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.