Factorii de patogenitate ai bacteriilor

1. Factorii de patogenitate ai bacteriilor

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

3. Clasificarea bacteriilor în funcţie de patogenitate Flora normală a organismului Flora oportunistă Treponema pallidum Streptococcus pyogenes Salmonella Yersinia pestis • microorganisme nepatogene • microorganisme patogene • îmbolnăviri cu penetraţie mare în populaţie • sau îmbolnăviri cu consecinţe grave • microorganisme condiţionat patogene S. aureus, E. coli, Klebsiella, P.aeruginosa • Microorganisme accidental patogene: Staphylococcus epidermidis, Streptococcus viridans

4. După capacitatea de invazie • bacteriile toxigene (C. diphteriae, Clostridium tetani, Clostridium botulinicum), care se multiplică discret la poarta de intrare, iar toxina, secretată şi apoi vehiculată de sânge în organsim, este responsabilă de apariţia bolii • bacteriile invazive (B.antracis) pentru care ataşarea constituie un prim pas în penetrarea mai adâncă a ţesuturilor sterile. Ajunse aici, se vor multiplica, vor secreta diverşi factori de patogenitate, rezultatul fiind infecţia • bacteriile sensibilizante, care prin infecţie sensibilizează organismul. Acesta va răspunde prin reacţii imunopatologice ce îi sunt nocive şi generează leziuni

5. Streptococcus pyogenes • Invaziv: infectii ale pielii, inf.respiratorii, • Toxigen: eritrotoxina – scarlatina • Sensibilizanta: mecanism alergic • Reumatismul poliarticular acut • Glomerulonefrita acuta • Cardita reumatismala

6. Factorii de patogenitate ai bacteriilor • ataşarea şi pătrunderea în organismul gazdă; • invadarea locală sau generală a organismului; • multiplicarea în organismul gazdă şi secreţia unor factori de patogenitate.

7. 1. FACTORI DE PĂTRUNDERE ŞI ADERENŢĂ Leptospirele prin înşurubare Stafilococi, Pseudomonas anaerobi • Pătrunderea prin tegumente intacte • Pătrunderea prin întreruperea integrităţii tegumentelor sau a mucoaselor • Leziuni traumatice • Înţepături de insecte • Muşcătura unui animal • Manevre medicale • Pătrunderea pe alte căi (digestivă, respiratorie, urogenitală, conjunctivală) Plasmodium, Borrelia Virusul rabic Pasteurella multocida Virusurile hepatitice Virusul SIDA

8. Factorii de aderenţă Prima relaţie între microorganismul care se stabileşte infectant şi gazda sa este ataşarea microorganismului de suprafaţa celulelor. Aderenţa: • Adezine microbiene: • adezine nefimbriale • Fimbrii • Receptori specifici pe suprafaţa celulelor

9. 1.1. Adezine nefimbrialea. Substanţe de pe suprafaţa bacteriilor Bacterie adezină receptor Epiteliu Salmonella typhimurium Bordetella pertussis hemaglutinină b.Capsula: inhibiţie a înglobării de fagocite Streptococcus mutans

10. c. Substanţe propri organismului • Fibronectina: glicoproteină plasmatică cu proprietatea de a adera pe suprafaţa mucoselor şi prin intermediul căreia bacteriile aderă şi ele de celulele epiteliului lipoteichoic acid F-protein Streptococcus pyogenes Staphylococcus aureus Treponema pallidum fibronectina

11. 1.2. 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, caPseudomonas, Neisseria (gonococ şi meningococ), Bacteroides, Vibro etc

12. E. colicu fimbrii

13. Fimbrii la Escherichia coli Tip 1 manoză P • galactoză • glicolipide • glicoproteine

14. 2. Factori de invazie microbiană Diseminarea infecţiei: • din aproape în aproape: exoenzime • endocitoza şi translocare • Pe cale sanguină sau/şi limfatică

15. 2.1. Exoenzime • Hialuronidaza: Streptococcus pyogenes, Staphylococcus aureus, Clostridium welchii • Coagulaza: S. aureus • Fibrinolizina: Streptococcus pyogenes • Enzime hidrolitice (proteaze, nucleaze, lipaze) • Enzime citolitice: hemolizine, leucocidine (SLO-Streptococcus pyogenes, S.aureus,etc • Componente de inveliş ale unor bacterii (capsula, proteina M a Str.pyogenes, proteina A a S. aureus)

16. r r r Proteina M inibă fagocitoza Complement fibrinogen M protein peptidoglican

17. Proteina A inhibă fagocitoza Fagocit Fc receptor Proteina A imunoglobulina BACTERIE

18. 2.2. Endocitoza şi translocarea • Habitat extracelular-mai accesibile MApA • Habitat intracelular : endocitoza • Habitat facultativ intracelular Endocitoza:pătrunderea bacteriilor cu habitat intracelular în celula gazdă Translocare: 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)

19. Bacterii intracelulare phagosome Nu se produce fuziunea

20. Penetrare şi diseminare Epiteliu Shigella (plasmid) Salmonella typhi

21. 3. Toxine bacteriene=substanţe solubile cu efect toxic • Exotoxine • Endotoxine 3.1. Exotoxine -pe care bacteriile le secretă în mediul înconjurător, ca produs al metabolismului propriu • Proteine cu toxicitate foarte ridicată • Puternic imunogene • Prin învechire se transformă in anatoxine utilizate în vaccinare • Acţiune farmacodinamică specifică

22. Structura exotoxinelor Membrana celulară Parte activă ataşare A B

23. 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)

24. 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;

25. 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 a ţesutului conjunctiv(C. perfringens - colagenaza , S. pyogenes - hyaluronidaza)

26. 3.2. Endotoxine-fac parte din str. PC la BGN 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.

27. 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);

28. 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;

29. 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.

30. 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.