Factorii de patogenitate ai Factorii de patogenitate ai bacteriilorbacteriilor

•PatogenitateaPatogenitatea este un proces este un proces complex şi multi-factorial, care cuprinde complex şi multi-factorial, care cuprinde totalitatea mecanismelor biochimice prin totalitatea mecanismelor biochimice prin care microorganismele produc infecţii. care microorganismele produc infecţii. Este un caracter de specieEste un caracter de specie•Virulenţa Virulenţa este gradul de patogenitate a este gradul de patogenitate a unei tulpini în cadrul speciei unei tulpini în cadrul speciei este un este un caracter de tulpinăcaracter de tulpină..•În timp ce unele microorganisme (patogene) În timp ce unele microorganisme (patogene) produc în mod obişnuit infecţii la indivizii produc în mod obişnuit infecţii la indivizii neimunizaţi dar cu rezistenţa naturală neimunizaţi dar cu rezistenţa naturală intactă, altele (oportuniste) produc infecţii intactă, altele (oportuniste) produc infecţii doar la indivizi cu barierele apărării naturale doar la indivizi cu barierele apărării naturale compromise.compromise.

Clasificarea bacteriilor în funcţie de Clasificarea bacteriilor în funcţie de patogenitatepatogenitate

microorganisme nepatogenemicroorganisme nepatogene

microorganisme patogenemicroorganisme patogene– îmbolnăviri cu penetraţie mare în populaţieîmbolnăviri cu penetraţie mare în populaţie– sau îmbolnăviri cu consecinţe gravesau îmbolnăviri cu consecinţe grave

microorganisme condiţionat patogene microorganisme condiţionat patogene S. aureus, E. coli, S. aureus, E. coli, Klebsiella, P.aeruginosaKlebsiella, P.aeruginosa

Microorganisme accidental patogeneMicroorganisme accidental patogene: : Staphylococcus Staphylococcus epidermidisepidermidis, Streptococcus viridans, Streptococcus viridans

Salmonella

Yersinia pestis

Treponema Treponema pallidumpallidum

Streptococcus Streptococcus pyogenespyogenes

Flora normală a organismuluiFlora normală a organismuluiFlora oportunistăFlora oportunistă

După capacitatea de invazie bacteriile toxigenebacteriile toxigene ( (C. diphteriae, Clostridium C. diphteriae, Clostridium

tetani, Clostridium botulinicum)tetani, Clostridium botulinicum), , care se care se multiplică discret la poarta de intrare, iar toxina, multiplică discret la poarta de intrare, iar toxina, secretată şi apoi vehiculată de sânge în secretată şi apoi vehiculată de sânge în organsim, este responsabilă de apariţia boliiorgansim, este responsabilă de apariţia bolii

bacteriile invazivebacteriile invazive ( (B.antracisB.antracis) pentru care ) pentru care ataşarea constituie un prim pas în penetrarea ataşarea constituie un prim pas în penetrarea mai adâncă a ţesuturilor sterile. Ajunse aici, se mai adâncă a ţesuturilor sterile. Ajunse aici, se vor multiplica, vor secreta diverşi factori de vor multiplica, vor secreta diverşi factori de patogenitate, rezultatul fiind infecţiapatogenitate, rezultatul fiind infecţia

bacteriile sensibilizantebacteriile sensibilizante, care prin infecţie , care prin infecţie sensibilizează organismul. Acesta va răspunde sensibilizează organismul. Acesta va răspunde prin reacţii imunopatologice ce îi sunt nocive şi prin reacţii imunopatologice ce îi sunt nocive şi generează leziunigenerează leziuni

Streptococcus pyogenes Invaziv: infectii ale pielii, inf.respiratorii, Toxigen: eritrotoxina – scarlatina Sensibilizanta: mecanism alergic

– Reumatismul poliarticular acut– Glomerulonefrita acuta– Cardita reumatismala

Factorii de patogenitate ai Factorii de patogenitate ai bacteriilorbacteriilor

• ataşarea şi pătrunderea în organismul gazdă;ataşarea şi pătrunderea în organismul gazdă;

• invadarea locală sau generală a organismului;invadarea locală sau generală a organismului;

• multiplicarea în organismul gazdă şi secreţia multiplicarea în organismul gazdă şi secreţia unor factori de patogenitate.unor factori de patogenitate.

1. FACTORI DE PĂTRUNDERE ŞI 1. FACTORI DE PĂTRUNDERE ŞI ADERENŢĂADERENŢĂ

Pătrunderea prin tegumente intactePătrunderea prin tegumente intacte Pătrunderea prin întreruperea integrităţii Pătrunderea prin întreruperea integrităţii

tegumentelor sau a mucoaselortegumentelor sau a mucoaselor– Leziuni traumaticeLeziuni traumatice– Înţepături de insecteÎnţepături de insecte– Muşcătura unui animalMuşcătura unui animal– Manevre medicaleManevre medicale Pătrunderea pe alte căi (digestivă, Pătrunderea pe alte căi (digestivă,

respiratorie, urogenitală, conjunctivală)respiratorie, urogenitală, conjunctivală)

LeptospireleLeptospireleprin înşurubareprin înşurubare

Stafilococi, Stafilococi, PseudomonasPseudomonasanaerobianaerobi

Plasmodium,Plasmodium,BorreliaBorreliaVirusul rabicVirusul rabic

Pasteurella multocidaPasteurella multocidaVirusurile hepatiticeVirusurile hepatiticeVirusul SIDAVirusul SIDA

Factorii de aderenţăFactorii de aderenţă

Prima relaţie între microorganismul care se Prima relaţie între microorganismul care se stabileşte infectant şi gazda sa este stabileşte infectant şi gazda sa este ataşarea ataşarea microorganismuluimicroorganismului de suprafaţa celulelor. de suprafaţa celulelor.

Aderenţa:Aderenţa:• Adezine microbiene: Adezine microbiene:

• adezine nefimbrialeadezine nefimbriale• FimbriiFimbrii

• Receptori specifici pe suprafaţa celulelorReceptori specifici pe suprafaţa celulelor

1.1. Adezine nefimbriale1.1. Adezine nefimbrialea. a. Substanţe de pe suprafaţa bacteriilorSubstanţe de pe suprafaţa bacteriilor

adezinăadezină

EpiteliuEpiteliu

receptorreceptor

BacterieBacterie

Salmonella typhimuriumSalmonella typhimuriumBordetella pertussisBordetella pertussis

hemaglutininăhemaglutinină

b.b.Capsula: inhibiţie a înglobării de fagociteCapsula: inhibiţie a înglobării de fagociteStreptococcus mutansStreptococcus mutans

cc. Substanţe propri organismului. Substanţe propri organismului FibronectinaFibronectina: glicoproteină plasmatică cu

proprietatea de a adera pe suprafaţa mucoselor şi prin intermediul căreia bacteriile aderă şi ele de celulele epiteliului

fibronectinfibronectinaa

lipoteichoic acidlipoteichoic acidF-proteinF-protein

Streptococcus pyogenesStreptococcus pyogenesStaphylococcus aureusStaphylococcus aureusTreponema pallidumTreponema pallidum

1.2. Fimbrii1.2. Fimbrii fimbriile de tip 1, pilii comuni: prezente la multe specii de

Enterobacteriaceae. Se leagă de glicoconjugaţii din m. citoplasmatică a celulelor gazdă ce conţin manoză

fimbriile P: pe tulpinile de Escherichia coli pielone-fritogene. Receptorul pentru aceste fimbrii sunt glicolipidele ce conţin două molecule alăturate de galactoză prezente în membrana celulelor epiteliului urinar

fimbriile S: la tulpinile de E.coli implicate în meningite şi se ataşează de glicoconjugaţii ce conţin acid sialic

fimbriile K88 şi K89: la tulpinile de E.coli enterotoxigene ce produc diaree. Receptorii celulelor sensibile conţin acid sialic şi lactoză

fimbriile ce conţin N-metilfenilalanină: la unele genuri de bacterii gram-negative, ca Pseudomonas, Neisseria (gonococ şi meningococ), Bacteroides, Vibro etc

E. coli cu fimbrii

Fimbrii la Fimbrii la Escherichia coliEscherichia coli

manmanozăoză

TTiip 1p 1

• galactogalactozăză – glgliicolipidcolipidee – glgliicoproteincoproteinee

P P

2. Factori de invazie microbiană2. Factori de invazie microbiană

Diseminarea infecţiei: din aproape în aproape: exoenzime endocitoza şi translocare Pe cale sanguină sau/şi limfatică

2.1. Exoenzime2.1. Exoenzime HialuronidazaHialuronidaza: Streptococcus pyogenes,

Staphylococcus aureus, Clostridium welchii CoagulazaCoagulaza: S. aureus FibrinolizinaFibrinolizina: Streptococcus pyogenes Enzime hidroliticeEnzime hidrolitice (proteaze, nucleaze, (proteaze, nucleaze,

lipaze)lipaze) Enzime citoliticeEnzime citolitice: : hemolizine, leucocidine

(SLO-Streptococcus pyogenes, S.aureus,etc Componente de inveliş ale unor bacteriiComponente de inveliş ale unor bacterii

(capsula, proteina M a Str.pyogenes, proteina A a S. aureus)

Proteina M inibă fagocitozaProteina M inibă fagocitoza

M proteinM protein

rrr

peptidoglpeptidogliicancan

Complement Complement fibrinogenfibrinogen

Proteina A inhibă fagocitozaProteina A inhibă fagocitoza

ProteinProteina a A Aimunoglobulinimunoglobulinaa

Fc receptorFc receptor

BACTERIBACTERIEE

FagocitFagocit

2.2. Endocitoza şi translocarea2.2. Endocitoza şi translocarea Habitat extracelular-mai accesibile MApA Habitat intracelular : endocitoza Habitat facultativ intracelular Endocitoza:pătrunderea bacteriilor cu habitat

intracelular în celula gazdăTranslocare: preluarea intracelulară şi ejectarea

ulterioară a bacteriilor fiind un mijloc de diseminare - Shigella (internalizată în incluzii ale celulelor epiteliale si translocata in citoplasma), - Salmonella(endocitată în vacuole şi translocată din celule spre straturi mai profunde)

Bacterii intracelulareBacterii intracelulare

Nu se produceNu se producefuziuneafuziunea

phagosomephagosome

Penetrare şi diseminarePenetrare şi diseminare

Salmonella typhiSalmonella typhi

Shigella (plasmid)Shigella (plasmid)

EpiteliuEpiteliu

3. Toxine bacteriene3. Toxine bacteriene==substanţe solubile cu efect substanţe solubile cu efect toxictoxic

Exotoxine Endotoxine3.1. Exotoxine3.1. Exotoxine -pe care bacteriile le secret-pe care bacteriile le secretăă

în mediul înconjurător, ca produs al în mediul înconjurător, ca produs al metabolismului propriumetabolismului propriu– Proteine cu toxicitate foarte ridicatProteine cu toxicitate foarte ridicatăă– Puternic imunogenePuternic imunogene– Prin învechire se transformă in anatoxine Prin învechire se transformă in anatoxine

utilizate în vaccinareutilizate în vaccinare– Acţiune farmacodinamică specificăAcţiune farmacodinamică specifică

Parte activăParte activă ataşareataşare

AA

Membrana Membrana celularăcelulară

BB

Structura exotoxinelorStructura exotoxinelor

După activitate exotoxinele sunt: toxine care blochează sinteza

proteinelor celulare: – toxina difterică(Corynebacterium

diphteriae):o singură moleculă de toxină difterică este suficientă pentru a omorî celula în care a pătruns;

– Toxina bacilului piocianic (Pseudomonas aeruginosa)

După activitate exotoxinele sunt: neurotoxine:

– toxina tetanică (Clostridium tetani) provoacă paralizia spastică a musculaturii striate prin inhibarea eliberării inhibitorilor sinaptici ai transmiterii nervoase. Moartea se produce prin paralizia muşchilor respiratori

– toxina botulinică (Clostridium botulinum), produce paralizia flască a musculaturii netede, moartea survenind tot prin paralizia muşchilor respiratori;

După activitate exotoxinele sunt: toxine ce modifică metabolismul celulei.

Aceste toxine nu duc la moartea celulei, ci la modificarea unei funcţii ale acesteia. Le amintim pe cele care cresc nivelul de AMP ciclic: toxina holerică, toxina termolabilă a E.coli, toxina produsă de Bordetella pertussis etc.

toxine care distrug substanţa fundamentală toxine care distrug substanţa fundamentală a ţesutului conjunctiva ţesutului conjunctiv ((C. perfringensC. perfringens - - colagenacolagenazaza , , S. pyogenesS. pyogenes - hyaluronida - hyaluronidaza)za)

3.2. Endotoxine3.2. Endotoxine--fac parte din str. PC la fac parte din str. PC la BGN şi sunt eliberate în mediu doar după moartea celuleiBGN şi sunt eliberate în mediu doar după moartea celulei

Structura endotoxinei (LPZ la BGN) un glicofosfolipid ce se numeşte lipidul A core formată din zaharuri, etanolamină şi acid

fosforic antigenul O, un lanţ lung, de zaharide, mai puţin

obişnuite, specific de specie. Partea activă este lipidul A, celelalte având

rol de carrier. Lipidul A, singur, este inert fiind insolubil în apă, dar devine activ în combinaţie cu celelalte componente ale exotoxinei.

Efectele endototoxinei nu sunt specifice speciei, ci sunt identice indiferent de la ce bacterii gram negative provine.

Efectele endotoxinei (se eliberează după liza bacteriilor) Reacţii de alarmă în cantităţi mici

febra: 100 ng de endotoxină injectate iv. induc febra, ceea ce corespunde unui număr de aproximativ 10 milioane de bacterii. Endotoxina determină reacţia febrilă prin acţiunea ei asupra macrofagelor care vor secreta pirogeni endogeni (interleukina I, Tumor Necrosis Factor);

activarea complementului: – direct pe cale alternativă, ceea ce

favorizează liza bacteriilor şi chemotaxia fagocitelor în focarul infecţios.

– se vor acumula PMN sub acţiunea C5a şi vor fagocita bacteriile opsonizate de C3b.

– eliberarea anafilatoxinelor în cantităţi fiziologice (C3a şi C5a) duce la creşterea permeabilităţii capilare şi degranularea mastocitelor. Se produce astfel răspunsul inflamator;

activarea macrofagelor macrofagele vor secreta enzime

lizozomale în cantităţi crescute, intensificându-şi fagocitoza.

macrofagele, activate de endotoxină, sunt capabile să distrugă unele celule tumorale.

stimularea limfocitelor B. Interleukina I secretată de macrofagele

activate de endotoxină induce proliferarea limfocitelor B. Din acest considerent, endotoxina este considerată un imunomodelator.

Şocul endotoxic Reacţiile descrise anterior fac parte din

rezistenţa antiinfecţioasă. În situaţia când depăşesc anumite limite, ele devin foarte nocive organismului. Acest aspect se întâlneşte uneori în septicemiile cu bacili gram-negativi, când în organism se eliberează cantităţi mari de endotoxină şi se produce şocul endotoxic. Acesta se caracterizează prin

• hipotensiune,• coagulare intravasculară diseminată,• evoluţia este gravă

Şocul endotoxic poate apărea şi în cazul administrării unor perfuzii în care endotoxina provine de la bacili gram negativi omorâţi prin sterilizare.