Azione patogena dei batteri

Azione patogena dei batteri

BATTERI

OSPITE

Saprofiti

Opportunisti

Patogeni

I batteri hanno una distribuzione ubiquitaria in natura e spesso vengonoa contatto con uomo e animali.

La maggior parte di loro vivono nell’ambiente a spese di materialeinanimato e non riescono a superare le barriere difensive dell’ospite (saprofiti).

Tra i batteri parassiti per l’uomo esistono specie patogene, in grado di provocare malattie da infezione spesso trasmissibili.

I batteri patogeni per l’uomo possono esercitare un parassitismo

FACOLTATIVO o OBBLIGATO.

Nel rapporto ospite – parassita i batteri in base al loro comportamento si differenziano in:simbionticommensalipatogeni

Capacità di un batterio di produrre

danno in un organismo di una

determinata specie

•Fattori genetici•Capacità di adattamento ambientale•Adesione tipi di cellule•Resistenza alle difese dell’organismo•Moltiplicazione•Produzione di sostanze tossiche

•Fattori genetici•Capacità di adattamento ambientale•Adesione tipi di cellule•Resistenza alle difese dell’organismo•Moltiplicazione•Produzione di sostanze tossiche

Patogenicitàdel batterioPatogenicitàdel batterio

•Razza•Età•Sesso•Difese immunitarie

•Razza•Età•Sesso•Difese immunitarie

BATTERIO

ORGANISMO

La patogenicità è la capacita’ del batterio di generare patologia ( il batterio si replica in vivo ed e tossico per l’ospite).

La virulenza misura il grado di patogenicità del microrganismo (DL50, ID50)

La carica batterica infettante indica il numerodi batteri che causa infezione con il contagio.

Batterio

Penetrare attraverso la cute o le mucose

Resistere o interferire con i meccanismi di difesa dell’ospite

Moltiplicarsi nei tessuti

Causare danno ai tessuti

Colonizzare la superficie della cute e delle mucose

I fattori di virulenza di un batterio patogeno sono l’invasività (adesività, produzione di enzimi extracellulari einibizione della fagocitosi) e la capacità di produrre tossine.

Azione patogena

L’azione patogena del batterio, una volta considerate la carica batterica e le vie di penetrazione, si esplica principalmente attraverso la moltiplicazione in vivo e la produzione di tossine.

AdesioneI batteri devono superare la repulsione

elettronegativa che esiste fra la superficie della cellula batterica e quella della cellula epiteliale.

E’ mediata da particolari strutture dette adesine.

Batteri Gram-positivi: acidi lipoteicoici, glicopeptidi.Batteri Gram-negativi: proteine, fimbrie.

Creare un microambiente favorevoleUtilizzare particolari sostanze come

fattori di crescitaAdattarsi a condizioni sfavorevoli di

crescitaLocalizzarsi in ambienti ove sono presenti

particolari fattori di crescitaProdurre particolari fattori per creare

condizioni favorevoli alla crescita

Moltiplicazione batterica in vivo

DannoCostituenti strutturali Attività antifagocitaria

Esoenzimi Diffusione dei batteri nei tessuti

Tossine Responsabili del danno all’organismo

Alcuni costituenti strutturali: batteri Gram- positiviCapsula - acido ialuronico (S. pyogenes) - polisaccaridica (S.pneumoniae, S.aureus) - acido poli-diglutammico (B. antracis)

Proteina M (S. pyogenes) Azione anti-fagocitaria

Proteine F, R, T, G (Streptococchi di gruppo A) Proteina F: media l’adesione alle cellule

epiteliali

Proteina A (S.aureus) Si lega al frammento FC delle IgG impedendo la

formazione dell’immuno-complesso

Alcuni costituenti strutturali: batteri Gram- negativi Capsula - Polisaccaridica (N. meningitidis, H.

influenzae, K. pneumoniae, Enterobatteri) - Proteica (Yersinia spp.)Lipopolisaccaride (H. influenzae) - Danneggia l’attività delle ciglia causando

danni all’epitelio respiratorio

Alginato (P. aeruginosa) Lo strato mucoide di alginato protegge il

batterio dalla fagocitosi

Alcuni esoenzimi: batteri Gram-positivi Ialuronidasi: depolimerizza l’acido ialuronico,

sostanza fondamentale del tessuto connettivo (S. pyogenes, S.aureus)

Collagenasi: dissolve il collagene, componente del

tessuto muscolare (C. perfringens) Coagulasi: determina la precipitazione del

fibrinogeno intorno alla cellula batterica, ostacola la fagocitosi (S. aureus)

Stafilochinasi (S.aureus) – Streptochinasi (S.

pyogenes) Convertono il plasminogeno in plasmina, enzima

proteolitico capace di attaccare i coaguli di fibrina trasformandoli in prodotti solubili

Catalasi: trasforma il perossido di idrogeno in acqua e ossigeno (S.aureus)

Alcuni esoenzimi: batteri Gram-negativiFosfolipasi C (P. aeruginosa) Degrada lipidi e lecitina facilitando la

distruzione dei tessutiPiocianina (P. aeruginosa) Catalizza la produzione di superossido e

perossido d’idrogenoProteasi: in grado di inattivare le IgA (N.

gonorrhoeae)Ureasi: neutralizza gli acidi gastrici (H.

pylori)Mucinasi: degrada la mucosa gastrica (H.

pylori, V. cholerae)

TossineSono le principali responsabili del danno

provocato all’organismo nelle varie infezioni batteriche.

Esotossine: sostanze di natura proteica liberate all’esterno della cellula batterica, prodotte da batteri Gram-positivi e Gram-negativi.

Endotossine: sostanze di natura lipopolisaccaridica, presenti nella membrana esterna dei batteri Gram-negativi.

Confronto

EsotossineEsotossineNatura proteica

Termolabili

ImmunogeniNeutralizzabili da

anticorpiProfili di azione molto

differenziatiEstrema potenzaAlcune attive per

ingestione

Endo-tossineLipopolisaccaridi

TermostabiliImmunogeni, ma

non neutralizzabili da anticorpi

Profili di azione poco differenziati

Meno potentiInattive per

ingestione

EndotossineLPS è detto endotossina ed è un

componente della membrana esterna dei batteri Gram-negativi.

E’ costituito da 3 regioni: lipide A, core e antigene O.

Il lipide A costituisce l’endotossina vera e propria cioè la porzione tossica.

EndotossineLe attività biologiche delle endotossine

sono numerose, multifattoriali e possono agire a diversi livelli dell’organismo.

I principali effetti biologici:liberazione di alcune citochine;alterazioni della coagulazione del sangue;alterazioni degli endoteli vascolari che

possono portare allo shock tossico.

Azione dell’endotossina batterica

In base all’organo bersaglio le esotossine possono essere distinte in:-Citolitiche. Danneggiano le membrane delle cellule bersaglio e ne causano la lisi. (streptolisina, emolisina)-Pantrope. Ledono quelle cellule provviste di recettori specifici che legano la tossina. (difterica, dissenterica, pertosse)-Neurotrope. Colpiscono le cellule del sistema nervoso centrale(SNC) o periferico (botulinica, tetanica, carbonchiosa)-Enterotossine. Attive sulla mucosa intestinale.

Tossina citolitica

V. cholerae produce una tossina formata da due subunità A e B.

•La tossina completa si lega al recettore gangliosidico GM1 sulla membrana cellulare attraverso le subunità B;

•La porzione attiva (A1) della subunità A entra nelle cellule e attiva l’adenilato ciclasi che determina l’accumulo di cAMP;

•cAMP causa un’attiva secrezione di sodio, cloro, potassio, bicarbonato e acqua, fuori dalla cellula, nel lume intestinale.

Tossina colerica

C. diphtheriae produce una esotossina A-B che si lega al fattore di crescita epidermica dell’eparina, presente sulle superficie di molte cellule in particolare cardiache e nervose.

La tossina viene inglobata in una vescicola endocitica.

La subunità A viene rilasciata nel citoplasma e catalizza la adenosina difosfato-ribosilazione del fattore 2 di allungamento (EF-2) bloccando la sintesi proteica della cellula ospite.

Tossina difterica

C.tetani produce due tossine: emolisina ossigeno-labile (tetanolisina) la cui attività biologica è sconosciuta ed una neurotossina termolabile (tetano spasmina) che agisce bloccando il rilascio di neurotrasmettitori per le sinaspi inibitorie, provocando una deregolazione delle sinapsi eccitatorie (paralisi spastica).

C. botulinum produce una tossina altamente specifica per le terminazioni nervose colinergiche; blocca la trasmissione nervosa a livello delle sinapsi colinergiche periferiche prevenendo il rilascio del neurotrasmettitore acetilcolina (paralisi flaccida).

Flagello(motilità)

Antigene O(inibisce la fagocitosi)

Enterotossina(diarrea)

EndotossinaLPS

(febbre)

FimbrieTipo1

(aderenza)

Plasmide divirulenza