MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BRNO 2014 SIMONA MAŇÁKOVÁ

2 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav chemie a technologie potravin Rod Enterococcus: potravinářské a zdravotní aspekty Bakalářská práce Vedoucí práce: prof. MVDr. Ing. Tomáš Komprda, CSc. Vypracovala: Simona Maňáková Brno 2014

3 Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem práci: Rod Enterococcus: potravinářské a zdravotní aspekty vypracoval/a samostatně a veškeré použité prameny a informace uvádím v seznamu použité literatury. Souhlasím, aby moje práce byla zveřejněna v souladu s 47b zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách ve znění pozdějších předpisů a v souladu s platnou Směrnicí o zveřejňování vysokoškolských závěrečných prací. Jsem si vědom/a, že se na moji práci vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., autorský zákon, a že Mendelova univerzita v Brně má právo na uzavření licenční smlouvy a užití této práce jako školního díla podle 60 odst. 1 autorského zákona. Dále se zavazuji, že před sepsáním licenční smlouvy o využití díla jinou osobou (subjektem) si vyžádám písemné stanovisko univerzity, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuji se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla, a to až do jejich skutečné výše. V Brně dne:.... podpis

4 PODĚKOVÁNÍ Děkuji panu prof. MVDr. Ing. Tomáši Komprdovi, CSc. za velmi užitečnou metodickou pomoc, kterou mi poskytl při zpracování mé bakalářské práce. Simona Maňáková

5 ABSTRAKT Ve své bakalářské práci jsem se zabývala využitím rodu Enterococcus v potravinách a zdravotními riziky spojené s těmito bakteriemi. Charakterizovala jsem typické znaky těchto mikroorganismů, jak a čím se liší od ostatních mikrobů. Poukázala jsem na kontrast, ke kterému dochází mezi jejich výskytem v lidském a zvířecím organismu a na jejich použití v potravinářství. Některé druhy těchto bakterií jsou schopny vytvářet biogenní aminy při technologických procesech a ohrožují tak zdraví konzumenta. Vzhledem k jejich podmíněné patogenitě jsem se více zaměřila na jejich působení na lidský organismus. Zvláště na nozokomiální nemocniční infekce u déle hospitalizovaných pacientů se sníženou imunitou, kde dochází k vysoké aktivitě těchto mikroorganismů. Klíčová slova: rod Enterococcus, biogenní aminy, probiotika, nemocniční infekce ABSTRAKT In my thesis I dealt with the use of the genus Enterococcus in foods and health risks associated with these bacteria. I characterized the typical signs of these organisms, how and what is different from the other microbes. I pointed out the contrast that occurs between their occurrence in human and animal organisms and their use in the food industry. Some species of these bacteria are able to produce biogenic amines in technological processes and they are able to threaten the health of the consumer. Because of their conditional pathogenicity I'm more focused on their effects on the human organism. Particularly nosocomial infections in hospital with longer hospitalized immunocompromised patients, where is high activity of these microorganisms. Key words: genus Enterococcus, biogenic amines, probiotic, hospital infections

6 OBSAH ÚVOD... 7 CÍL PRÁCE KLASIFIKACE A CHARAKTERISTIKA RODU ENTEROCOCCUS HISTORIE A SOUČASNOST OBECNÁ CHARAKTERISTIKA Bakteriologické znaky Fyziologie Metabolismus Buněčná stěna Antigenní vlastnosti Transpozony a plasmidy Chromozomy Stanovení rodu Enterococcus ENTEROCOCCUS FAECALIS ENTEROCOCCUS FAECIUM VÝSKYT ENTEROKOKŮ VÝSKYT V ŽIVOČIŠÍCH VÝSKYT VE VODĚ VÝSKYT V ROSTLINÁCH VÝSKYT V PŮDĚ VÝSKYT V POTRAVINÁCH VYUŽITÍ RODU ENTEROCOCCUS V POTRAVINÁŘSTVÍ MASNÉ VÝROBKY MLÉKÁRENSKÉ VÝROBKY FUNKČNÍ POTRAVINY ROD ENTEROCOCCUS JAKO PRODUCENT BIOGENNÍCH AMINŮ CHARAKTERISTIKA BIOGENNÍCH AMINŮ FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ TVORBU BIOGENNÍCH AMINŮ V POTRAVINÁCH DEKARBOXYLÁZOVÁ AKTIVITA ENTEROKOKŮ Fermentované mlékárenské výrobky Fermentované masné výrobky VÝZNAM BIOGENNÍCH AMINŮ PRO ČLOVĚKA OPORTUNNÍ INFEKCE ZPŮSOBENÉ RODEM ENTEROCOCCUS NOZOKOMIÁLNÍ INFEKCE Rezistence enterokoků na antibiotika Močové infekce Infekční endokarditida Druhy infekční endokarditidy Ranné infekce Mortalita ZÁVĚR PŘEHLED POUŽITÉ LTERATURY... 39

7 ÚVOD Bakterie rodu Enterococcus patří do čeledi Streptococcaceae. Dříve tyto bakterie byly zařazeny do rodu Streptococcus, avšak byly z něj vyřazeny rody vyskytující se ve střevním traktu člověka a zvířat. Zástupci tohoto rodu se vyskytují ubikvitárně, to znamená téměř všude. Nachází se jako komenzálové a saprofité v trávícím traktu člověka a zvířat. Používají se také jako indikátory nedávného fekálního znečištění, zejména při stanovení kontaminace vody. Někteří zástupci se vyskytují volně v životním prostředí bez předchozího fekálního znečištění. Některé kmeny E. faecalis se využívají jako součást startovací kultury v masných a mlékárenských technologiích. Používají se zejména při výrobě sýrů a jogurtů. V některých potravinách se podílí na tvorbě aroma a chuti. Enterokoky se používají i jako probiotické kultury pozitivně ovlivňující mikroflóru trávícího traktu. Kmeny, vykazující dekarboxylázovou aktivitu, způsobují v potravinách vznik biogenních aminů, například tyraminu a histaminu. Dále se využívají pro přípravu siláží pro hospodářská zvířata. Enterokoky patří mezi podmíněné patogeny účastnící se oportunních a nozokomiálních infekcí. Ty se nejčastěji projevují u lidí se sníženou imunitou a u déle hospitalizovaných pacientů. Způsobují zejména infekce močových a žlučových cest, podílejí se na infekční endokarditidě, kde napadají srdeční chlopně spolu se streptokokem. Dále jsou to u žen gynekologické záněty, enterokoky také mohou způsobit potíže při komplikacích během operace v břišní oblasti a také způsobit pooperační infekci. 7

8 CÍL PRÁCE Cílem bakalářské práce je poukázat na druhy rodu Enterococcus využívaných při výrobě potravin a jejich význam a prospěšnost pro lidský organismus. Poukázat také na jejich aktivitu a vliv na potraviny díky dekarboxylázové aktivitě některých kmenů rodu Enterococcus. V souvislosti s možným ohrožením zdraví člověka se dále zaměřím na oportunní nemocniční infekce způsobené rodem Enterococcus u lidí se sníženou imunitou. 8

9 1 KLASIFIKACE A CHARAKTERISTIKA RODU ENTEROCOCCUS 1.1 Historie a současnost Prvopočátek enterokoků byl zaznamenán již v roce 1899, kdy francouzský vědec Thircelin popsal rod s grampozitivními koky, tvořící dvojice až krátké řetízky, vykazující nové biologické a morfologické vlastnosti. Jako poprvé tento rod označil slovem énterocoque, jelikož jej izoloval ze stolice. V roce 1903 bylo navrženo, aby tento rod byl pojmenován jako samostatný rod Enterococcus, jehož název je odvozený od slova enteron střevo a coccus kulaté jádro (Klaban, 1999; Kalina 1970). K tomuto kroku však nedošlo. O tři roky později byly tyto enterokokové bakterie společně s dalšími mléčnými a ostatními streptokoky přesunuty do rodu Streptococcus. Enterokoky byly přeřazeny do rodu Streptococcus s druhovým označením Streptococcus faecalis. Později byl objeven druhý druh enterokoků a byl pojmenován Streptococcus faecium (Parker a Duerden, 1988). Lancefieldová klasifikovala tzv. fekální streptokoky do sérologické skupiny D, podle průkazu skupinových antigenů nacházejících se v buněčné stěně. Enterokoky se více odlišovaly a vykazovaly výrazné rozdíly od streptokoků. Na tuto skutečnost poukázal Sherman v roce Prokázal, že enterokoky mohou růst v médiu s koncentrací 6,5 8,5 % NaCl, hodnotě ph 9,6. V přítomnosti 40% žluče mohou přežívat 30 minut při působení 60 C teploty. Optimální teplota enterokoků je 37 C, avšak rostou i při teplotách 10 C a 45 C (Lancefield, 1933; Franz et al., 2003; Kalina, 1970). V roce 1984 Kilpper-Bälz a Schleifer vytvořili a popsali samostatný rod Enterococcus a to na základě genetické i antigenní odlišnosti enterokoků od streptokoků. Jednalo se o přesun a přepis druhů Streptococcus faecalis, Streptococcus faceium do rodu Enterococcus (Seman et al., 2003). Dnes se můžeme setkat s 34 validně popsanými druhy enterokoků: E. aquamarinus, E. asini, E. avium, E. caccae, E. camalliae, E. canintestini, E. canis, E. casseliflavus, E cecorum, E. columbie, E. devriesei, E. dispar, E. durans, E. faecalis, E. faecalis, E. gallinarum, E. gilvus, E. haemaperoxidus, E. hermanniensis, E. hirae, E. Italicus, 9

10 E. malodoratus, E. moraviensis, E. mundtii, E. pallens, E. phoenicullicola, E. pseudoavium, E. raffinosus, E. ratti, E. saccharolyticus, E. silesiacus, E. sulfureus, E. termitis, E. villorum. (De Vos a kol., 2009) 1.2 Obecná charakteristika Rod Enterococcus patří do domény Bacteria, kmenu Firmicutes, třídy Bacilli, řádu Lactobacillales a do čeledi Enterococcaceae. V čeledi Enterococcaceae se nacházejí rody řadící se do klasických bakterií mléčného kvašení. Některé druhy těchto rodů se mohou vyskytovat volně v přírodě a nacházejí se mezi nimi i podmíněně patogenní mikroorganismy. Jedná se o rody, které byly na základě sekvencování genů, pro 16S rrna, vyčleněny ze skupiny obsahující grampozitivní bakterie s nižším obsahem G + C. Jedná se o rody Enterococcus, Melissococcus, Vagococcus a Tetragenococcus (De Vos a kol, 2009; Sedláček, 2007; Franz et al., 2003). Bakterie rodu Enterococcus se nacházejí v gastrointestinálním traktu lidí a zvířat, odkud také byly první izolovány. Nacházejí se také v životním prostředí a to bez předchozí kontaminace fekáliemi (Burdychová, 2007). Tento rod může sloužit jako ukazatel kvality potravin a používá se jako indikátor sanitace při jejich výrobě. Některé druhy se mohou vyskytovat v potravinách živočišného původu. Enterokoky můžeme do potravin záměrně přidávat jako probiotické kultury pro výrobu mléčných výrobků (Giraffa, 2002; Franz et al., 2003). Enterokoky bývají často izolovány i z klinického materiálu. Patří mezi podmíněné patogeny, které mohou způsobit závažné infekce (De Vos a kol, 2009). Zejména se jedná o nozokomiální nákazy jako jsou infekce močových cest, infekční endokarditidy, způsobují infekci ran, bakteriémie, infekce žlučových cest, gynekologické záněty. Díky jejich rezistenci na většinu antibiotik jsou nebezpečné a jejich rezistence pomalu stoupá (Morandi et al., 2006). 10

11 1.2.1 Bakteriologické znaky Bakteriální buňky rodu Enterococcus tvoří koky ovoidního tvaru. Jsou spojeny v párech nebo tvoří krátké řetízky, které mohou být protáhlé ve směru řetízku. Jsou podobné druhu Streptococcus thermophilus, ale mají menší velikost než streptokoky (De Vos a kol, 2009). Bakterie rodu Enterococcus se nacházejí v gastrointestinálním traktu lidí, zvířat jako komenzálové a saprofité, odtud získaly svůj název. Nejčastěji se jedná o druhy Enterococcus faecalis a Enterococcus faecium. Mohou způsobovat i nozokomiální nákazy (Schindler, 2010; De Vos a kol., 2009). Enterokoky jsou kataláza negativní koky barvící se grampozitivně, často tvoří na krevním agaru α-hemolýzu, netvoří spóry a některé druhy se mohou pohybovat pomocí malých bičíků, které nejsou moc výrazné (Sedláček, 2007; Franz et al., 2003). Optimální teplota pro růst enterokoků je C, ale mohou růst jak při teplotě 10 C, tak při 45 C. Bakterie rodu Enterococcus mohou přežít teploty až 60 C po dobu 30 minut. Proto se mohou objevit v mléce i po tepelném ošetření termizací nebo při použití nižší pasterace. Enterokoky jsou odolné vůči vysychání. Používají se jako indikátorové bakterie při výrobě potravin upravených termizací, sušených nebo zahuštěných mlék (Giraffa, 2003; De Vos a kol, 2009). Enterokoky mají schopnost růst v médiu při koncentraci 6,5 % NaCl a 0,4 % azidu sodného, některé druhy rostou v médiu s přítomností 40% žluči. Dále jim vyhovuje hodnota ph 9,6. Díky zvýšené odolnosti vůči NaCl se mohou vyskytovat ve slaných fermentovaných výrobcích (De Vos a kol., 2009; Doming et al., 2003a) Fyziologie Řadí se mezi chemoorganotrofní mikroorganismy, které díky oxidaci sloučenin organického původu získávají potřebnou energii. Z těchto sloučenin získávají kyslík, vodík i uhlík. K této skupině patří mikroorganismy způsobující rozklad potravin a patogenní mikroorganismy. Bakterie rodu Enterococcus se řadí mezi fakultativně anaerobní 11

12 mikroorganismy. Mohou růst v prostředí anaerobním i aerobním, preferují však více anaerobní prostředí. (Franz et al., 2003; Sedláček, 2007; De Vos a kol., 2009) Metabolismus Díky fermentativnímu metabolismu mohou fermentovat glukózu, ale i jiné sacharidy, na L(+)-kyselinu mléčnou, která je hlavním produktem. Enterokokové bakterie mají určité nutriční nároky (De Vos a kol, 2009; Sedláček, 2007). Některé druhy rodu Enterococcus vykazují i jiné znaky než ty, které jsou typické a charakteristické pro daný rod. Některé druhy vykazují například odolnost vůči 40% žluči, mohou produkovat kyselinu například z amygdalinu, celobiózy, galaktózy, glukózy, laktózy nebo jsou více odolné vůči teplotám než ostatní druhy (De Vos a kol., 2009) Buněčná stěna Oddělení Firmicutes, do kterého rod Enterococccus patří, se vyznačuje silnou a pevnou buněčnou stěnou. Enterokoky obsahují ve své buněčné stěně C-polysacharid a dle Lancefieldové je tedy řadíme do serotypu s antigenními vlastnostmi skupiny D. Do této skupiny se řadí mikroorganismy, které mají na buněčnou stěnu navázanou glycerolteichovou kyselinu, ta se nachází mezi buněčnou membránou a buněčnou stěnou (Lancefield, 1933; Klein, 2003; De Vos a kol., 2009) Antigenní vlastnosti Antigen D je považován za charakteristický znak pro určení typických vlastností enterokoků, avšak ne všechny druhy se do této skupiny řadí. Může dojít i k záměně mikrobů při jejich izolaci z klinického materiálu a určení druhu dle antigenu D. Tento druh antigenu vykazují také druhy Streptococcus bovis, Streptococcus alactolyticus, Streptococcus suis, dále i pediokoky a leukonostoky (Franz et al., 2003; De Vos a kol, 2009). Ve většině případů se zaměňují právě leukonostoky za enterokoky a to z toho důvodu, že enterokokové bakterie také reagují na antisérum skupiny D. Avšak vyskytují se i druhy enterokoků jako E. 12

13 columbie, E. dispar, E. cecorum, E. sacharolyticus, E. pseudoavium a E. sulfureus, které s antisérem D nereagují (Franz et al., 2003) Transpozony a plasmidy Enterokoky obsahují různé varianty plasmidů a transpozonů, ty jsou vyvinuty pro lepší odolnost daného rodu vůči antibiotikům. Mezi Tn3 transpozony patří varianty Tn1546, tento gen se vyznačuje odolností vůči vankomycinu, typ VanA. Tn917 obsahuje geny odolné vůči linkosamidům, makrolidům. Plasmidy mají podíl na rychlosti distribuce a získávání genů. Také zajišťují i antibiotickou odolnost (De Vos a kol, 2009) Chromozomy Chromozomy rodu Enterococcus tvoří jednu DNA kruhovitého tvaru. Její velikost se pohybuje od kb pro druh Enterococcus faecalis a pro druh Enterococcus faecium je její velikost kb. Enterococcus durans disponuje velikostí 3070kb. Plná sekvence genomu je dostupná u E. faecalis V583 a u E. faecium ATCC BAA-472 postupuje. U druhu E. faecalis bylo zjištěno 3182 genů, které jsou schopny kódovat středně velké proteiny s velikostí 889bp. Počet nalezených proteinů byl 519, jsou zachovány u G + C grampozitivních bakteriích a to v nízkých počtech, podílejí se na syntéze bílkovin a na transkripci (De Vos a kol, 2009) Stanovení rodu Enterococcus Díky nutričním nárokům jsou enterokokové bakterie náročnější na kultivaci, proto není možné přesně definovat médium pro jejich kultivaci. Avšak dobře rostou na většině médií s bohatým bakteriologickým komplexem. Více než 60 selektivních médií bylo popsáno pro kultivaci rodu Enterococcus, jelikož enterokokové bakterie rostou také v přítomnosti jiných bakterií, mohou být snadno inhibovány. Nejčastěji se pro izolaci enterokoků z různých vzorků používají média obsahující azid sodný (De Vos a kol., 2009). 13

14 K identifikaci rodu Enterococcus se používají nejběžněji dvě média. Jedná se o médium selektující enterokoky dle Slanetz and Bartley a o médium Kanamycin aesculin azide agar a média se používají pro odhad počtu enterokoků v mase, vodě, klinických materiálech nebo v krmivech. Dále se může používat Thallous acetate tertazolium glukose agar, Streptococcus selective agar a Crystal violet azide agar. Aesculin-bile-azide médium a Citrate azide carbonate agar obsahují vankomycin, pro identifikaci vankomycinrezistentních enterokoků. Bakterie rodu Enterococcus hůře rostou v syntetickém médiu. (Klein, 2003; Doming et al., 2003a). E. faecalis je schopen silně redukovat trifenyltetrazolinchlorid, proto se používá médium s jeho přídavkem. Vytváří pak na Petriho misce kolonie červené barvy. Různá média se používají pro testování masných a mléčných produktů. E. faecium redukuje trifenyltetrazolinchlorid jen slabě, kolonie jsou růžové barvy (Klein, 2003). Většina enterokoků roste při teplotě C během 48 h při použití anaerobního krevního agaru. Avšak druh E. dispar a E. sulfureus nerostou při 45 C, zatímco E. cecorum a E. columbie nejsou schopny růst při teplotě nižší jak 10 C. Mikrobiální kulturu kultivujeme 48 h při 37 C (Doming et at., 2003b). 2 ENTEROCOCCUS FAECALIS Buňky tohoto druhu mají vejčitý tvar, velikost se pohybuje od 0,6 do 2,5 µm. Tvoří řetízky nebo dvojice, většinou nevykazují pohyb. Některé kmeny jsou schopny vydržet až 60 C po dobu 30 minut, optimum pro jejich růst je 37 C. Tvoří kyselinu mléčnou jako hlavní produkt při fermentaci glukózy (De Vos a kol, 2009; Baker, 2006). Buněčná stěna E. faecalis je tvořena z peptidoglykanů typu Lys-Ala 2-3. Tento druh byl prvně izolován z gastrointestinálního traktu lidí a zvířat. Může se nacházet jak volně v životním prostředí, tak v potravinách. V potravinách se může vyskytovat bez předchozí kontaminace fekáliemi, při nedostatečné pasterizaci mléka, i v solených fermentovaných 14

15 potravinách. Vyskytuje se také jako infekční agens patřící do nozokomiálních, neboli nemocničních nákaz (De Vos a kol, 2009; Byappanahalli et al., 2012). Vytváří smetanové až bílé kolonie s hladkým povrchem na živných půdách polotuhé konzistence. Na živné půdě Slanetz Bartley tvoří E. faecalis kolonie s průměrem 2 mm, červenorůžového až hnědého zbarvení (Görner a Valík, 2004). Obvykle se řadí mezi nehemolytické mikroby. Některé kmeny mohou vykazovat pseudokatalázu při kultivaci na krevním agaru. Kolonie rostou i v médiu obsahující azid sodný. Enterococcus faecails má schopnost dekarboxylovat aminokyselinu tyrosin na tyramin patřící mezi biogenní aminy (Burdychová, 2007; De Vos a kol, 2009). Enterococcus faecalis (Dostupné na: microscopy.html) 15

16 3 ENTEROCOCCUS FAECIUM Buňky mají kulovitý až vejčitý tvar, tvoří dvojice nebo krátké řetízky. Většina vlastností je podobných jako u druhu E. faecalis. Avšak některé kmeny E. faecium mohou vykazovat na krevním agaru α-hemolýzu. Jsou negativní na citrát, malát a serin. Redukují tellurit a slabě trifenyltetrazolinchlorid na světlerůžovou nebo jej nemusí redukovat. Na živné půdě dle Slanetz-Bartley tvoří kolonie s bílou nebo světlerůžovou barvou. Buněčná stěna u Enterococcus faecium je typu Lys-D-Asp. Rostou v prostředí s hodnotou 9,6 ph, přežívají působení 60 C po dobu 30 minut. Kmeny E. faecium mají původ z klinického a veterinárního materiálu. Mohou být izolovány také z potravin, například ze sušeného mléka. Některé kmeny tohoto druhu jsou více rezistentní vůči vankomycinu (De Vos a kol, 2009; Amyes, 2007). Enterococcus faecium (Dostupné na: 16

17 4 VÝSKYT ENTEROKOKŮ Zástupci rodu Enterococcus se vyskytují ubikvitárně, to znamená, že se nachází téměř všude. Zejména pak v gastrointestinálním traktu lidí a zvířat, odtud také získal tento rod svůj název (Klaban, 1999). Nejčastěji se jedná o druhy Enterococcus faecalis a Enterococcus faecium. Enterokoky byly díky jejich původu navrženy jako indikátory pro fekální znečištění. Tento návrh byl zamítnut zejména proto, že není specifický jako Escherichia coli. Některé druhy enterokoků se mohou vyskytovat na rostlinách a to bez předchozí kontaminace fekáliemi (Byappanahalli et al., 2012). Dále se vyskytují ve vodě, půdě a stájích. Sekundárně se mohou vyskytovat jako součást fermentačních kultur při výrobě masných a mlékařských výrobků (Franz et al., 2011; Šilhánková, 2002). 4.1 Výskyt v živočiších Enterokoky získaly svůj název zejména proto, že byly jako první nalezeny a izolovány ze stolice jak lidí, tak zvířat. Nacházejí se tedy jako normální mikroflóra člověka v tlustém střevě a můžeme je prokázat i ve střevě tenkém (Klaban, 2001). Bakterie rodu Enterococcus se nacházejí i ve výkalech divokých zvířat, ptáků a plazů. Jedná se především o druhy Enterococcus faecium, Enterococcus faecalis, Enterococcus cecorum, Enterococcus durans, Enterococcus hirae, které jsou nejvíce zastoupeny. Vzácně se vyskytují E. gallinarum a E. avium (De Vos a kol, 2009). V konečníku a na mandlích psa a kočky se vyskytuje nejvíce Enterococcus faecalis, na mandlích psa se více vyskytuje Enterococcus canis a Enterococcus hermanniensis. U holubů můžeme ve střevech nalézt druh Enterococcus cecorum a Enterococcus columbie. Enterococcs devriesei byl nalezen u hovězího masa. Enterokoky byly také nalezeny i ve střevech termitů (De Vos a kol, 2009). 17

18 4.2 Výskyt ve vodě Bakterie rodu Enterococcus se také mohou vyskytovat v pitné vodě, slané i sladké vodě. Proto se enterokoky využívají jako indikátory nedávného fekálního znečištění. Nedávného z toho důvodu, že enterokoky, i navzdory jejich značné odolnosti vůči jiným faktorům, ve vodě rychleji odumírají a proto nejsou specifické jako Esherichia coli (Šilhánková, 2002; Burdychová, 2007). Z lidských fekálií byly izolovány druhy Enterococcus faecalis, avšak jsou to většinou druhy Enterococcus faecium a Enterococcus durans, které se častěji nacházejí v odpadních vodách. Dále byly izolovány také druhy Enterococcus casseliflavus. Je proto také důležité zohlednit materiál, ve kterém se vyskytují, zejména při posuzování jejich obsahu (De Vos a kol, 2009; Švec, 2012). 4.3 Výskyt v rostlinách Na rostlinách se také mohou vyskytovat některé druhy rodu Enterococcus. Avšak nemusí se ihned jednat o fekální znečištění. Vedle druhů E. faecails, E. faecium, E. casseliflavus, E. mundtii, E. hirae, E. sulfurens se také jedná o nové druhy E. plantarum, E. rotai (Švec, 2012; Burdychová, 2007). Tyto druhy se nachází v květech, listech a pupenech, ale nejčastěji jsou izolovány právě z květů. Z toho můžeme usuzovat, že hmyz může přenášet enterokoky z rostliny na rostlinu. (De Vos a kol, 2009). 4.4 Výskyt v půdě V půdě samotné se normálně enterokoky nevyskytují. Dostávají se do půdy pomocí výkalů divokých zvířat, ptáků, plazů nebo i z rostlin. Bývají také často přenášeny díky větru a dešti (De Vos a kol, 2009; Franz et al., 2011). 18

19 4.5 Výskyt v potravinách Ačkoliv se bakterie rodu Enterococcus nacházejí převážně v gastrointestinálním traktu lidí a zvířat, běžně se některé druhy nachází v potravinách živočišného původu. Jedná se především o maso, fermentované masné výrobky, mléko a mléčné produkty (De Vos a kol, 2009). Vyskytují se tedy sekundárně v potravinách nebo se do nich mohou úmyslně přidávat jako součást startovacích kultur. Díky jejich značné odolnosti přežívat vyšší teploty a hypertonické prostředí, je jim tak umožněno účastnit se fermentačních procesů, vzniku aroma a chuti v těchto potravinách. Některé druhy enterokoků se přidávají do potravin jako probiotické kultury prospěšné pro lidi a jejich střevní mikroflóru. Při špatném působení enterokoků mohou vznikat i látky škodlivé lidskému zdraví, jako např. tyramin a histamin (Giraffa, 2003; Ladero et al., 2012). Mohou také indikovat nesprávnou sanitaci dojících strojů při získávání mléka. Avšak je prokázáno, že enterokoky nacházející se v syrovém mléku nemusí nutně patřit mezi ty, které se nacházejí v kravských výkalech (Giraffa, 2003). 5 VYUŽITÍ RODU ENTEROCOCCUS V POTRAVINÁŘSTVÍ Bakterie rodu Enterococcus se považují za sekundární kontaminanty potravin způsobující jejich kažení. Nacházejí se nejčastěji v potravinách živočišného původu. Některé druhy enterokoků pozitivně ovlivňují fermentační procesy v potravinách a jsou přidávány do startovacích kultur. Využívají se při fermentaci sýrů, kde se v menší míře podílí na tvorbě aroma. Některé kmeny rodu Enterococcus se používají jako probiotické kultury (De Vos et al, 2009; Oiger et al., 2008). 19

20 5.1 Masné výrobky Bakterie rodu Enterococcus se přirozeně vyskytují v zažívacím traktu zvířat i lidí. Můžeme je nalézt a izolovat jak ze syrového masa, tak z masných výrobků, především fermentovaných. Tyto bakterie byly izolovány z jatečně upravených těl drůbeže, prasat a hovězího dobytka, proto se může předpokládat, že mohou kontaminovat maso během porážky jatečných zvířat (Komprda et al. 2010; Franz et al., 2003). Při výrobě fermentovaných výrobků jsou enterokoky přirozenou součástí masa a většinou se nepřidávají spolu s jinými startovacími kulturami do masných výrobků. Problém nastává u schopnosti některých kmenů rodu Enterococcus tvořit biogenní aminy jako je tyramin a histamin (Shalaby, 1996). Některé kmeny enterokoků naopak mohou tvořit bakteriociny, které potlačují růst enterokokových i jiných bakterií. Potlačují také růst bakterií mléčného kvašení, kmenů listerií a klostridií. Tím mohou zlepšovat kvalitu a bezpečnost potravin. Produkce bakteriocinů byla prokázána u kmenů druhů Enterococcus faecalis a Enterococcus faecium. Tyto kmeny produkující bakteriociny se však při výrobě potravin často nepoužívají, jelikož nejsou schopny růst při nízkých teplotách a přídavku typických ingrediencí v receptu (Franz, et al., 2003; De Vos et al., 2009). V mase ve vyskytují především druhy E. faecium, E. faecalis, E. hirae a E. durans. Druh E. gallinarum byl izolován z krocaního masa, v mase broilerů se nacházel druh E. hermanniensis (De Vos et al., 2009). 5.2 Mlékárenské výrobky Bakterie rodu Enterococcus mohou sekundárně kontaminovat mlékárenské výrobky nebo se mohou přidávat do směsi startovacích kultur. Využívají se v procesu zrání sýrů nebo jako probiotické kultury. Avšak používají se i jako indikátory sanitace. Enterokokové bakterie kontaminují mléko již při špatné sanitaci dojících strojů, kdy se mohou fekálie dojných krav dostat dovnitř stroje. Některé druhy enterokoků se v mléčných 20

21 výrobcích vyskytují i nezávisle na fekálním znečištění. Jedná se o druh Enterococcus faecalis a můžeme ho nalézt v syrovém mléce. V mléce mohou některé bakterie enterokoků přežít až teploty 60 C po dobu 30 minut, díky jejich vysoké odolnosti (Franz et al., 2003; Giraffa, 2003). Jejich přítomnost v sušeném mléce poukazuje na špatnou sanitaci při výrobě a slouží tedy jako indikátory mikrobiologické jakosti. Enterokoky se díky jejich resistenci vůči vysokým teplotám a schopností růst při nižší aktivitě vody mohou vyskytovat ve vakuových odparkách. Pokud se důkladně neodstraní z odparky, respektive sušárny a nedojde k dekontaminaci těchto zařízení a okolních ploch, bude se počet enterokoků zvyšovat (Görner a Valík, 2004). Jako indikátory sanitace se používá rod Enterococcus také u termizovaných výrobků. Koliformní bakterie mohou termizační teploty usmrtit, ale enterokoky díky jejich rezistenci tyto teploty přežívají a poukazují tak na kontaminaci. V mlékárenských technologiích se využívají startovací kultury, mezi které patří bakterie mléčného kvašení a jako přídatná kultura se přidávají i některé druhy rodu Enterococcus. Tyto mikroorganismy mají podobné vlastnosti, zvláště tu, že fermentují sacharidy na kyselinu mléčnou (Sedláček, 2007; Giraffa, 2003). Tyto bakterie se vyskytují v tradičních mlékárenských výrobcích, zejména pocházejících ze středozemské oblasti Evropy. Při výrobě sýrů se využívá skutečnosti, že enterokoky mají podobné vlastnosti s bakteriemi mléčného kvašení. Jako součást startovacích kultur se bakterie rodu Enterococcus používají v procesu fermentace sýrů, pro zlepšení senzorických vlastností nebo jako probiotické kultury do jogurtů (Franz et al., 2003). Kmeny druhu E. faecalis se mohou využívat při výrobě sýru čedar a dalších tvrdých sýrů. Jejich vlastnost růst v prostředí s hodnotou 6,5 % NaCl a sníženou aktivitou, činí ze sýrů vhodné prostředí pro enterokoky. Některé kmeny rodu Enterococcus, jako E, faecalis a E. faecium mohou tvořit biogenní aminy. V malé míře se enterokoky podílejí na chuti a aroma těchto potravin (Oiger et al., 2008; Klein, 2003). 21

22 5.3 Funkční potraviny Funkční potravina je jakákoli potravina působící příznivě na zdraví konzumenta na jeho dušení stav a fyzický výkon. Nejrozšířenějšími funkčními potravinami jsou mléčné výrobky s probiotickou kulturou. Hlavní a nejdůležitější účinnou složkou při výrobě mléčných výrobků jsou mikroorganismy označené jako probiotické, nejčastěji se jedná o mléčné bakterie. Do této skupiny patří některé kmeny druhů Lactobacillus lactis, L. reuteri, L. helveticus, L. acidophilus, L. bulgaricus, L. fermentum, L. gasseri, L. johnsoni, L. plantaruum, L. casei, L. rhamnosus, Enterococcus faecium, E. faecalis, Bifidobacterium infantis, B. longum, B. breve, B. bifidum, B. lactis, Streptococcus thermophilus (Burdychová, 2007; Franz et al., 2011). Přidávají se zejména do výrobků jako jsou jogurty a acidofilní mléka. Některé kmeny probiotických bakterií jsou původně izolovány z trávícího traktu člověka, proto musí podléhat přísným kritériím. Tyto kultury nesmí škodit lidskému zdraví, musí být součástí přirozené mikroflóry vyskytující se v trávícím traktu. Dále musí být dostatečně odolné vůči enzymům, nízkému ph, lysozymu a trávícím šťávám v žaludku člověka. Poté musí snést žlučové kyseliny, ale zejména překonat peristaltiku střev a v nich materiál procházející zažívacím traktem člověka (Šustová a Sýkora, 2013; Franz et al., 2011). Probiotika mají pozitivní účinek na lidské zdraví, pomáhají zlepšit složení a rovnováhu střevní mikroflóry. Stimulují imunitní systém a snižují riziko rakovinného bujení a hladinu krevního LDL cholesterolu. Probiotické bakterie také potlačují působení choroboplodných a patogenních bakterií ve střevě. Jelikož jejich přirozené prostředí je ve střevě a nikoliv v mléce, rozmnožují se v mléčných výrobcích daleko pomaleji. K dosažení příznivých účinků je potřeba konzumovat tyto potraviny pravidelně a ne nárazově (Burdychová, 2007). Rozpor nastal právě v případě mikroorganismu Enterococcus faecium, který má probiotické účinky a používá se jako součást kultury pro výrobu mléčných kysaných výrobků. Je prokázáno, že při použití některých těchto probiotických enterokoků může dojít k nežádoucí produkci biogenních aminů, které vznikají díky jejich dekarboxylázové aktivitě. Může tak dojít ke tvorbě tyraminu, proto je nutné při užití těchto kultur k výrobě mléčných výrobků, sledovat a testovat produkci tyraminu ve finálních výrobcích a také při 22

23 jejich skladování. Zato jiné kmeny rodu Enterococcus nevykazují probiotické vlastnosti, ale jsou škodlivé pro lidský organismus (Burdychová, 2007; Franz et al., 2003; Ogier et al., 2008). 6 ROD ENTEROCOCCUS JAKO PRODUCENT BIOGENNÍCH AMINŮ Biogenní aminy jsou součástí fermentovaných potravin, nejvíce vznikají při jejich skladování působením mikrobů startovacích kultur. Tyto bazické dusíkaté sloučeniny se podílí na vzniku chutě a vůně v těchto potravinách. Vznik biogenních aminů v potravinách je způsoben působením mikrobů s dekarboxylázovou aktivitou. Za vhodných podmínek dojde k produkci enzymu dekarboxylázy mikrobem, enzym poté působí na volné aminokyseliny za vzniku biogenních aminů. Schopnost produkovat tento enzym vykazuje i rod Enterococcus a to druhy E. faecalis a E. faecium. (Oiger et al., 2008; Ladero et al. 2012) 6.1 Charakteristika biogenních aminů Biogenní aminy (BA) jsou toxické dusíkaté sloučeniny s nízkou molekulární hmotností. Vznikají nejčastěji dekarboxylací aminokyselin nebo mohou vznikat i aminací a transaminací ketonů a aldehydů. Polyaminy spermidin, putrescin, spermin a alifatický kadaverin tvoří nezbytnou součást buněk. Jsou důležité pro syntézu proteinů a pro správnou funkci nukleových kyselin. Jsou často spojovány s fermentačními procesy v některých potravinách, avšak i s jejich kažením. Biogenní aminy jsou toxické sloučeniny, které mohou po požití v potravině způsobit nemoci lidí i zvířat (Santos, 1996; Ladero et al., 2012; Danquah et al., 2012). 23

24 Vyskytují se téměř ve všech potravinách jak v syrových, tak v potravinách, které prošly daným technologickým procesem. Důležitou podmínkou je, aby tyto potraviny obsahovaly aminokyseliny a proteiny. BA pak vznikají působením enzymů dekarboxyláz, které obsahují některé mikroorganismy. Nejčastěji je můžeme nalézt v potravinách živočišného původu jako jsou masné a rybí výrobky, sýry, vajíčka nebo i sójové produkty, fermentovaná zelenina. Nalézt je můžeme i ve víně a pivě (Silla Santos, 1996; Shalaby, 1996). 6.2 Faktory ovlivňující tvorbu biogenních aminů v potravinách Nejzákladnější podmínka pro vznik biogenních aminů je přítomnost volných aminokyselin v substrátu. Dále je potřeba mít vhodnou mikrobiální kulturu, která je vitální a vykazuje schopnost dekarboxylovat aminokyseliny. Pro správnou funkci kultury je potřeba, aby tyto bakterie měly dostatek živin a vhodné podmínky pro svůj růst, produkci dekarboxyláz a jejich aktivitu (Santos, 1996; Ladero et al., 2012). 6.3 Dekarboxylázová aktivita enterokoků Rod Enterococcus se v potravinářství využívá jako součást startovacích či probiotických kultur pro výrobu fermentovaných masných a mléčných výrobků i fermentované zeleniny. U kmenů E. faecalis a E. faecium byla prokázána schopnost tvorby biogenních aminů pomocí charakteristické sekvence DNA obsahující gen tyrosindekarboxylázy a histidindekarboxylázy. Při výrobě fermentovaných potravin je schopnost vytvářet biogenní aminy nežádoucí. Schopnost vytvářet tyramin a histamin podporuje výskyt proteinů a volných aminokyselin, dále vhodná teplota a ph. Tyto biogenní aminy se v malé míře účastní i tvorby aroma a chutě. (Burdychová, 2007; Ladero et al., 2012) Fermentované mlékárenské výrobky Biogenní aminy byly prokázány v sušeném mléce a ve větším množství i v sýrech. Během zrání sýrů působí proteolytické enzymy na kasein a tím ho degradují. Dojde tak ke 24

25 zvýšení množství volných aminokyselin, které jsou pak dostupné pro dekarboxylázové enzymy bakterií. V sýrech se nejčastěji vyskytuje tryptamin, tyramin, histamin, kadaverin a putrescin. Množství těchto biogenních aminů závisí na druhu sýra, na jeho výrobě, na obsahu bakterií v mléce a na teplotě úpravy mléka. Jejich vznik ovlivňuje také teplota při zrání a doba zrání sýrů. (Shalaby, 1996; Darbowski et al., 2005) Mimo bakterií mléčného kvašení se používají i některé probiotické druhy rodu Enterococcus pro výrobu fermentovaných výrobků. Enterokoky se vyskytují spíše v sýrech vyráběných ve středozemských oblastech. Díky velké odolnosti enterokoků přežívat nižší pasteraci a terminaci, se mohou vyskytovat v mléce a přecházet spolu s ním do dalších výrobků. Ve výrobě se používají tyto kultury jako probiotické s příznivým účinkem na lidské zdraví. Nebo také jako kultury pro zrání sýrů jako je například sýr čedar (Giraffa, 2003; Burdychová, 2007; Franz et al, 2003). Je velmi důležité mikroorganismy, které se používají jako startovací kultury, otestovat při výrobě produktů a jejich skladování, zda nedochází vysoké produkci biogenních aminů a tím neohrožují zdraví konzumenta (Burdychová, 2007). V sýrech se zástupci rodu Enterococcus vyskytují díky jejich odolnosti vůči vyšším koncentracím soli a schopnosti růst při snížené aktivitě vody. Při výrobě originálních sýrů ementálského typu se používá syrové mléko spolu s termofilními kulturami. Při malém obsahu enterokoků může dojít u toho typu sýra k méně výrazné chuti. Avšak za přítomnosti velkého počtu druhu Enterococcus faecalis může dojít ke vzniku bílé hniloby. Tato hniloba vytváří bílé a měkké skvrny na řezu, vytváří se při obsahu enterokoků v množství až KTJ.g -1 v sýru (Görner a Valík, 2004; Šustová a Sýkora, 2013). Burdychová a Dohnal (2007) provedli skríning probiotických kultur mléčného kvašení pro tvorbu histaminu a tyraminu. Mezi tyto rody patřily mimo jiné i druhy rodu Enterococcus faecalis a Enterococcus faecium. Pomocí metody HPLC a PCR autoři prokázali, že tyto druhy vykazují tyrozindekarboxylázovou aktivitu. Pozitivně tedy tvořily tyramin při fermentačních procesech. Produkce histaminu nebyla u těchto probiotických druhů pro výrobu funkčních potravin prokázána (Burdychová a Dohnal, 2007). 25

26 6.3.2 Fermentované masné výrobky Biogenní aminy můžeme nalézt v mase i ve fermentovaných masných výrobcích. Maso je vhodným prostředím pro mikroby s dekarboxylázovou aktivitou, obsahuje velké množství proteinů a vykazuje vhodné podmínky pro růst mikroorganismů (Silla Santos, 1996). V těchto produktech můžeme nalézt spermin, kadaverin, putrescin a ve vyšších koncentracích tyramin. Histamin se vyskytuje v některých fermentovaných masných produktech v nižším množství. Některé biogenní aminy jsou přirozeně obsaženy v těchto výrobcích bez předchozího vlivu startovací kultury (Darbowski et al., 2005; Shalaby, 1996). Největší vznik biogenních aminů tyraminu a histaminu byl zaznamenán při fermentaci klobás. U polosuchých klobás se využívají startovací bakteriální kultury mléčného kvašení a jejich fermentace probíhá v krátkých intervalech. Zato u suchých klobás se využívají pouze přirozeně obsažené kultury pro fermentaci s dlouhým intervalem. U těchto druhů klobás vznikají díky přirozeným kulturám různé koncentrace a druhy biogenních aminů. Během zrání dochází ke zvýšení obsahu histaminu až desetkrát během prvních tří dnů procesu zrání (Silla Santos, 1996; Shalaby, 1996). Rod Enterococcus patří mezi přirozené kultury v mase, vyskytuje se tedy nejvíce v suchých fermentovaných výrobcích. Můžeme také předpokládat, že tyto bakterie mohou kontaminovat maso i při porážce jatečných zvířat, jelikož se nacházejí v jejich gastrointestinálním traktu (Franz et al., 2003). Kmeny rodu Enterococcus a bakterie mléčného kvašení byly testovány dle Komprdy et al. (2010) na produkci tyraminu a histaminu ve fermentovaných masných suchých salámech. K porovnání vzniku biogenních aminů byly použity dvě startovací kultury Lactobacillus curvatus spolu se Staphylococcus carnosus, druhá kultura byla Pediococcus pentosaceus. Dále se využily dvě odlišné kořenící směsi používané typicky pro české salámy, jednalo se o směs pro paprikáš a herkules. Poté všechny tyto výrobky byly upraveny uzením studeným kouřem a ponechány ve stejných podmínkách zrát při stejné relativní vlhkosti, teplotě a času. 26

27 Ze vzorků těchto salámů poté Komprda et al. (2010) izolovali bakterie mléčného kvašení a enterokokové bakterie na zjištění přítomnosti genů dekarboxylázové aktivity. Pro určení tyrosindekarboxylázové a histidindekarboxylázové aktivity použili metody HPLC, pro potvrzení schopnosti produkce tyraminu a histaminu v dekarboxylázovém vyšetřovacím médiu. Druhá metoda byla PCR pro stanovení přítomnosti genů pro tyrosindekarboxylázu a histidindekarboxylázu. U startovací kultury P. pentosaceus, použité v tomto druhu salámu, autoři prokázali schopnost tvořit histamin a ovlivňovat růst enterokoků. Avšak na konci zrací doby byl počet enterokoků tvořících histamin vyšší, než počet bakterií mléčného kvašení. Rod Enterococcus byl taktéž izolován ze Španělských sušených klobás chorizo (Komprda et al. 2010). Z toho experimentu vyplynulo, že enterokokové bakterie jsou více aktivní v masných fermentovaných výrobcích, než v sýrech, kde se ve větším množství nachází bakterie mléčného kvašení. Komprda et al. (2010) tedy prokázali přítomnost genů kódujících enzymy schopné tvořit tyramin a histamin u bakterií mléčného kvašení a enterokoků. Druhy Enterococcus faecalis a E. faecium tvořily biogenní aminy ve všech testovaných salámech. Největší aktivitu vykazovaly kmeny druhu E. faecium tvořící tyramin a histamin (Komprda et al. 2010). 6.4 Význam biogenních aminů pro člověka Biogenní aminy jsou v těle člověka přítomny a některé z nich pomáhají zajišťovat důležité funkce, např. funkce v nervovém systému a pomáhají udržovat řízení krevního tlaku (Shalaby, 1996; Danquah et al., 2012). Při požití biogenních aminů ve větším množství působí jako toxické látky pro člověka. Histamin, tyramin, fenyletryptamin a tryptamin jsou biologicky aktivní aminy, které mohou nepříznivě působit na člověka. Biogenní aminy působí vazoaktivně nebo nervově. Za zdravotně závadnou míru biogenních aminů se považuje mg těchto látek na 1 kilogram potraviny (Schalaby, 1996; Danquah et al., 2012). 27

28 Nejvýznamnější je skombrotoxicita způsobená intoxikací histaminem z kontaminovaných ryb. Histamin vzniká působením dekarboxylačních enzymů mikrobů na aminokyselinu histidin. Jeho působením dochází k dilataci cév, kontrakci hladké svaloviny orgánů. Projevuje se tedy bolestí hlavy, břicha a může vyvolat zvracení a průjmy. Způsobuje zarudnutí kůže a očí, edémy, hypotenzi a zhoršené dýchání. Na účinku a projevech intoxikace závisí jeho přijaté množství a přítomnost jiných aminů v potravině. Nejčastěji toxicitu histaminu zvyšují tyramin a tryptamin (Shalaby, 1996; Pussa, 2008; Prester, 2011). Mírnou otravu způsobí histamin již při požití 8-40 mg v potravině, poruchy vyšší intenzity nastávají při požití mg. Při zkonzumování mg histaminu dochází k závažným potížím (Dabrowski et al., 2005). V potravinách se nejčastěji histamin vyskytuje v rybách, sýrech a v masných produktech a z alkoholických nápojů se jedná o víno (Silla Snatos, 1996). Biogenní aminy jako jsou tyramin, tryptamin se řadí mezi vazoaktivní aminy. Intoxikace tyraminem způsobuje zvýšení koncentrace noradrenalinu a to vede ke zvýšení krevního tlaku v cévách. Způsobuje tak migrény, může dojít až selhání srdce a krvácení do mozku. Tyramin se nachází nejčastěji v sýrech, rybách, kuřecích játrech a v masných produktech (Shalaby, 1996; Komprda et al., 2009; Dadáková et al., 2008). 28

29 7 OPORTUNNÍ INFEKCE ZPŮSOBENÉ RODEM ENTEROCOCCUS Oportunní nemocniční infekce jsou takové infekce, které způsobují snížení imunity u pacienta a dochází tak k infekcím způsobeným mikroorganismy, které jsou jinak za normálních podmínek nepatogenní. Mezi tyto infekce se řadí nozokomiální nákazy, které se vyskytují celosvětově. Infekce získané během zdravotnické péče způsobují velké ztráty na životech pacientů (Hobstová, 2012). 7.1 Nozokomiální infekce Některé druhy rodu Enterococcus působí jako podmíněné patogeny pro člověka. Způsobují nozokomiální nákazy neboli nemocniční nákazy, které se nejvíce projevují při dlouhodobém pobytu pacienta ve zdravotnickém zařízení, či snížení pacientovy obranyschopnosti nebo v souvislosti se zdravotnickými úkony. V intenzivní medicíně se za nozokomiální infekci považuje taková infekce, která u pacienta vyvolá první známky infekce za více než 48 hodin po přijetí na dané oddělení (Breathnach, 2013; Votava a kol., 2003). Nejvíce enterokokových infekcí u člověka způsobuje v 75 % druh Enterococcus faecalis, ze 25 % jsou vyvolány druhem Enterococcus faecalis. Dále se v menší míře, až vzácně, vyskytují druhy E. gallinarum, E. durans, E. flavescens, E. casseliflavus, E. mundtii (Votava a kol, 2007; Semendo et al, 2003). Nozokomiální infekce se řadí do skupiny nákaz, které jsou specifické pro zdravotnická zařízení. V nemocničním zařízení jsou nežádoucí a to z důvodů jejich častého výskytu a vysokých finančních nákladů (Ogier et al., 2008). Nozokomiální infekce můžeme rozdělit na: a) infekce endogenní Mají původ ve vlastní mikroflóře pacienta, infekční mikroorganismy jsou přítomné v těle pacienta již před vznikem infekce. Endogenní infekce se dále dělí na primární infekce, ty jsou vyvolány 29

30 potenciálně patogenními mikroorganismy, které jsou součástí pacientovy mikroflóry. A druhá skupina jsou sekundární infekce, ty vznikají působením mikroorganismů, které se před vypuknutím infekce vyskytovaly v pacientově trávícím traktu nebo na jiných sliznicích. b) infekce exogenní Tyto infekce nevznikají působením vlastní mikroflóry pacienta, ale patogenní mikroorganismy jsou zavlečeny z vnějšího prostředí do orgánů a tkání pacienta. Největší pochybení může nastat při přenášení infekcí zdravotnickým personálem, kontaminovaným vybavením, návštěvami nebo jinými pacienty. Exogenní infekce jsou méně obvyklé (Ševčík et al., 2003; Votava, 2005; Breathnach, 2013). K rozvoji nozokomiálních infekcí přispívá snížení funkce imunitního systému v důsledku nemoci, stresu nebo působením léků. Dále jejich rozvoj podporuje porušení přirozených bariér člověka, způsobené invazivními zákroky na kůži a sliznicích, zavádění katétrů, aplikací a působením léčiv, i vdechnutím kontaminovaných kapének (Sheng et al., 2006; Baker, 2006). Bakterie z rodu Enterococcus se nejvíce podílí na bakteremii, na infekcích močových cest pacientů, zejména se zavedenými katétry, dále způsobují infekce z intravaskulárních katétrů, infekční endokarditidu, infekci ran v oblasti břicha, zejména po chirurgickém zákroku a vznik gynekologických zánětů (Semendo et al., 2003; Bednář, 1996). Opatření proti vzniku těchto nákaz jsou nutná. Základem je nemocniční hygiena a prevence vzniku nozokomiálních nákaz. Důležité je mít zásobu a používat jednorázové nemocniční vybavení jen jednou, jedná se o kanyly, stříkačky, jehly, katétry apod. Je nutné provádět sterilaci a dezinfekci nástrojů, důsledný úklid oddělení, nemocničních pokojů a operačních sálů. Provádět kontroly u zaměstnanců a důležité je také jejich očkování (Lobovská, 2001; Ogier et al., 2008). 30

31 7.1.1 Rezistence enterokoků na antibiotika Jedna z nežádoucích vlastností enterokoků je z lékařského hlediska jejich rezistence vůči některým bakteriálním antibiotikům. Ze skupiny β-laktamových antibiotik jsou enterokoky rezistentní na cefalosporiny I., II. i III. generace. Z penicilinů působí pouze aminopeniciliny a to na většinu kmenů Enterococcus faecalis, avšak E. faecium je vůči aminopenicilinům rezistentní. Zbylá antibiotika patřící pod peniciliny nejsou zaměřeny na enterokoky (Votava, 2003; Franz et al., 2003). Glykopeptidová antibiotika jsou částečně účinná proti enterokokům. Řadí se sem vankomycin působící na některé kmeny Enterococcus faecalis a Enterococcus faecium. Plně rezistentní vůči vankomycinu jsou Enterococcus caseiflavus a Enterococcus gallinarum. Do této skupiny se řadí také teikoplanin, jeho účinek proti enterokokům je značně nižší. Enterokoky mají získanou rezistenci na glykopeptidy a to ve fenotypových formách VanA, VanB, VanC, VanD, VanE a VanG. Typ VanA disponuje vysokou odolností k vankomycinu a teikoplaninu, odolnost se přenáší konjugačně. U genu VanB je citlivost k teikoplaninu a odolnost k vankomycinu různě vysoká. Fenotyp VanC nevykazuje vysokou rezistenci k vankomycinu a k teikoplaninu má prokazatelně nižší stupeň rezistence (Votava, 2003; Ogier et al., 2008; Giraffa, 2002). Aminoglykosidická antibiotika nepůsobí proti enterokokům, Enterococcus faecalis je vysoce rezistentní vůči gentamicinu. (Bednář, 1996) Navzdory tomu se používají k léčbě enterokokových nákaz. Linkosamidová antibiotika jsou také neúčinná proti enterokokům. Rezistence enterokoků vůči antibiotikům v současné době stále roste (Votava, 2005). V posledních letech došlo k vytvoření nové skupiny antibiotik působící proti odolným grampozitivním kokům, tedy i k vankomycin-rezistentním enterokokům. Jedná se o skupinu syntetických antibiotik oxazolidinonů do kterých patří linezolid. Avšak dlouhodobé používání linezolidu může být spojeno s vytvořením multirezistentních organismů a to linezolid-rezistentním vankomycin-rezistentním enterokoků. (Patra et al., 2012; Santayana et al., 2012) 31

32 7.1.2 Močové infekce Močové infekce jsou druhé nejběžnější infekce, první místo zaujímají infekce respirační. Úmrtnost je u pacientů s touto infekcí nízká, ojediněle může dojít k úmrtí na močovou sepsi. Nejčastěji tyto infekce postihují ženy, avšak může k nim dojít i u mužů. Za normálních podmínek jsou močové cesty sterilní, zejména od ledvin až po močový měchýř. Nejhlavnější faktor sterility je uromukoid. Tento hlen brání k přilnutí bakterií na sliznici. Dalšími faktory jsou ph moči a její odtok, IgA, prostatický sekret a kyselost moči (Schindler, 2010). Původcem močových nozokomiálních infekcí jsou zejména bakterie rodu Enterococcus a gramnegativní bakterie jako je například Escherichia coli. (Ševčík et al., 2003; Votava, 2005) Bakterie druhu Enterococcus faecalis se řadí také mezi normální mikroflóru nacházející se ve sliznici v přední části močové trubice. Mohou tak v malé míře kontaminovat i moč (Bednář, 1996). Na virulenci dané bakterie závisí vznik močové infekce. Dalším faktorem je stav hostitele, zejména pak délka močové trubice, dále hydratace, poruchy odtoku moči a katetrizace (Breathnach, 2013). Bakterie kolonizující ústí močové trubice odtud kontaminují urogenitální trakt ascendentně. Nejprve osidlují sliznici a postupně se dostávají až do močového měchýře, kde způsobují zánět - cystitidu. Při porušení hladkého odtoku moči může dojít k rozšíření bakterií až do ledvin, kde mohou způsobit pyelonefritidu (Schindler, 2010; Rozsypal, 1981). Zdrojem endogenní infekce jsou mikroorganismy nacházející se v gastrointestinálním traktu nebo v ústí močové trubice, které mohou infikovat pacienta. K exogenní infekci dochází při dlouhodobějším používání močového katétru, dále při použití otevřeného systému drenáže moči, při instrumentalizaci pacienta nebo špatné hygieně rukou zdravotníků. Čím déle je močový katétr zaveden u pacienta, tím více se zvyšuje riziko této infekce. Je-li tento katétr zaveden u pacienta více jak 30 dní, je pravděpodobnost infekce téměř 100% (Beneš, 2009; Majumdar et al, 2012). 32

33 Močové infekce se mohou také projevit po operačním zákroku močového měchýře, prostaty nebo ledvin. Po operaci může nastat i komplikace v podobě vzniku ledvinového abscesu, stav pacienta se může zhoršit natolik, že může dojít ke vzniku septického šoku. Nejlepší prevencí je uvážení zda pacient katétr potřebuje. Pokud ano, tak se katétr napojí na uzavřený drenážní systém za aseptických podmínek. Dále je důležitá důsledná hygiena na pracovišti a osobní hygiena pracovníků (Majumdar et al, 2012). Jestliže dojde k rozvoji infekce, je důležité katétry vyměňovat nebo trvale odstranit. Na základě provedených laboratorních vyšetření uvážlivě aplikujeme antibiotika. Vyšetřujeme především moč pacienta, dojde-li k nálezu proteinů a zvýšeného počtu leukocytů a erytrocytů v moči, dojde k podpoření diagnózy močové infekce (Ševčík et al., 2003; Beneš, 2009). Nejvhodnější jsou antibiotika s širokým spektrem účinku, jedná se o cefalosporiny, aminoglykosidy nebo ampicilin (Ševčík et al., 2003; Votava a kol., 2007) Infekční endokarditida Infekční endokarditida je závažné onemocnění ohrožující život, bez správné terapie ve většině případů končí úmrtím pacienta. Díky značnému vývoji v kardiochirurgii došlo k rozvoji endokarditid jak nozokomiálních, tak prostetických. Z celkového počtu endokarditid se ve vyspělých zemích vyskytují nozokomiální endokarditidy v 5-29% (Havlík, 2002; Gilleece et al, 2000). Tuto infekci způsobují mikroorganismy napadající a kolonizující srdeční chlopně nebo nástěnný endokard. Může se jednat i o endokarditidu postihující chlopenní náhrady. Ve většině případů postihuje infekční endokarditida dvakrát více muže než ženy (Heikens et al., 2011; Hobstová, 2003). Může ji způsobit téměř jakékoliv infekční agens, avšak nejčastěji ji způsobuje Staphylococcus aureus. Dále jsou to enterokoky a streptokoky, ale na infekci se mohou podílet také houby a chlamydie. Bakterie rodu Enterococcus se mohou dostat do krevního řečiště při infekci močových nebo žlučových cest a z ran při chirurgických operacích. Nejčastěji se enterokoky účastní subakutní endokarditidy (Gilleece et al, 2000; Hobstová, 2003). 33