curs 4 patogenitate_ap.antiifect.ppt

Patogenitatea = epifenomen al acaparării de către unele specii a unui nou mediu de viaţă ( mediul intern sau mediul intracelular al gazdei)

Patogenitatea bacteriilorPatogenitate = ansamblul proprietăţilor biologice

ale unui microorganism care îi permit să determine îmbolnăvirea gazdei.

Clasificarea bacteriilor în raport de patogenitate

- nepatogene (prezenţa lor nu determină îmbolnăviri);

- înalt patogene sau patogene primare (determină cel mai frecvent îmbolnăviri la gazda normoreactivă dar lipsită de apărare specifică);

- condiţionat patogene sau oportuniste (prezente pe suprafeţele de înveliş, pot determina îmbolnăviri când:

– apar disfuncţii ale barierelor de apărare antimicrobiană

– variaţia genetică le conferă factori de patogenitate).

Atributele majore ale unei bacterii patogene

transmisibilitatea = posibilitatea de a trece de la o gazdă la alta;

infectivitatea = abilitatea de a pătrunde1, de a persista2 prin depăşirea sau neutralizarea barierelor şi mecanismelor antimicrobiene, de a se multiplica3 şi de a invada4 organismul gazdei;

virulenţa = capacitatea microorganismului de a vătăma gazda.

Transmisibilitatea conferită de:- rezistenţa la condiţii de desicaţie/uscăciune (Mycobacterium

tuberculosis, Staphylococcus aureus, Corynebacterium diphtheriae etc);

- supravieţuirea şi chiar multiplicarea în medii umede, minimale nutritiv (specii din familia Enterobacteriaceae sau Pseudomonas aeruginosa);

- prezenţa endosporilor care asigură indefinit supravieţuirea în condiţii nefavorabile (specii Bacillus şi Clostridium);

- adaptarea la transmiterea directă (ex. transmitere sexuală) sau prin vectori biologici (artropode hematofage) în cazul speciilor extrem de fragile în mediul extern (Neisseria gonorrhoeae, Treponema pallidum, respectiv specii Rickettsia,

Borrelia).

Virulenţa

- Exprima gradul de patogenitate al unui microb;

- capacitatea microorganismului de a vătăma gazda.

- este un atribut de tulpină cuantificabil (DLM; DL50);

- este un caracter de clonă (fenomenele de transfer şi recombinare genică completează arsenalul de patogenitate)

- genele de virulenţă sunt cel mai frecvent prezente pe elemente genetice mobile (plasmide, fagi, transpozoni).

Postulatele moleculare Koch:

• factorul de virulenţă este prezent numai la tulpinile virulente;

• inactivarea prin mutaţie a genei care-l codifică duce la pierderea virulenţei;

• reversia la gena sălbatică restaurează virulenţa;

• produsul genei induce, de regulă, un răspuns imun protector;

Patogenitate

I. Pătrunderea microbilor in organism II. Persistenţa microbilor in organismIII. Multiplicarea microbilor si invazia

gazdeiIV. Lezarea structurilor gazdeiV. Capacitatea de a intra intr-un lant

de transmitere (eliminarea si infectarea unor noi gazde receptive)

I. Pătrunderea microbilor in organism

1. Depăşirea barierelor externe de apărare- discontinuităţi ale tegumentului;

- discontinuităţi ale stratului de mucus (plăcile Peyer);

- degradarea enzimatica a stratului de mucus - producere de neuraminidază (V. gripale);

2. Sinteza de bacteriocine (proteine codificate plasmidic, efect bactericid asupra unor tulpini din aceiasi specie sau alte specii - afectează bariera biologică a suprafeţelor).

I. Pătrunderea microbilor in organism

3. Menţinerea prin aderare la suprafeţele de înveliş- necesită participarea a doi factori:

• adezină sau ligant – componente macromoleculare pe suprafaţa celulei bacteriene, fimbrii, glicocalix, proteine de suprafaţă (proteina M, proteina F)

• receptori celulari prezenţi pe suprafaţa celulelor gazdei;

- adezinele şi receptorii interacţionează în manieră complementară şi specifică;

- conferă rezistenţă la spălarea mecanică (prin secreţii sau excrete) sau prin mişcări peristaltice;

- Fixarea adezinelor pe R declaşeaza endocitarea microbilor (gonococi-uroepiteliu, Shigella–enterocit)

Exemple:- S. aureus si T. pallidum se leaga de

fibronectină prin diferite proteine de suprafaţă;

- S. pyogenes posedă: acizi teichoici, proteina M şi proteina F (ultima este ligant pentru fibronectina).

AdhesionAdhesion

adhesinadhesin

EPITHELIUMEPITHELIUM

receptorreceptor

BACTERIUMBACTERIUM

S. pyogenesS. pyogenes

fibronectinfibronectin

F-proteinF-proteinlipoteichoic acidlipoteichoic acid

Tulpini uropatogene (E. coli - prezintă pili)

Absenţa pililor

Patogenitate

I. Pătrunderea microbilor in organism II. Persistenta microbilor in organismIII. Multiplicarea microbilor si invazia



II. Persistenta microbilor in organism

• Presupune neutralizarea mecanismelor antimicrobiene ale gazdei

• Se realizează prin determinanţi de patogenitate= agresine=• Structuri care confera protecţie impotriva mecanismelor de

aparare ale gazdei– Glicocalixul - inhibă fagocitoza şi acţiunea -cidă a

complementului (E. Coli, Haemophilus influenzae; Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus spp, S. aureus)

– Ag O al BGN +Pt Mb ext – maschează endotoxina (activator al C pe cale alternă)

– Coagulaza (S.aureus, E. Coli) - efect antifagocitar prin producerea de fibrină

– producere de urează (neutralizează bariera acidă gastrică , ex. Helicobacter pylori)

INFECTIVITATEAbacterii obligator, facultativ intracelulare şi extracelulare

-bacterii facultativ intracelulare (Salmonella spp, Shigella, E. coli enteroinvaziv (ECEI), Legionella pneumophila, Neisseria spp, Mycobacterium spp, Bordetella pertussis)

-obligator intracelulare (Rickettsiia spp, Chlamydia spp, Coxiella burnetii) rezistă acţiunii microbicide intrafagocitare;

-mb. fagosomală le protejează de acţiunea enzimelor lizozomale şi acţiunea –cidă a serului !!!

II. Persistenta microbilor in organism

Eludarea supravegherii imune:• variaţia antigenică- infecţia gonococică; Borrelia recurrentis – febra

recurentă;• identitatea antigenică cu celulele gazdei; tulpinile K1 de E. coli au determinanţi

antigenici comuni cu polisialozil-glicopeptidele cerebrale – nu sunt recunoscute că nonself – determină infecţii bacteriemice si meningite grave la nou-născut; ulterior,

• localizarea în situs-uri privilegiate anatomic sau celular; (ex. accesul Ac dificil in LCR, articulaţii, vezica biliară) sau celulare privilegiate (e.g. bacteriile facultativ sau obligator i.c. nu sunt influenţate de Ac serici);

• supresia răspunsului imun - rar implicate bacteriille (e.g. lepră, tuberculoză, cu activarea LyT supresor).

• Mecanisme diverse- absorbţia Ac prin Ag solubile: – Ag capsulare solubile “neutralizează” Ac specifici;– proteina A a S. aureus inactivează parţial IgG;- producerea de IgA – protează (de către N. gonorrhoeae, N. meningitidis, H.

influenzae, S. pneumoniae) - clivează specific IgA;

Patogenitate




III. Multiplicarea microbilor si invazia gazdei

majoritatea bacteriilor îşi exercită efectul patogen prin invazia ţesuturilor, precedată de aderarea la suprafaţa mucoaselor;

invazia poate fi din: - aproape în aproape- pe cale limfatică- hematogenă- nervoasă;

• Invazine = determinanti de patogenitate care asigura invazia –exoenzime care degradează ţesutul conjuctiv care se opune invaziei (ciment intercelular, membrană bazală, depozite de fibrină, fascii).

» Hialuronidaza, » Colagenaza (S. pyogenes, S. aureus) » Elastaze, » Proteaze, » Stafilochinaza, streptokinaza pentru stafilococi si, respectiv streptococi).

III. Multiplicarea microbilor si invazia gazdei

• Virusurile deprima precoce sinteza de Pt. in celula gazda eludând efectele antivirale ale IFN (V. herpetic, PicornaV.)

• Achiziţia de nutrienţi: fierul – bacteriile virulente produc chelatori de Fe (enterochelina, aerobactin), foarte avizi, care depăşesc mecanismul bacteriostatic feripriv impus de gazdă prin lactoferină şi siderofori– Fe complexat cu proteinele: hem şi feritină, intracelular; transferina – T şi

lactoferina - L, extracelular.

– H. influenzae, N. meningitidis, N. gonorrhoeae, leagă, printr-un receptor de suprafata, direct lactoferina sau transferina, alte bacterii, (Vibrio cholerae) fixeaza hemul.

– Proteine ale ME au rol de receptori pentru complexul Fe-siderofori – favorizeaza pătrunderea Fe în celulă.

Patogenitate




IV. Lezarea structurilor gazdei• Direct - (toxine bacteriene, efectul

+ cid al virusurilor)

• Indirect – Reactie inflamatorie nespecifică

intensă– Reacţii de sensibilizare - tip II, III sau IV

(Coombs şi Gell) – vezi Imunologia

IV. Lezarea structurilor gazdei

- mecanisme directe• exotoxine, produse de metabolism bacterian de natură

proteică, eliberate în mediul extracelular atât de bacterii gram-pozitive (ex: Clostridii, B. difteric) şi la gram-negative (sp. periplasmic );

– unele sunt codificate de profagi

• endotoxine, prezente numai la bacterii gram-negative, str.LPZ, eliberate numai în momentul lizei celulei bacteriene;

= strucruri ale peretelui G(-) : Lipid A + miez polizaharidic

• agresine, exoenzime capabile să determine alterări tisulare.

Proprietăţi comparative

exotoxine endotoxine - în general termolabile - termostabile

- intens antigenice - slab antigenice

- pot fi transformate în anatoxine - nu pot fi transformate in

anatoxine

- DLM ng/Kg corp - DLM µg/Kg corp

- acţiune specifică (enterotoxine, - acţiune nespecifică neurotoxine, citotoxine) (+C,febră’,leucopenie urmată de leucocitoză,

CID, şoc endotoxinic’’)

Efecte biologice ale endotoxinelor

- activarea complementului pe cale alternativă cu stimularea procesului inflamator;

- fixarea pe suprafaţa macrofagelor, cu eliberare de citokine (IL-1, IL-6, IL-8, FNT etc), mediatori ai inflamaţiei şi şocului endotoxinic;

- activarea unor factori ai coagulării, care conduce la CID;- activarea plasminei, cu apariţia de hemoragii;- fixarea pe celule endoteliale cu, creşterea permeabilităţii

vasculare. !! În infecţii cu bacterii gram-pozitive sau a.a.r.,

peptidoglicanul, acizii teichoici şi respectiv arabinogalactanul pot determina efecte endotoxină-like.

Clasificarea exotoxinelor- citolitice

• atacă fosfolipide din membrana citoplasmatică (fosfolipaze);• crează pori prin membrana celulară (hemolizine, leucocidine).

- bipartite, constituite din două subunităţi• subunitaea B permite legarea toxinei la un receptor celular• subunitatea A, cu proprietăţi enzimatice, pătrunde în celulă

acţionând asupra unor ţinte moleculare.

- superantigene• activează limfocitele T prin legare simultană la receptori de pe

suprafaţa acestora şi la CMH clasă II de pe suprafaţa macrofagelor

• este stimulată eliberarea unor mari cantităţi de limfokine, mediatorii fenomenelor morbide.

• ProteasesProteases • PhospholipasesPhospholipases• Detergent-like actionDetergent-like action

Membrane damaging exotoxins

A-B toxinsA-B toxins

ActiveActive BindingBinding

AA

Cell surfaceCell surface

BB

Toxina tetatnică – tip ABInhibă acidul γ-aminobutiric

(influxul nervos nu mai este blocat – neuronii motori sunt stimulaţi în exces – contracturi spastice ale

musculaturii striate)

Definiţii• Antigenitate – toxinele inoculate la animale de laborator

determina sinteza de Ac (antitoxine).

• Antitoxine: Ac anti-toxine (terapie) – imunizari artificiale active.

• Anatoxine: toxine care prin tratare cu formol, la cald, pierd toxicitatea dar păstrează imunogenicitatea (vaccinare).

• La unele bacterii doza toxica este mult inferioara dozei imunogene (ex. C. tetani, C. botulinum)

• Endotoxinele sunt mai puţin imunogene (ex. si vaccinuri lipopolizaharidice)

Patogenitatea prin sinergism bacterian

• Asocierea de bacterii virtual nepatogene, prin asocierea in comun a echipamentului de patogenitate – infectii mixte

• Frecvent pe suprafetele colonizate – piele, căi respiratorii, intestin

• Poate implica :• Scăderea rezistentei gazdei• Facilitarea colonizarii unui biotop (plagă, mucoasă)• Furnizarea de nutrienţi

• Ex. Asocierea Bacteroides –coliformi (coliformii consuma O2, Bacteroides protejeaza coliformii de fagocitoza

– !!!! Frecvent aceste infectii raspund la AB pt. unul din parteneri (ex. Inf. Mixte posop. Aerobi+anaerobi – Metronidazol)

Apărarea antimicrobiană

(antiinfecţioasă)• Apărare anti-infecţioasă innăscută

- nespecifică• Apărare anti-infecţioasă dobândită

- specifică, depinde de experienţa antigenică, este urmarea răspunsului imun

Apărarea antimicrobiană

(antiinfecţioasă)• Bariere şi mecanisme nespecifice

ale mediului extern• Bariere antimicrobiene nespecifice

ale mediului intern• Imunitatea antimicrobiană• Apărarea imună a NN

Bariere şi mecanisme nespecifice ale mediului

extern• Bariere: mecanice,fizice, chimice,

celulare, ecologice• Barierele tegumentare

• Mecanic – ep.pavimentos stratificat, exfoliere permanentă

• Ecologic – bacterii G (+)• Chimică – pH slab acid (lipoliza sebumului)• Se opun germenilor G(-)

– Epiderma macerată – susceptibilă, gl.sudoripare, unităţi pilosebacee

Barierele mucoaselor• Mai complexe dar mai puţin eficiente decât

cele tegumentare• Mecanic – ep.pavimentos stratificat + epitelii

secretorii (spălare mecanciă) + mucus• Chimică – lactoferină (chelatori de Fe) si lizozim

(enzimă muralitică)• Ecologic – microbiota endogenă oferă protecţie

antiinfecţioasă

• Tract respirator – suplimentar:» Filtrarea aerodinamica > 10 μm » Sedimentarea particolelor < 5-10 μm in bronhiile mici» Macrofagele alveolare fagociteaza particulele < 5 μm » Transportul mucociliar spre orofaringe – 90% /1h

Barierele mucoaselor• Orofaringe.

– Bariera mecanică – descuamare ep. pavimentos stratificat +secreţia salivară

– B. ecologică - streptococii orali produc H2S – inhibă bacteriile patogene

– B. Chimică – lactoperoxidaza – catalizează reacţia tiocianatului salivar cu H2O2 – hipotiocianatului=inhibitor puternic al enzimelor implicate in cariogeneza

• Stomac – 3L de secretie acidă (pH 2) care spală zilnic mucoasa

• Intestin – mecanism de spălare, prin miscări peristaltice, 50 l/zi

– Bariera chimică – săruri biliare– Bariera ecologică – ileon si colon

Barierele mucoaselor• Căile urinare – spălare de către fluxul urinar

– Bariera chimică – ph acid+ Osm↑ improprii dezv. Bacteriilor – Important in special în medulara renală unde hiperOsm impedică (+) C– prezenţa Ag P şi Dr previne aderarea tulpinilor uropatogene de E. Coli

• Secreţie prostatică şi a gl. periuretrale – efect bacteriostatic

• Căile genitale • - vagin pH acid (Lactobacili) + descuamarea epiteliului• Căile genitale interne + mucus endocervical + transport mucociliar

• Conjunctiva – spălare secreţie lacrimală (Lizozim)+ mişcări palpebrale

Bariere şi mecanisme nespecifice ale mediului

intern• Bariere mecanice – ţesut conjunctiv dens – depăşite de

bacteriile care produc colagenaze• Bariera chimică – IFN; PFA; activarea C pe cale alternă

1.IFN = Pt produse de toate vertebratele, – I linie de apărare antivirală– IFNα – leucocite, IFNβ - fibroblaşti, IFN γ – LyT

– sinteza de IFN stimulată de ARN, AND viral, ARN d.c. sintetic, endotoxine – Acţ. antivirală, antiproliferativă, imunomodulatoare

– Secreţie crescută la, 48 h de la infecţia virală, scade titrul infectant înainte de apariţia Ac

– inhibă replicarea virală prin sinteza unor Pt care inhibă traducerea ARNm,

» Specific de specie

Bariere şi mecanisme nespecifice ale mediului intern

2.PFA – CRP (opsonizare), α1-antitripsină (inhibă proteazele), fibrinogen

3. Sistemul complement (chemotaxie, fagocitoză, inflamaţie)

• Bariera celulară – 2 sisteme fagocitare circulante - granulocitar şi reticulo-endotelial– Fagocitoza (PMN+Mo) - chemotaxie(C5b, C7), opsonizare

(C3b,Ac), ingestie, digerare (Mpox dep/indep)– Inflamaţia acută – concentrază in focarul inflamator celule şi

mediatori cu rol în eliminarea microorganismului agresor

Apărarea antiinfecţoasă specifică . Imunitatea

• Se dezvoltă ontogenic pe baza unei experienţe Ag individuale,

• Este caracterizată de instituirea “memoriei imunologice” • Se realizează prin efectori specifici: Ac, Ly• După modul de apariţie Imunitate naturală/artificială,

activă/pasivă– 1. Im. naturală activă – după infecţie, la gazde imunocompetente,

induce memorie imunologică, este de lungă durată– 2. Im. artificială activă – prin vaccinare, la gazde imunocompetente,

induce memorie imunologică, este de lungă durată, eficientă după imunogeneză

– 3. Im. naturală pasivă – Ac materni transplacentar sau lapte, durată ↓

4. Im. artificială pasivă – injectare de Ac preformaţi, activă imediat, durată ↓

Mecanismele imunităţii antibacteriene

• Bariera imună a epiteliilor secretorii - Ac IgA majoritar, IgG (5% - in deficitele de IgA) – fixează şi neutralizează toxinele şi liganzii microbieni pt R – microbii ramân pe suprafaţa mucusului expuşi mec. de apărare (enzime, f. chimici, etc)

• Bariera imună a chorionului şi dermului – sistemul IgE –Mastocit – Ag parazitare care penetrează mucoasele/dermul se leagă de IgE – (+) mastocitul

• Mediul intern şi ţesuturile– R. de neutralizare a toxinelor, agresine, invazine bacteriene şi virusuri – Ac

tip IgG1– R. de opsonizare – intervine IgGşi C3b

– Reacţii bacteriolitice şi citolitice controlate prin Ac umorali IgM>IgG– Imunitate celulară - LyT prin limfokine ,chemotaxie, activare

macrofage…)

Apărarea imună a noului născut• NN - nu are experienţă Ag, nu are efectori imunitari

proprii (C – 50-70%), nu are memorie imunologică, fagocitele sunt imature funcţional

• Imunitate pasivă (Ac materni IgG transplacentar, IgA – lapte)

• Fereastra imunologică (L2-L4)• Nivelul adultului 1 an IgM, 5-8 ani IgG, 10 ani IgA• Receptivitate crescută la infecţii BGN, bacterii

facultativ intracelulare• Important – determinarea IgM (inf. postpartum vs. inf.

Congenitală• Imoprtant in calendarul de vaccinari (precoce pt Im

cel – tbc, după fereastra imunologică pt. Im. umorală

curs 4 patogenitate_ap.antiifect.ppt

Documents

Transcript of curs 4 patogenitate_ap.antiifect.ppt