Prednáška zo všeobecnej mikrobiológie 6

1. Prednáška zo všeobecnej mikrobiológie 6 • Fyziologická flóra kože a slizníc - rozdelenie, význam, zmeny • Patogenita a virulencia mikroorganizmov • Patogénny potenciál • Infekcia - ochorenie spôsobené mikroorganizmami, podmienky vzniku, spôsoby prenosu, typy ochorení • Patogenéza bakteriálnych ochorení

2. Fyziologická mikrobiálna flóraFMF • Kolonizácia hneď po pôrode (prostredie, typ stravy) • Perzistentný parazitizmus • Zloženie je rovnaké u rôznych zvieracích druhov - vytvorené na základe ekologických vzťahov • Zloženie je relatívne stále v rámci druhu aj individuálne

3. Mikrobiálna flóra v zdraví a chorobe • Štúdium interakcie človeka a mikroorganizmu • Mikroorganizmy - ochorenia aj kľúčová úloha pri prežívaní

4. Vzťah medzi človekom a fyziologickou flórou • Súčasť ekologických vzťahov človeka s nepatogénnymi aj patogénnymi mikroorganizmami • FMF - môže prebrať funkciu patogénov, ak imunitné mechanizmy zlyhávajú - interferuje s patogénmi pri ich kolonizácii a invázii (boj o receptorové miesta, nutričné faktory) - imunizuje hostiteľa proti patogénom prostredníctvom podobných alebo skrížene reagujúcich antigénov - tvorba bakteriocínov - je možné ju omylom považovať za etiologické agens (morfologická podobnosť a prítomnosť na slizniciach)

5. FMF = nosičstvo • Normálna mikroflóra - štandardné vybavenie zdravého hostiteľa (Staphylococcus aureus na koži) • Prechodná flóra, nosičstvo patogénnych mikroorganizmov - Salmonella typhi - patogén dlhodobo prítomný na sliznici organizmu po prekonaní ochorenia, vďaka získanej čiastočnej imunite, bez viditeľného škodenia - zdroj infekcie

6. Rozdelenie FMF • Pravdepodobne súčasti povrchu baktérií sú zodpovedné za typickú distribúciu FMF spolu s prostredím, ktoré osídľujú • Závisí na veku, hormonálnej aktivite, prijímaní potravy - novorodenec, fertilita • Je ovplyvnené chorobnými stavmi -achlorhydria žalúdka - terapiou - antacida

7. Koža • Staphylococcus aureus koaguláza+ • Staphylococcus epidermidis, koaguláza- • Propionibacterioum acnes (vývody potných žliaz, vlasové folikuly) • Corynebacterium (difteroidné paličky) • Clostridium • Candida sp.

8. Spojovkový vak • Haemophilus sp., nehemolytické streptokoky, koaguláza-negat. stafylokoky - pri odbere možnosť kontaminácie z okolitej kože

9. Dutina nosová • Staphylococcus epidermidis a koaguláza -, Staphylococcus aureus, • Corynebacterium sp. • Haemophilus sp., Neisseria sp., Str. pneumoniae • Moraxella catarrhalis • Streptococcus mitis, salivarius, viridans - možná kontaminácia pri odbere z okolitej kože

10. Dutina ústna • Staphylococcus epidermidis, Streptococcus salivarius, Lactobacillus acidophilus, Corynebacterium sp., Actinomyces bifidus, Leptotrichia buccalis, Treponema dentium, Mycoplasma sp., Spirrilum sp. Streptococcus mutans, Anaeróbne mikrokoky, Streptococcus mitis, Anaeróbne streptokoky, Neisseria sp., Bacteroides sp., Actinomyces israelli, Fusobacteriom sp., Candida albicans, Moraxella catarrhalis, Veillonela alcalescens, Kingela, Eikenella

11. Farynx • Streptococcu salivarius, Neisseria sp., Corynebacterium sp., Fusobacterium sp., Treponema dentium, Klebsiella aerogenes, Proteus sp., Moraxella catarrhalis, Streptococcus mitis, anaerobné streptokoky, Veillonella alcalescens, Bacteroides sp., Vibrio sputorum, Actinomyces israelli, Haemophilus sp.

12. Hrubé črevo • Počet baktérií stúpa smerom kaudálnym- 1010/g obsahu • U kojených detí - lactobacilus • Pri zmiešanej strave - E. coli, Bacteroides, Clostridia, Enterococcus • Streptococcus mitis, Enterococcus faecalis,Lactobacillus sp., Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Bacteroides sp., Mycoplasma sp., Candida albicans, Bifidovacterium bifidum, anaeróbne mikrokoy, Streptococcus salivarius, Clostridium sp., Alcaligenes faecalis, Klebsiella aerogenes, Fusobacterium sp., Eubacterium sp, Citrobactersp., Proteus sp.

13. Vonkajšie genitálie • Staphylococcus epidermidis, Enterococcus faecalis, Eschoerichia coli, Bacteroides sp., Mycobacterioum smegmatis, Fusobacterium sp., Corynebacterium sp. - difteroidné paličky, Streptococcus sp., anaeróbne streptokoky, Spirilium sp, Treponema dentium, Candida albicans, Mycoplasma sp.,

14. Vagina • Anaeróbne mikrokoky, Neisseria sp., Haemophilus sp., Treponema dentium, Lactobacillus vaginalis, Streptococcus viridans, Corynebacterium sp., • kolonizovaná laktobacilmi hneď po pôrode + stafylokoky, enterokoky, difteroidné paličky • puberta - laktobacily štiepia glykogén epitelu - acidita vaginálneho sekretu vo fertilnom období • postmenopausa - zloženie ako pred pubertou

15. Močové cesty • Dolná časť uretry môže byť kontaminovaná FMF z okolia - koža a vonkajší genitál.

16. FMF je fyziologická len v danom prostredí a zložení • ak je mikroorganizmus inokulovaný do prostredia za fyziologických podmienok sterilného alebo do miest, kde netvorí súčasť FMF - vzniká ochorenie (Escherichia coli - FMF v čreve - v močových cestách spôsobí infekciu)

17. Úžitok FMF • Vzájomná kontrola zloženia na základe - kontroly implantácie a kolonizácie patogénnymi mikroorganizmami (Bifidobacteria v čreve kojených detí bránia kolonizácii črevnými patogénmi, viridujúce streptokoky - blokujú kolonizáciu Candidou v ústach • tvorba vitamínov (K,B) - avitaminóza pri atb terapii • boj o energetické zdroje • dozrievanie imunity - endotoxin

18. Možné riziko z MFM pri zlyhaní imunity • Podmienečne patogénne - pri znížení imunity • Prítomnosť endotoxín produkujúcich baktérii - chronická intoxikácia • Bacteroides - produkcia mutagénov • PNC-ázu produkujúce stafylokoky môžu znižovať účinok terapie (PNC pri eradikácii gonokokov ) • Streptokoky v dutine ústnej sa podieľajú na tvorbe kazov,

19. Zmena zloženia FMF • Dysmikróbia - zmeny v jemnej rovnováhe zloženia mikroflóry - širokospektrálne atb • premnoženie jedného druhu FMF • kolonizácia patogénnymi mikroorganizmami v určitom prostredí (Staf. aureus v nemocničnom prostredí, Neisseria meningitidis u vojakov) • Zníženie prijmu glukózy redukuje počet Str. mutans a lactobacilov - nedostatok glc na syntézu glukánu potrebného na adherenciu Str. mutans na povrch zubnej skloviny

20. Prostredie za fyziologických podmienok sterilné • Dýchacie cesty kaudálne od farynxu • GIT od oesofagu - (prechodne len baktérie obsiahnuté v strave a prehltnutých slinách) - po colon • Močové cesty - (ojedinele v kaudálnej tretine uretry ) • Vnútorné pohlavné orgány • Stredné ucho • Vnútorné tkanivá • Orgány nervového systému

21. Materiály za fyziologických podmienok sterilné • Punktáty - prínosových dutín, mäkkých tkanív, kĺbov, pleurálny, perikardiálny • Spútum, aspirát z pľúc, stredoušnej tekutiny • CSM • Krv • Moč • Bioptický materiál zo žalúdka, čriev

22. Interpretácia nálezov • Izolácia nepatogénnych mikroorganizmov konzistentných s FMF (Str. viridans v ústach) • Izolácia potenciálne patogénnych mikroorganizmov konzistentných s FMF (Haemophilus influenzae z nosohltanu) • Izolácia nepatogénnych mikroorganizmov nekonzistentných s FMF (E. coli z nosa) • Izolácia akýchkoľvek mikroorganizmov zo sterilných oblastí (! na kontamináciu!)

23. Organizmus, ktorý žije v alebo na inom väčšom organizme - parazit a hostiteľ Symbióza - spolužitie 2 organizmov bez jednoznačného úžitku alebo poškodenia Parazitizmus - výhodný pre parazita, pre hostiteľa môže byť nevýhodný, indiferentný alebo priaznivý Mikroorganizmy: Nepatogénne - geneticky podmienená vlastnosť vo vzťahu k druhu Patogénne - vysoko virulentné mikrooganizmy spôsobujúce ochorenia u inak zdravých jedincov očkovanie prechodná zóna prežívanie Podmienečne patogénne - nízkovirulentné, vyvolávajúce ochorenie pri výraznom porušení imunitných mechanizmov. Často sú súčasťou FMF

24. Fázy vzťahu mikroorganizmu a makroorganizmu • Adherencia a kolonizácia hostiteľa - adhezíny, pilli - povrchové štruktúry • Typ parazitizmu - patogénne a nepatogénne (FMF - endogénne, mikroorganizmy externé) - patogenita, virulencia • Reakcia makroorganizmu - imunity

25. Infekcia 1 • Napadnutie organizmu patogénnym mikroorganizmom, ktoré má za následok poškodenie a ochorenie organizmu • Uskutočňuje sa - inhaláciou, ingesciou, inokuláciou • Infektivita mikroorganizmu závisí na jeho schopnosti adherovať a atakovať tkanivo - prvotný kontakt - elektrostatické sily - pevné ireverzibilné chemické väzby-adhezíny, pilli mikroorganizmu a receptorové miesta makroorganizmu = kolonizácia - udržanie sa životaschopného mikroorganizmu v alebo na hostiteľskom tkanive bez vyvolania tkanivového poškodenia

26. Vznik infekcie 2 • S výnimkou inokulácie každá infekcia začína kolonizáciou - infikovaním sliznice

27. Kolonizácia 3 • Nastupuje hneď po narodení • Môže byť trvalá alebo periodická • Ovplyvnená prostredím - nemocničné prostredie, uzavreté populácie - vojenské tábory • Neznamená ochorenie, ale je prvým stupňom pri vzniku klinického ochorenia • Následky kolonizácie závisia na stave rezistencie

28. Lokalizácia alebo diseminácia 4 • Infekcia epitelu bez penetrácie -vírusy, ktoré sa nereplikujú pri 37*C- rhinovírusy - infekcia- ochorenie nosovej sliznice, Mycobacterium marinum - rastie pri 31*C- kožné ochorenie • Prechod mikroorganizmu epitelovou vrstvou, prechod bazálnou membránou do subepiteliálneho tkaniva. Penetrácia a šírenie - extracelulárne enzýmy - lipáza, kolagenáza, hyaluronidáza… • Šírenie zo subepiteliálneho tkaniva do okolia priamo (per continuitatem) alebo lymfatickými a krvnými cestami. Tkanivový tropizmus

29. Rast mikroorganizmu v hostiteľovi 5 • Rozdiel v raste in vivo a in vitro • Zmena virulencie pri pasážovaní na umelých mediách a in vivo • Prístup k nutričným faktorom (prítomnosť voľného železa pre baktérie) • Baktérie si vytvárajú polysacharidovú vrstvu - glycocalyx - vytváranie biofilmu - v ňom rastú baktérie pomalšie ale koncentruje nutričné faktory a chráni pred fagocytózou

30. Patogenetické mechanizmy 1 • Mikroorganizmus môže vyvolať tkanivové poškodenie, ktoré sa prejaví ako ochorenie postihujúce 1 alebo viac orgánov. Dosahuje toho napr.: - indukciou zápalu - povrchové antigény chemotakticky priťahujú PMNL • - zmenou funkcií buniek alebo metabolizmu (poškodenie buniek toxínmi) • - imunomoduláciou (navodenie hypersenzitivity rhinovírusmi • Poškodenie často súvisí - je spôsobené - obrannými reakciami

31. Patogénne mikroorganizmy 2 • Parazity, ktoré sú schopné vyvolať zjavné ochorenie u signifikantného počtu zdravých osôb, ktoré nemajú vytvorenú imunitu proti nim. • Majú prirodzeného hostiteľa na ktorom sa množia, unikajú jeho obranným mechanizmom a infikujú ďalšieho a vyvolajú ochorenie alebo sa stanú nosičskými kmeňmi • Rovnováha so zachovaním hostiteľa • Infekcia neprirodzeného (náhodného) hostiteľa - neprirodzenou cestou prenosu - devastujúca

32. Ochrana hostiteľa pred mikroorganizmom • Vrodená imunita - konštitutívna pre živočíšny druh, existuje po narodení, bez stretnutia sa s mikroorganizmom - vonkajšia obranná línia - koža a sliznice s tekutinami, ich mechanickým a chemickým pôsobením, usadenými fagocytmi a reflexami - vnútorná línia - zápalová reakcia a účinky RES • Získaná imunita- špecifická obrana protilátkami alebo bunkami po ich aktivácii pri stretnutí sa s mikrobiálnym antigénom

33. Predisponujúce faktory zo strany hostiteľa • Porušenie intaktnej kože a slizníc (popáleniny) • Porušenie odplavovacej funkcie moču, sĺz (urolitiáza), • Porušenie FMF užívaním širokospektrálnych atb • Agranulocytóza po radioterapii a kortikoterapii, liečbe cytostatikami • Hypogamaglobulinémia, asplénia (opúzdrené baktérie) • Sprievodné ochorenia - cirhóza, diabetes, alkoholizmus • Cudzie telesá, permanenté katetre, náhrady chlopní - biofilm • Vaskulárna oklúzia, poruchy mikrocirkulácie

34. Následky interakcie mikroorganizmu a hostiteľa • Nie každý pokus mikroorganizmu infikovať hostiteľa musí skončiť ochorením • Mikroorganizmus - neprenikme cez vonkajšie bariéry -celistvá koža - po preniknutí je rýchlo eliminovaný -kašľací reflex - vytvorí symbiotické vzťahy - imunita • Infekcia atenuovaná, (výhodná pre patogéna) - progresívna reverzibilné alebo ireverzibilné zmeny - chronická - smrť (nevýhodná pre patogéna)

35. Následky pre hostiteľa • 1) Bez infekcie - mikroorganizmus nemá dostatočnú virulenciu alebo je eliminovaný • 2) Kolonizácia - mikroorganizmus sa etabluje, ale nevyvolá ochorenie • 3) Inaparentné ochorenie - hostiteľ nie je klinicky chorý, ale vzniká imunitná reakcia s ochranným efektom alebo vzniká nosičstvo • 4) Klinicky zjavná infekcia - klasický priebeh • 5) Smrť následkom poškodenia tkanív infekciou, imunitnou reakciou, neinfekčných následkov alebo sprevádzajúcich ochorení

36. Faktory ovplyvňujúce vzťah mikroorganizmu a hostiteľa • Vzťahy dynamickej rovnováhy medzi hostiteľom (jeho obrannými mechanizmami) a mikroorganizmom (v kontexte ekologickom spolu s FMF) • Rovnováha sa môže porušiť: - pri kontakte s patogénom s výraznou virulenciou - pri oslabení odolnosti hostiteľa - oportúnne inf. • Nestabilita obidvoch

37. Zmeny mikroorganizmu • Fenotypové alebo genotypové zmeny (zmena hostiteľa, nutričné faktory, patogenicita, virulencia) • Rýchla pasáž pri epidemickom šírení - zvýšenie virulencie • Selekcia imúnnej populácie

38. Zmeny makroorganizmu • Genetická konštitúcia (kosáčikovitá anémia a malária) • Vek (deti do 3. roku života nevedia imunologicky reagovať na polysacharidové antigény - opúzdrené kmene) (znížená tvorba imunoglobulínov v staršom veku) • Nutričný stav (avitaminóza, hypogamaglobulínémia) • Hormonálne faktory - tehotenstvo • Perzistentný stres

39. Patogenéza ochorení vyvolaných mikroorganizmami • multifaktoriálna • ovplyvnená - obranyschopnosťou hostiteľa-imunita - faktormi patogenity a virulencie mikroorganizmu - množstvom mikroorganizmov • Patogenita - schopnosť vyvolať ochorenie, (prenosnosť - z chorého na zdravého, infekčnosť - prekonanie obranyschopnosti, virulencia -schopnosť vyvolať poškodenie) • Virulencia - miera patogenity, kvantitatívna , určená infekčnou dávkou

40. Typy patogénov • Podmienečne patogénne - fakultatívne, oportunistické patogény - u osôb s neporušenou imunitou ochorenie vznikne len veľmi zriedkavo. Súčasť FMF. Nízkovirulentné • Nepatogénne - geneticky neprispôsobené na vyvolanie ochorenia u daného druhu • Primárne patogénne - vysokovirulenté, vyvolajú ochorenie u imunologicky kompetentných osôb

41. Vznik ochorenia • Expozíciou toxínom • Expozíciou patogénom - kolonizácia, - penetrácia a pomnoženie, - poškodenie tkaniva. • Uplatnenie sa faktorov virulencie - rôzne v rôznych štádiách infekcie

42. Kochove postuláty • 1. Mikroorganizmus sa musí nájsť vždy u chorého, ale nie u zdravého • 2. Mikroorganizmus sa musí izolovať od chorého a rásť v čistej kultúre • 3. Mikroorganizmus izolovaný v čistej kultúre musí vyvolať ochorenie po jeho inokulácii do vhodného organizmu • 4. Mikroorganizmus je možné opakovane izolovať z experimentálne infikovaného organizmu

43. Expozícia a prenos • Endogénymi mikroorganizmami - z FMF, pri porušení rovnováhy alebo zanesením na miesta normálne sterilné • Exogénne mikroorganizmy - cesta vstupu ingescia, inhalácia, inokulácia - typická - infekčná dávka, veľkosť inokula - (200 baktérií Schigella sp., 108 Vibrio cholerae)

44. Brána vstupu mikroorganizmov • Ingescia -Salmonella, Shigella, Yersinia enterocolitica, ETEC, Vibrio, Campylobacter, Clostridium botulinum, Bacillus cereus, Listeria, Brucella, Giardia, Entamoeba histolytica, cestodes, Enterovíruy, poliovírus, VHA, VHE • Inhalácia -Mycobacterium, Nocardia, Mycoplasma pneumoniae, Legionella, Bordetella, Chlamydia psittaci, pneumoniae, Histoplasma, Blastomyces, Coccidioides, Cryptococcus, RSV, orthomyxovírusy, Paramyxovírusy, VZV • Inokulácia -poranením Clostridium tetani, vpichom ihlou - VHB,HIV,VHC, Staf.aureus, hmyzom Borrelia, rickettsia, Yersinia, sexuálne Neisseria gonorrhoe, Chlamydia trachomatis,HIV, transplacentárne Treponema pallidum, toxoplasma, rubeolla virus, CMV

45. Kolonizácia - prichytenie a replikácia • Prichytenie - adherencia - prostredníctvom adhezínov na povrchu mikroorganizmu a glykoproteinových receptorov na bb. hostiteľa • Rôzne adhezíny súvisia s rôznymi infekciami (fimbrie, pilli) • Prichytenie bráni odplaveniu peristaltikou, prúdom moču, kašľaním, kýchaním, centripetálnym pohybom riasiniek

46. Mechanizmy adherencie • St. aureus---lipoteichoová kyselina---? • E.coli -------P fimbriae---------glykolipid krvnej sk.P • Treponema pallidum---P1,P2,P3-----fibronectin • Orthomyxovírusy---hemaglutinin---kys. sialová • HIV-------------------gp120---------CD4 T lymfocytov

47. Penetrácia a šírenie • Zostávajú na povrchu epitelu (Vibrio cholerae, rhinovírusy - lokálna inf.) • Prenikajú do bunky, zostávajú lokalizované (Shigella - ulcerácie) • Šíria sa do priestoru a prenikajú do krvi (Salmonella typhi - celkové ochorenie(

48. Prežívanie mikroorganizmu v hostiteľovi • Vhodné miesto - predilekčné - špecifické receptory, dostupnosť rastových faktorov • Interakcia faktorov virulencie mikroorganizmu a obranných mechanizmov hostiteľa • Degradačné enzýmy (hyaluronidázy, nukleáza, kolagenáza, elastáza) - začiatok poškodenia • Únik pred obrannými mechanizmami

49. Ochrana mikroorganizmu pred imunitnými mechanizmami • Púzdro - bráni fagocytóze, napodobňuje antigény hostiteľa - antigénne mimikry (Str.pyogenes) • Antigénny posun a zmena - shift,drift (V.chrípky) • Intracelulárna lokalizácia ( Brucella) - musia byť schopné odolávať zničeniu vo fagolyzozómoch - obídením alebo lýzou vezikúl, zábranou fúzie falgozómu s lyzozómami, odolnosťou voči degradačným enzýmom • Tvorba IgA proteáz proti IgA protilátkam (H.influenzae) • Tvorba enzýmov degradujúcich fagocytujúce bunky (streptolyzín, alfa toxín Cl.perfringens)

50. Extracelulárne toxíny - enzýmovej povahy - cytolytické • Proteázy, kolagenázy, hyaluronidázy rôznych baktérií. Umožňujú šírenie do okolia. Účinok je závislý na dávke • Cl. perfringens - kolagenáza Staphylococcus aureus - hyaluronidáza, exfoliatin,