Patogenita mikroorganismů. MUDr. Drahomíra Rottenbornová

Transkript

1 Patogenita mikroorganismů MUDr. Drahomíra Rottenbornová 1

2 Dělení mikroorganismů dle působení na lidský mikroorganismus Nepatogenní nemají schopnost vyvolat onemocnění; mohou osidlovat povrchy lidského těla (tzv. komenzálové) Patogenní mají schopnost vyvolat onemocnění (poškozují hostitele přímo svojí přítomností nebo produkcí toxických látek) Podmíněně patogenní hostiteli škodí pouze za určitých okolností: při narušení obranyschopnosti hostitele - jiným onemocněním (cukrovka, nádorová onemocnění) - podáváním léků (antibiotika, cytostatika, imunosupresiva) - těžkými operacemi, transplantacemi zanesením mikrobů z pro ně charakteristické lokality ( např. z kůže, ze střeva) do lokality jiné: (při operaci, zaváděním umělohmotných katetrů, kloubních náhrad, náhrad srdečních chlopní aj.) 2

3 Nepatogenní mikroorganismy. Normální mikroflóra člověka. dočasná či trvalá kolonizace kůže a sliznic určitými mikrobiálními druhy zde se tyto druhy vůči hostiteli jako patogeny nechovají v jiných lokalitách se mohou uplatnit jako podmíněné patogeny (záněty močového měchýře, pneumonie, endokarditidy ) za normální mikroflóru se považují jen některé bakterie, event. kvasinky, nikdy ne viry (pro jejich intracelulární parazitismus) Význam normální mikroflóry: syntéza vitamínů B a K v tlustém střevě, štěpení potravy brání růstu jiných, patogenních druhů pouhou svojí přítomností nebo svými metabolickými produkty ZDZ-1 Obecná mikrobiologie 3

4 Příklady osídlení normální mikroflórou - I. krk spojivky nos tonsily, pharynx dutina ústní Staphylococcus epidermidis, kožní korynebakteria, kožní saprofytická mykobakteria, kvasinky Staphylococcus epidermidids stafylokoky, nepatogenní korynabakteria, pneumokoky, hemofily, neisserie, viridující streptokoky podobné osídlení jako v nose, časté nosičství patogenních mikrobů (Streptococcus pyogenes, Neisseria meningitidis, Bordetella pertussis) viridující streptokoky, nepatogenní neisserie, korynebakteria, hemofily, některé enterobakterie (E.coli, klebsiely), anaeroby (anaerob. streptokoky, Veillonella, fusobakterie, nepatogenní treponemy) 4

5 Příklady osídlení normální mikroflórou - II. tenké střevo v distální části laktobacily, ústní streptokoky, kvasinky tlusté střevo z 95% anaeroby (Bacteroides, Bifidobacterium, klostridia,), E. coli aj. enterobakterie (Enterobacter, Klebsiella), enterokoky, kvasinky, nepatogenní prvoci močové cesty přední část močové trubice (Staphylococcus epidermidis, kožní korynebakteria, nehemolytické streptokoky zevní genitál jako kůže vagina od puberty laktobacily, malé množství koryneformních tyček, anaerobů, kvasinek 5

6 Patogenní mikroorganismy Patogenita schopnost vyvolat onemocnění, poškodit makroorganismus Vázána na určitý druh antropopatogenní zoopatogenní antropozoopatogenní Virulence - míra patogenity různá u jednotlivých mikrobiálních druhů dána množstvím faktorů patogenity, které vytváří vysoce virulentní kmen snadno proniká do organismu a poškozuje jej i při velmi malé infekční dávce 6

7 Faktory patogenity (super stručně pro lenochy ) invazivita schopnost mikrobů pronikat do tkání hostitele, množit se v nich a poškozovat jejich funkci svojí přítomností a produkty svého metabolismu pouzdro vrstva polysacharidů nebo bílkovin vně buněčné stěny, která chrání bakteriální buňku před působením různých antimikrobiálních činitelů, před fagocytózou adherenční chopnost schopnost mikrobů navázat se na receptory slizničních buněk, z nichž pak nemohou být odstraněny samočistícími mechanismy spóry stádium životního cyklu mikroorganismu, do kterého přechází, zhoršují-li se životní podmínky pro vegetativní formu. Po navození vhodných životních podmínek spóra vyklíčí ve vegetativní buňku. toxicita schopnost mikrobů produkovat látky toxických vlastností (botulotoxin, tetanický toxin, záškrtový toxin, enterotoxin ZDZ-1 Obecná mikrobiologie 7

8 Faktory patogenity (podrobněji pro pilné ) 1. Kontagiozita (přenosnost) 2. Invazivita 2.1. adherence 2.2. průnik do vnitřního prostředí 2.3. schopnost množit se ve tkáních hostitele 2.4. šíření organismem 2.5. překonávání obranných mechanismů 3. Toxicita 8

9 Ad 1. Kontagiozita Schopnost mikroba přenášet se mezi jednotlivými hostiteli Záleží na: počtu mikrobů vylučovaných z organismu rezistenci mikrobů vůči zevnímu prostředí infekční dávce chování hostitele 9

10 Ad 2. Invazivita Invazivita - schopnost mikrobů pronikat do tkání hostitele, množit se v nich a poškozovat jejich funkci svojí přítomností a produkty svého metabolismu 2.1. adherence 2.2. průnik do vnitřního prostředí 2.3. schopnost množit se ve tkáních hostitele 2.4. šíření organismem 2.5. překonávání obranných mechanismů 10

11 2.1. adherence Adherence - schopnost mikrobů navázat se na receptory slizničních buněk, z nichž pak nemohou být odstraněny samočistícími mechanismy Bakterie: pomocí tzv. adhezinů - speciální struktury (pilli, fimbrie) - speciální bílkoviny (tzv. nefimbriální adheziny) schopnost tvorby biofilmu (viz dále) 11

12 Střevní parazité: strukturami, které jim napomáhají udržet se ve střevě - přísavný disk Giardia intestinalis - háčky Ancylostoma duodenale - přísavky, háčky tasemnic Dermatofyta (kožní plísně): prorůstají stratum corneum pokožky na kůži se udrží tehdy, prorůstají-li keratinizovanou vrstvou rychleji, než se tato vrstva stačí odlučovat. 12

13 Biofilm Adheze na povrchu, tvorba kolonií Obalení kolonií slizovitou hmotou (polysacharidy produkované bakteriemi) Vytvoření strukturovaného společenství (komunikace, metabolická spolupráce bakterií) Ochrana před nepříznivými vlivy, před imunitními mechanismy, částečně také před účinky ATB a dezinf. látek Biofilm mohou tvořit g+, g- bakterie, kvasinky 13

14 Infekce v souvislosti s tvorbou biofilmu Místo vzniku biofilmu Zubní povlak Sliznice dýchacích cest Rány, kosti Pomůcky a implantované materiály Nemoc Zubní kaz, parodontóza Chronická bronchitida, chronická sinusitida Chronická infekce ran, osteomyelitida Infekce žilních a močových katetrů, endoprotéz a pod. Častí původci těchto infekcí: koaguláza negativní stafylokoky pseudomonády 14

15 2.2. Průnik do vnitřního prostředí Účinek patogenů: přímo na povrchu našich sliznic průnik do vnitřního prostředí (invazivnější patogeny) Některé známé způsoby průniku mikroorganismů do vnitřního prostředí shrnuje tabulka na dalším snímku 15

16 Způsoby průniku mikroorganismů do vnitřního prostředí přímý vzácně neporušenou kůží drobnými trhlinkami v pokožce drobnými trhlinkami ve sliznici pokousáním bodnutím členovce pomocí enzymů vynucenou fagocytózou jinými buňkami než fagocyty z rozpadajících se buněk Příklady: leptospiry, larvy schistosom zlaté stafylokoky, pyogenní streptokoky, původce anthraxu, tularemie, virus bradavic Treponema pallidum, HIV virus vztekliny, Pasteurella multocida virus klíšť. encefalitidy, borrelie, plasmodia Clostridum perfringens, Streptococcus pyogenes shigelly, Yersinia enterocolitica, Listeria monocytogenes, salmonelly, virové infekce 16

17 2.3. Množení ve tkáních hostitele Bakterie v krevní plazmě nebo tkáňové tekutině (bakteriím může vadit přítomnost přirozených antibakteriálních látek /komplement, lysozym, protilátky/ a především nedostatek volného železa) uvnitř napadené buňky (výhodné, dostatek nezbytných živin a růstových faktorů) požadavek na speciální živiny přítomné jen v určitých tkáních či orgánech: o o Př. některé ústní streptokoky využívají sacharózu z potravy Př. Brucella abortus využívá sacharid erythritol z hovězích placent, a proto vyvolává potraty u hovězího dobytka, ne však u člověka. Viry musí nalézt vnímavou buňku - vybavenou receptorem pro virus Kožní plísně vyhovuje jim teplota nižší než 37 o C, proto se omezují na tělesný povrch 17

18 2.4. Schopnost šířit se organismem Infekce generalizované mikrobi pronikají do vnitřního prostředí organismu, šíří se jím. př: virové exantematické infekce (spalničky, plané neštovice), tyfus generalizovat někdy mohou i infekce původně lokální např. při zvýšené virulence mikroba, při oslabené odolnosti makroorganismu Inkubační doba: doba mezi okamžikem nákazy a prvními klinickými příznaky u lokálních infekcí bývá kratší (dny) u generalizovaných infekcí bývá delší než týden Nejdůležitější cesty šíření: lymfou, krví, bezprostředně do okolí (per continuitatem) a podél nervů 18

19 Způsoby šíření mikroorganismů Způsob šíření Lymfou z kůže do regionálních podkožních uzlin ze sliznice orofaryngu a tonzil do krčních uzlin z plic do hilových uzlin ze sliznice genitálu do tříselných uzlin z Peyerových plaků do mezenteriálních uzlin Krví agens generalizovaných infekcí při pneumoniích vzácněji při ohraničených infekcích Příklad pyogenní koky, franciselly, Yersinia pestis respirační viry, EB-virus Mycobacterium tuberculosis Treponema pallidum, Chlamydia trachomatis Yersinia enterocolitica břišní tyfus, exantematické virózy, syfilis meningitidy, pyelonefritidy, hnisání ran 19

20 Způsoby šíření mikroorganismů - pokračování Per continuitatem z buňky do buňky viry sekretem po sliznicích patogeni dýchacího, trávicího a urogenitálního traktu z místa přisátí klíštěte do okolí Borrelia burgdorferi z místa poranění do okolní tkáně Clostridium perfringens ze středního ucha na meningy Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae typ b z plicní tkáně na pleuru Podél nervů původci pneumonií herpetické viry, tetanický toxin 20

21 21

22 2.5.Schopnost překonávat obranné mechanismy hostitele Během miliónů let evoluce se u makroorganismů vyvíjely mechanismy rezistence (odolnosti, obranyschopnosti, imunity) A- mechanismy nespecifické (vrozené) rezistence nejdůležitější jsou fagocyty a komplement B - mechanismy specifické (získané) imunity nejdůležitější jsou imunní lymfocyty a protilátky Souběžně s nimi se u mikrobů vyvíjely faktory virulence, které jim umožnily tyto obranné mechanismy překonávat. 22

23 Schopnost odolávat nástrojům nespecifické rezistence Fagocytóza vyhýbání se fagocytóze: např. tvorbou pouzdra přežití uvnitř fagocytu Komplement (systém bílkovin přítomných v krevním séru. Je aktivován přítomností mikrobiálních antigenů v makroorganismu. Výsledkem aktivace komplementu jsou především dvě funkce: podpora fagocytózy a lýza buněk.) zábrana aktivace komplementu: např. tvorbou pouzdra, štěpením složek komplementu aj. Cytokiny (látky tvořící se při zánětu) např. využití cytokinů jako růstových faktorů relativní rezistence vůči účinku interferonu 23

24 Schopnost odolávat nástrojům specifické rezistence Vyhnout se protilátkám a lymfocytům taktika udeřit a utéct dříve, než se rozvine imunitní odpověď (např. původci běžných nachlazení a průjmů) Oklamat lymfocyty Skrývání mikroba Antigenní mimikry Ukrývání povrchových antigenů Navození tolerance Antigenní proměnlivost Potlačení imunitní reakce 24

25 Způsoby oklamání mechanismů specifické imunity Způsob Skrývání mikroba Antigenní mimikry Ukrývání povrchových antigenů Navození tolerance Antigenní proměnlivost Příklad HSV v nervových gangliích CNS, klouby, oko, placenta, ohraničená ložiska /TBC/, DNA hostitele Části antigenů mikroba podobné antigenům hostitele /únik IS nebo vznik autoprotilátekrevmatická horečka/ Pokrytí povrchu molekulami pocházejícími z hostitele Indikce pouze slabé imunitní odpovědi, vznik perzistentní infekce virus chřipky Potlačení imunitní reakce HIV, virus spalniček, EBV 25

26 Ad 3. toxicita Toxicita - schopnost mikroba poškozovat svého hostitele. Poškození vzniká: 1. přímým účinkem infekčního agens např. intracelulárním pomnožení mikroba (např. u virů a rickettsií) např. zahubení infikované buňky lymfocyty jako nástroj buněčné imunity 2. produkcí toxinů (exotoxiny, endotoxiny) 3. v důsledku obranných reakcí hostitele 26

27 Exotoxiny: toxické bakteriální proteiny, které bakterie secernuje do okolí toxiny rozrušující mezibuněčnou hmotu toxiny poškozují buněčné membrány toxiny brzdící syntézu bílkovin př. enzymy Streptococcus pyogenes př.clostridium perfringens (lecithinasa), Staphylococcus aureus (sfingomyelinasa, alfatoxin), Streptococcus pyogenes (streptolysin O), Listeria monocytogenes (listeriolysin). př. záškrtový toxin, shiga toxin toxiny narušující buněčné funkce neurotoxiny př. cholerový toxin, entrotoxiny E.coli, pertussový toxin př. tetanický toxin, botulotoxin superantigeny př. některé toxiny streptokoků a stafylokoků 27

28 Endotoxiny Endotoxin je lipopolysacharid, který je součástí buněčné stěny zejména gramnegativních bakterií do okolí se uvolňuje až po rozpadu bakterie K tomu může dojít po účinku komplementu, po fagocytóze a intracelulární destrukci bakterie nebo působením antibiotik. 28

29 Účinky endotoxinu Nízké hladiny endotoxinu spíše celkově stimulují obranyschopnost proti mikrobům endotoxin zvyšuje tělesnou teplotu a výrazně stimuluje imunitní systém aktivuje makrofágy, neutrofily, B-lymfocyty, komplement vyvolává lokální zánětlivou reakci Vyšší koncentrace endotoxinu všechny tyto účinky jsou výraznější (např. při bakteriální sepsi) výsledkem je endotoxický šok, který se projevuje těžkou hypotenzí a poruchami krevní srážlivosti 29

30 30

31 Poškození vzniklá v důsledku obranných reakcí hostitele Obranné pochody jsou málokdy tak přesně regulovány, aby působily pouze na mikroby. Většinou více či méně poškodí i buňky hostitele. 1. Poškození způsobená zánětlivou reakcí klasické známky: calor, rubor, tumor, dolor a functio laesa odrážejí jeho obranný význam, ale jsou i typickými chorobnými příznaky jejich následkem může být vážné až smrtelné poškození-např.: edém mozku při infekci CNS otok příklopky hrtanové při hemofilové epiglotitidě zánětlivý infiltrát plicní tkáně při rozsáhlých pneumoniích snižuje rozsah plochy nutné k výměně plynů 31

32 2. Poškození vzniklá v důsledku specifické imunitní reakce Tato poškození označujeme jako imunopatologické následky přecitlivělosti. Rozlišujeme čtyři typy přecitlivělosti viz tabulka na dalším snímku 32

33 Typ přecitlivělosti Čím je zprostředkovaný Příklad onemocnění I. protilátkami třídy IgE vyrážka až anafylaktická reakce při některých parazitárních onemocněních II. protilátkami třídy IgM a IgG, které aktivují komplement nebo buňky imunitního systému nekróza jaterních buněk při hepatitidě typu B, revmatická horečka po infekci Streptococcus pyogenes, hemolytická anemie u malárie III. komplexy antigen-protilátka (tzv. imunokomplexy)- usazují se ve tkáních, kapilárách, přitahují buňky IS, vyvolávají zánět glomerulonefritida po infekci Streptococcus pyogenes IV. T-lymfocyty (tvorba granulomů,chronický průběh) tuberkulóza, lepra, syfilis aj. 33