłostała/ciepłostabilna (nie jest wrażliwa na działanie podwyższonej temperatury) ST –

jest egzotoksyną polipeptydową, która działa w sposób podobny do LT, z tym, że aktywuje ona w komórce

cyklazę guanylową, co prowadzi do wzrostu stężenia wewnątrz komórki cGMP. Większość pozostałych

enterotoksyn ciepłostałych działa w podobny sposób.

Cytotoksyny:

8 białkowa egzotoksyna shiga ShT - syntetyzowana jest przez gatunek Shigella dysenteriae typ 1. Toksyna

ta jest przykładem holotoksyny zbudowanej z pięciu podjednostek wiążących B oraz jednostki

enzymatycznej A, która hamuje w komórkach eukariotycznych biosyntezę białek, co prowadzi do ich

śmierci. W taki sam sposób działają shiga – like toksyny SLT (verotoksyny) syntetyzowane przez pałeczki E.

coli

8 toksyna rozciągająca CDT nazwana tak z uwagi na efekt cytopatyczny obserwowany na komórkach

nabłonka hodowanych in vitro , jest egzotoksyną białkową działającą na białka cytoszkieletu komórek

eukariotycznych (aktynę) – powoduje ona reorganizację włókien aktyny, co prowadzi do zaburzenia

morfologii i funkcji komórki oraz jej śmierci. W podobny sposób działa egzotoksyna białkowa – czynnik

nekrotyzujący CNF . CNF zaburza ponadto podziały komórkowe co jest przyczyną powstawania tzw.

zespólni wielojądrzastych (syncytiów komórkowych). CNF pośredniczy w procesie inwazji bakterii do

komórek.

8 hemolizyny – należą do cytotoksyn białkowych, wydzielanych przez bakterie do środowiska a

tworzących w błonach plazmatycznych komórek eukariotycznych tunele (tzw. pory), przez które następuje

wypływ elektrolitów z cytoplazmy i napływ do komórki dużych ilości wody, w efekcie prowadzi to do

rozerwania komórki. Hemolizyny działają w ten sposób na większość komórek eukariotycznych (nie tylko

na krwinki czerwone, jak sugeruje nazwa) m.in. leukocyty, zaburzając w ten sposób odpowiedź

immunologiczną gospodarza. Nieliczne dotąd opisane hemolizyny kontaktowe syntetyzowane m.in. przez

szczepy E. coli enteroagregacyjne (EAEC) i Shigella flexneri są enzymami (fosfolipazami), które również

tworzą w błonach plazmatycznych komórek eukariotycznych tunele, ale ich działanie wymaga

bezpośredniego kontaktu komórki bakteryjnej z komórką gospodarza, gdyż nie są one wydzielane do

środowiska.

5. Zdolność pozyskiwania żelaza w ustroju gospodarza – bakterie wiążą żelazo (niezbędne w procesach ich

metabolizmu) za pośrednictwem sideroforów (niskocząsteczkowych związków wykazujących

powinowactwo do żelaza – tzw. chelatorów żelaza), białek błony zewnętrznej OMP oraz hemolizyn.

6. Synteza bakteriocyn tzw. kolicyn – substancji białkowych, które działają bójczo na gatunki inne niż te

przez które są wytwarzane. Ułatwiają one gatunkom patogennym kolonizację w wyniku niszczenia

drobnoustrojów flory fizjologicznej.

7 . Atrybuty genetyczne: wymiana materiału genetycznego pomiędzy patogenami za pośrednictwem

plazmidów i transpozonów na drodze koniugacji lub transdukcji (pozyskiwanie genów warunkujących

syntezę toksyn, oporność na antybiotyki).

Czynniki etiologiczne bakteryjnych zakażeń przewodu pokarmowego:

Ziarniaki Gram – dodatnie: Staphylococcus aureus , Enterococcus spp .,

Laseczki Gram – dodatnie zarodnikujące:

a) beztlenowe: Clostridium difficile , Clostridium botulinum , Clsotridium perfringens

b) tlenowe: Bacillus cereus

Pałeczki Gram – ujemne: Rodzina Enterobacteriaceae ( Escherichia coli , Salmonella spp ., Shigella spp .,

Yersinia spp ., Klebsiella spp ., Enterobacter spp ., i inne ), pałeczki niefermentujące np.: Pseudomonas

aeruginosa .

Bakterie spiralne: Campylobacter spp ., Vibrio spp ., Helicobacter spp .

Rzadko izolowane: Listeria monocytogenes , Aeromonas hydrophila , Plesiomonas shigelloide s.

Chorobotwórczość wybranych patogenów jelitowych.

1. Escherichia coli .

Chorobotwórcze szczepy Escherichia coli (E. coli ) klasyfikowane są na podstawie:

a) specyficznej budowy antygenów powierzchniowych – somatycznego O, który stanowi część LPS

(identyfikacja serogrup) oraz rzęskowego H (identyfikacja serotypów). W przypadku szczepów E. coli

posiadających wielocukrową otoczkę – antygen otoczkowy K jest również uwzględniany w klasyfikacji np.:

szczepy E. coli posiadające antygen K1 są często izolowane z przypadków zapalenia opon mózgowo-

rdzeniowych noworodków.

Wśród chorobotwórczych szczepów E. coli zidentyfikowano dotychczas 171 serogrup, spośród których

pewne związane są szczególnie często z zakażeniami przewodu pokarmowego np.: E. coli O26, O111, O114,

O119, O157 itp.

b) syntetyzowanych czynników wirulencji i dzielone na tzw. wirotypy. Obecnie wyróżnia się 5 wirotypów

związanych z zakażeniami przewodu pokarmowego oraz wirotyp E. coli uropatogennych,

odpowiedzialnych za zakażenia układu moczowego.

Wirotypy związane z zakażeniami układu pokarmowego:

I. ETEC – enterotoksynogenne szczepy E. coli pod względem patomechanizmu zakażenia przypominają

Vibrio cholerae . Zakażenia przewodu pokarmowego wywołane przez ETEC (typu enteritis ) mają kliniczną

postać biegunek sekrecyjnych, najczęściej samoograniczających się, ustępujących bez leczenia. Z uwagi na

często występujące zakażenia wywołane przez ETEC u osób podróżujących, biegunki o etiologii ETEC

nazywane są biegunkami podróżnych.

Zakażenie rozpoczyna się adhezją ETEC do błony śluzowej jelita cienkiego (bez cech inwazji) i syntezą

enterotoksyn.

Adhezyny wytwarzane przez ETEC nazywane są czynnikami kolonizacji lub CFA antygenami - są to

fimbrie (np.: CFA/I, CFA/II), których synteza jest często związana z wytwarzaniem cytotoksyny – czynnika

nekrotyzującego CNF. Enterotoksyny syntetyzowane przez ETEC to LT i/lub ST.

II. EAEC (lub inny akronim EAggEC) – enteroagregacyjne szczepy E. coli odpowiedzialne są za

przewlekłe biegunki trwające od 2 tygodni do kilku miesięcy a dotyczące najczęściej niemowląt i dzieci.

Charakterystyczną cechą zakażeń wywołanych przez EAEC jest obecność w próbkach kału dużych ilości

śluzu a często także krwi oraz ich przewlekły charakter.

Podobnie jak w przypadku ETEC, grupa tych szczepów E. coli adheruje do błony śluzowej jelita cienkiego

(bez cech inwazji), jednak w przeciwieństwie do ETEC sposób przylegania EAEC jest bardzo

charakterystyczny, co stało się podstawą ich rozpoznawania (w teście adhezji in vitro ). EAEC adherują do

komórek nabłonka za pośrednictwem fimbrii agregacyjnych AAF w postaci skupisk przypominających

„stosy cegieł.” Szczepy tej grupy mogą syntetyzować enterotoksynę ciepłostałą – EAST1, podobną do ST

oraz cytotoksynę (hemolizynę) kontaktową, której działanie cytopatyczne ujawnia się w wyniku ścisłego

kontaktu bakterii z komórka eukariotyczną. Ponadto opisano wśród EAEC szczepy syntetyzujące

verotoksyny, cytotoksynę CDT oraz CNF.

III. EPEC – enteropatogenne szczepy E. coli , najczęściej odpowiedzialne są za biegunki u niemowląt.

Szczepy te, w początkowej fazie zakażenia luźno przyczepiają się do błony śluzowej jelita cienkiego za

pośrednictwem fimbrii tworzących charakterystyczne wiązki tzw. BFP fimbrii. Dalsza ścisła adhezja EPEC,

uwarunkowana obecnością białka adhezyjnego błony zewnętrznej – intiminy, związana jest z drastycznymi

zmianami w obrębie cytoszkieletu enterocytów, zaburzeniem ich morfologii i funkcji, co jest bezpośrednią

przyczyną biegunki. Szczepy EPEC wykazują słabe zdolności inwazji enterocytów, co prowadzi do rozwoju

w obrębie jelita odczynu zapalnego. Chociaż ta grupa chorobotwórczych E. coli nie syntetyzuje żadnej

charakterystycznej toksyny, EPEC mogą nabywać geny kodujące LT, ST, EAST1, shiga – like toksyny i

hemolizyny.

IV. EHEC – enterokrwotoczne szczepy E. coli , których klasycznym przedstawiecielem jest serotyp E. coli

O157:H7 adherują do błony śluzowej jelita grubego w sposób podobny do EPEC (różnica dotyczy miejsca

kolonizacji: EPEC – jelito cienkie, EHEC – jelito grube). EHEC syntetyzują cytotoksyny, które budową i

mechanizmem działania przypominają toksynę shiga (wytwarzana przez Shigella dysenteriae typ1) i stąd są

nazywane shiga – like toksynami (SLT1 i SLT2) lub verotoksynami (SLT1=VT1; SLT2=VT2) z uwagi na

charakterystyczny efekt cytopatyczny jaki toksyny te wywołują na linii komórek nerki małpy zielonej - Vero

hodowanej in vitro . Poza SLT toksynami EHEC mogą wytwarzać enterohemolizynę o cechach cytotoksyny.

Szczepy EHEC związane są z krwawymi biegunkami i krwotocznym zapaleniem jelita grubego, którego

częstym powikłaniem jest hemolityczny zespół mocznicowy i/lub małopłytkowa plamica zakrzepowa.

V. EIEC – enteroinwazyjne szczepy E. coli wywołują zakażenia klinicznie przypominające czerwonkę

bakteryjną, aktywnie inwadując do komórek nabłonka okrężnicy, co prowadzi do powstania owrzodzenia

błony śluzowej i biegunki. Enteroinwazyjne szczepy E. coli nie rozkładają laktozy, jak również nie wykazują

ruchu (brak rzęsek).

2. Yersinia spp .

Zapalenie węzłów chłonnych krezki wywołane przez pałeczki z rodzaju Yersinia najczęściej związane jest z

gatunkiem Yersinia enterocolitica (bardzo rzadko z Yersinia pseudotuberculosis , pierwotnie chorobotwórczym

dla zwierząt oraz innymi gatunkami rodzaju Yersinia, które u ludzi wywołują przede wszystkim biegunkę).

Zakażenia o etiologii Y. enterocolitica przebiegają od łagodnych postaci biegunkowych poprzez ciężkie

zakażenia z gorączką i silnymi bólami brzucha sugerującymi zapalenie wyrostka robaczkowego, do zakażeń

układowych (np.: zespół Reitera, rumień guzowaty).

Yersinie wykazują powinowactwo do kępek chłonnych Peyera, w których się namnażają wywołując stan

zapalny odpowiedzialny za objawy kliniczne zakażenia. Pałeczki z rodzaju Yersina należą do patogenów

inwazyjnych, dysponujących licznymi czynnikami wirulencji, które umożliwiają im wnikanie do komórek

gospodarza, unikanie odpowiedzi immunologicznej i przeżywanie wewnątrz komórek. Spośród licznych

opisanych czynników wirulencji najbardziej charakterystyczne to:

- białka powierzchniowe o charakterze adhezyn ( np.: białka YadA i PsaA) pełniące równocześnie funkcję

inwazyn, umożliwiających wnikanie do komórek gospodarza i przemieszczanie się z komórki do komórki.

- białka o działaniu antyfagocytarnym (np.: białka Yop) i białka warunkujące oporność na bakteriobójcze

działanie dopełniacza

- białka o charakterze cytotoksyn działające na składniki cytoszkieletu komórek eukariotycznych (np.:

białko YopE)

- enterotoksyna Yst podobna do enterotoksyny ciepłostałej ST E. coli .

Zakażenia przenoszą się przez żywność (niedogotowane mięso wieprzowe), mleko i wodę. Większość

zakażeń dotyczy dzieci poniżej 5 r.ż. Najwięcej zachorowań występuje jesienią i zimą.

3 . Salmonella spp .

Na podstawie klinicznego przebiegu zakażenia pałeczki z rodzaju Salmonella dzielone są na serotypy

odpowiedzialne za dur brzuszny i paradury (zakażenia ogólnoustrojowe): S. Typhi i Paratyphi (serotypy

chorobotwórcze tylko dla człowieka) oraz serotypy wywołujące tzw. salmonellozy (antropozoonozy) –

zakażenia o charakterze gastroenteritis a zawiązane z serotypami: S. Enetritidis , S. Typhimurium , S. Agona i

inne (serotypy chorobotwórcze dla ludzi i zwierząt).

Serotyp Salmonella Choleraesuis pierwotnie chorobotwórczy dla zwierząt, u ludzi rzadko wywołuje ciężkie

zakażenia o charakterze ogólnoustrojowym.

Dur brzuszny i paradury.

Do zakażenia serotypami Salmonella odpowiedzialnymi za dury i paradury dochodzi drogą pokarmową.

Okres inkubacji tych zakażeń jest dłuższy niż w przypadku salmonelloz i waha się od 1 tygodnia do

miesiąca. W pierwszym okresie choroby salmonelle inwadują komórki M błony śluzowej jelita cienkiego,

gdzie są fagocytowane przez leukocyty wielojądrzaste, ale dzięki zdolności przeżywania w ich wnętrzu

dostają się do krwiobiegu (okres inwazyjny zakażenia). Z krwią pałeczki rozprzestrzeniają się po całym

organizmie chętnie osiedlając się w obrębie śledziony i wątroby, gdzie intensywnie się mnożą i ponownie

wysiewają do krwi. Okres ten trwa ok. 2 – 3 tygodni i jest związany z charakterystycznymi objawami

klinicznymi zakażenia: wysoką gorączką i wysypką durową. Za te kliniczne objawy zakażenia w głównej

mierze odpowiada specyficzny dla serotypów Salmonella LPS stymulujący uwalnianie cytokin prozapalnych.

Mnożąc się w obrębie wątroby salmonelle dostają się do żółci a z nią z powrotem do jelita, gdzie mnożą się

w grudkach chłonnych prowadząc w ciężkich przypadkach do owrzodzenia błony śluzowej jelita. U

ozdrowieńców (osób, które przebyły dur brzuszny) często rozwija się stan nosicielstwa spowodowany

utrzymywaniem się pałeczek w woreczku żółciowym.

W diagnozowaniu duru i paradrów bardzo ważne jest pobranie materiału do badań (izolacji drobnoustroju),

którego dobór podyktowany jest okresem zakażenia. W pierwszym okresie zakażenia - fazie inwazji i

rozprzestrzeniania się salmonelli w ustroju drogą krwi – krew jest jedynym materiałem, z którego można je

izolować. Dopiero w 2 – 3 tygodniu zakażenia, gdy salmonelle są ponownie, masowo wydalane z żółcią do

jelita, można je izolować z próbek kału.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: