Microbiologie - Relatia Microorganism-gazda

--------~--_._----------------------------~----------------~-----------,

Relatiile microorganism-gazda

Conf. Dr. Irina Codita

Planul cursului• Dinamica relatiei microorganisme-gazda umana• Flora normala• Tipuri de relatii:

- Simbioza- Comensalism- Parazitism

• Agentii infectiosi. Factori de patogenitate sivirulenta. Antigene bacteriene

• Infectia si manifestarile ei• Apararea organismului fata de infectii -

componentele apararii anti-infectioase

Dinamica relatiei -perioada postnatala

- Colonizarea tegumentelor si mucoaselor:

Patologic: colonizare cumicroorganisme patogene, agresiune-stafilococ asociat infectiilorextraspitalicesti, foarte virulent(Ieucocidina Pantan Valentine,dermonecrotica)

Normal: colonizare a tegumentelor simucoaselor cu flora saprofita

Importanta• Criterii de implicare in patologia infectioasa a

bacteriilor izolate

• Intelegerea mecanismelor bolii

• Cunostinte utile pentru alegerea mijloacelorterapeutice

• Cunostinte utile pentru aplicarea mijloacelor depreventie

• Acces mai rapid la intelegerea mecanismelorpatogene ale unor agenti infectiosi noi

Dinamica relatiei - Viataintrauterina

Normal:absentacontactuluicu microorganismele

Patologic:infectiitraumatisme urmate de infectiietc.

Factori favorizanti -multiplicare patogeni

1

Flora microbiana normala -1

• Tegumente:- Variabilitate in functie de mediu

- SCN, difteroizi aero si anaerobi

- Temporar: coliformi, S. aureus - faramanifestari de agresivitate

Flora microbiana normala-2

• Mucoasa nazala:- S. aureus, SCN,

- streptococi, pneumococi

- corynebacterii

Flora influentata

de contacte

si traumatisme locale!!!


• Cavitate bucala si faringe:- Coci si bacili G+: stafilococi, streptococi

- Coci si bacili G -: Klebsiella, Haemophilus,etc. aerobi si anaerobi

- Aerobi si anaerobi!!!

Colonizare pe cale aeriana si digestiva

www.life.umd.edu - difteroizi

www.mylesson.swu.ac.th - coliformi

#1\.DAM

www.life.umd.edu-corynebacterii

2

WN'N.badbreathsolution.com .Anaerobi:Bacteroides asaccharolyticus,Actinobacillus actinomycetemcomitans,Bacteroides melaninogenicus,Eikenel1aeorrodens, Fusobacterium nuc1eatum,vibrioni anaerobiFacultativ anaerobi: stafilococi

www.dr-schulte.ch

Mucoasa gastrica - Helicobacterpylori-- ' ~, •.*~


• Vagin:- Lactobacili: mentin pH local nefavorabil

multiplicarii altor germeni cu potential patogen

www.embrvology.med.unsw.edu.auFlora vaginala normala - lactobacillus


Tract digestiv:- Specifica fiecarui segment - functie de

chimismullocal -

Ex. Helicobacter pylori - pH acid stomac


• Tract digestiv:- Colon adult: BGN - majoritatea enterobacterii;

Raport anaerobi/aerobi in colon: 100/1

(Bacteroides spp., enterococi anaerobi etc.)

Vaginoza bacteriana- perturbareaechilibrului florei vaginale

• Apare la femei de varsta fertila• Complicatii si sechele:

- Nastere prematura

- Infectii lichid amniotic

- Risc crescut de infectie transmisa sexual

• Shift al florei microbiene:

Lactobacili ••..• Flora predominant anaeroba

3

Tipuri de relatii -1

• Simbioza: avantaje pentru ambele parti

Bacteriodes descompune glucidelein zaharuri simple,care pot fi asimilatede alte bacterii side catre organismul uman.©Science/Katherine Sutliff


• Conditionat patogeni: saprofitii pot devenipatogeni - factori ce tin de:- Gazda- Mediu- Modificari suferite de microorganismul in cauza

• Paraziti tipici: se dezvolta doar in detrimentulgazdei, cu manifestari clinice: ex. meningococ,treponeme, gonococ

• Paraziti facultativi: pot trai si in orqanlsmeanimale si/sau in mediul ambiant: bacilUf tetanic,clostridii, Sa/monella typhi etc.

Patogenitatea

• Def. = capacitatea unui microorganism dea declansa in organismul gazda fenomenemorbide, patogene:- Modificari locale ,- Modificari generale- "Functio laesa"

• Atribut de specie, determinata genetic• Prin: colonizare, invazie si multiplicare


• Comensalism: microorganismele depindnutritional de gazda, fara a-i provocaprejudicii

Micrococcus: microarganisme grupate in tetrade, Gram-pozitivi, aerobi.Saprofiti, se gasesc pe tegumentele umane, in carne si produse lactate, inape si in sol. Nepatogeni.

qchava.mvweb.uga.edu/organisms.html

Agentii infectiosi

• Agenti cauzali ai bolilor infectioase:- Microorganisme patogene- Microorganisme conditionat patogene

• Clasificare - grupe mari:- Prioni - particule de natura proteica cu potential

infectios- Virusuri- Chlamydii- Mycoplasme- Rickettsii- Bacterii propriu-zise- Fungi- Protozoare (paraziti)

Virulenta

• Def. = Gradul diferit de patogenitateexprimat in cadrul unei specii

• Atribut al tulpinii agresoare• Cuantificabila:

- DLso= doza letala 50% = numarul demicroorganisme necesare, in conditiistandard, pentru a omori 50% dintr-un grupde animale

4

Componentele patogenitatii sivirulentei

A. Multiplicarea si invazivitateamicroorganismelor patogene

B. Multiplicarea si elaborarea unor toxine decatre microorganismele toxigene (ingeneral "exotoxine")

Invazia - Factori somatici implicatiin invazivitate

• Pilii comuni, alte adezine - aderare[:J• Capsula - proprietati antifagocitare

• Peretele bacterian:- Proleina M streptococ bela-hemolitic- Antigenul Vi de suprafata al unor bacili G- etc.

Fimbrii la Gram negativi

Tip fimbrie BacteriiTip comun (tip 1, manoza- Enterobacteriaceaesensibile) E. coli uropatogen

CFA 1, CFA II (C8 1-3), ETEComE8775 (C84 6)

K88, K99,F41 ETEC animale

Pap-G, Prs - G E. coli uropatogen

Fimbrii P, adezine X (8, M) E. coli pielonefritogen

Fimbrii N-metilfenilalanina Pseudomonas, Neisseria,Moraxella, Bacteroides,Vibrio

A.Multiplicare si invazie

• Multiplicare:- La poarta de intrare - invadare prin abcese si

intindere din aproape in aproape ("in pata de ulei",prin contiguitate)

- La distanta - trec direct in circulatia generala

• Faze: ""'"--';r s. , /'- Aderenta la mucoase ~mms

sau anexele dermului (adezine) ~U~- Depasirea mecanismelor .."..

de aparare nespecifica: ex. fagocitoza

Factori de adeziune -1

• Fimbrii (pili)• Diferente:

- Antigenice-Forma- Specificitate receptori:

• Manoza-sensibile

• Manoza rezistente

ultr23.vub.ac.bef, ••/fimbriaJadhesion.html


• Hemaglutinine (Bordetel/a pertussis,Sa/monel/a, H. py/oris)

Hemaglutinare - Bordetella pertussis

WNW.merckvetmanual.com

5


• Outer Membrane Proteins (OMP)(N. gonorrhoeae, EPEC)

• Exopolizaharide (S. mutans, Actinomyces)• Ac. teichoic si proteine suprafata SCN -

biofilm• Flageli: V. cholerae, Campylobacter jejuni

Rezistenta la opsonizare - cont• Proteina M streptococica (75 serotipuri):

- Leaga fibrina si fibrinogen- Functioneaza ca PZ fata de complem(rnt

Variatia antigenica - evita dezvoltarea imunitatiispecifice:- Neisseria - evitarea formarii Ac anti Por A, vitala;

mutatii fimbrii• mutatii aa punctifonne• variatii de faza (switching genetic an/oII)• schimburi orizontale de ADN• recombinari• gene tacute ("silent")

- Borrelia - proteine exleme de suprafata (OSP)

B. Multiplicarea si toxigeneza• Multiplicarea la poarta de intrare si elaborare de

exotoxine care actioneaza la distanta,producand alterari celulare si distructii tisulareprin inhibarea metabolismului celulei eucariote si"functio laesa"

• Exotoxinele:- Elaborate mai ales de bacili G+ lizogenizati (ex.

Corynebaclerium diphlheriae)

- Difuzibile la distanta

- Structura proteica

Rezistenta la opsonizare• Capsula:

- Bacterii asociate cu meningita si pneumonia(vecinatate seroase): H. influenzae, Neisseriameningilidis, E. coli, Sir. pneumoniae, K/ebsiellapneumoniae

• Polizaharidele (PS)- Hidrofile - impiedica fagocitoza in absenta Ac

specifici si/sau daca nu poate avea loc fagocitoza "pesuprafata" (prin lipire bacteriei de o suprafata)

- Imunogenitate scazuta: mimeaza PZ gazdei (Ex. N.meningilidis Gr. B, E. coli serotip K1 - mimeaza ac.sialic creier)

Factori solubili care permit multiplicareasi invazia (enzime etc.)

• Coagulaza• Leucocidina• Hialuronidaza• Fibrinolizina etc.

ClasificareTip toxina Mod de actiune pe

celule animale

I Legare R suprafata -semnal transmembranar

II Actiune directa pemembrana: pori, lezarebistrat lipidic

III Translocare component activenzimatic in celula, cumodificarea unei moleculetinta intracelulare

6

Efecte sistemice toxine

- Toxina difterica: inhiba sinteza proteica- Toxina tetanica: inhiba eliberarea de

neurotransmitatori care previn suprastimulareaneuronilor motori din SNC

- Toxina botulinica: familie neurotoxine polipeptidicecare inhiba eliberarea acetilcolinei la jonctiuneaneuromusculara - paralizie flasca

- Toxina eritrogena streptococica,- Superantigene: TSST1, exfoliatine stafilococice,

enterotoxine stafilococice, toxina pirogenastreptococica A - activare policlonala limfocitara,citokine, soc asemanator celui endotoxic

Inactivarea toxinelor - anatoxine

Modification of Toxin to Toxoid

Toxin Toxoid

,- toxin molety ~ antigenicdeterminants

pathmicro.med.sc.edu/ghaffar/immunjzation.htm

Peretele celular la G-

Proteina Braun

"T" Spatiu periplasmatic

Antitoxine, anatoxine

• Antitoxine = anticorpi specifici care.neutralizeaza in vivo sau in vitro activitateatoxica prin cuplarea specifica cu toxina

• Anatoxine = exotoxine detoxifiate prinactiunea conjugata a temperaturii siformolului - proprietati:- pastreaza puterea imunogena - profilaxie!!- pierd puterea toxica

Endotoxine

• Caracteristice germenilor Gram -• Incluse in peretele bacterian• Se elibereaza prin moartea germeni lor• Lipopolizaharide (LPS):

- Lipid A- Acizi grasi- Polizaharide

• Implicate in aparitia socului endotoxic

Lipopolizaharidul la G-

rrlI.ttrr-~

•••/;..d-MO/;..~~~H."p-P-P--eltandar.On"100

'lIAntigen O (Outer)

) Pclizaharid

Core

Upidul A: NAG + ac. grasi

7

Lipopolizaharidul (endotoxina):proprietati, rol

Neutralizeaza moleculele hidrofobe - ex. bilaImplicat in recunoasterea bacteriofagilor

Efecte asupra organismului uman:- Induce febra (pirogen)- Modificari ale formulei leucocitare-CIVD- Necroza tumorala- hTA - colaps - soc- Letala in concentratii inalte

Criterii de implicare -Postulatele lui Koch: secolul XIX

1. Microorganismul sa existe in tesutulbolnav

2. Microorganismul sa fie izolat in culturapura din leziune

3. Cultura pura sa cauzeze simptome deboala la animal

,4. Microorganismul sa fie reizolat in culturapura de la om sau animalul utilizat pentrudemonstrarea postulatului Nr. 3

Necesitatea unor amendamente

• Unele dintre postulate nu pot fi indeplinite intoate cazurile, mai ales pentru agentii infectiosioportunisti

• Shift al microbiotei: boala periodontala, vaginoza

• Postulatele moleculare ale lui Koch:- Gena prezenta doar la tulpinile ce determina boala

- Izolarea genei prin clonare

- Indepartare gena- reducere virulenta si invers

- Gena este exprimata in tulpina izolata de la omulsi/sau animalul bolnav

Infectia

• Def. = patrunderea si multiplicareaorganismului parazit in organismul gazda

• Alternative:- Boala clinica sau subclinica - interactiune

parazit-gazda cu leziuni manifeste si reactiifunctiona le

- Infectie inaparenta sau subclinica- Portaj - echilibru relativ intre microorganism si

gazda; poate excreta germeni din focarelelatente

Postulatele lui Koch

www.smccd.edu/ .../caseJbioI675/Koch/Koch1.html

Manifestarea infectiei (rezultanta)

• Functie de:- Agentul infectios

- Organismul gazda

- Mediul extern

8

Manifestarile subclinice -1

• Infectia inaparenta:- Asimptomatica- Decelabila prin examene de laborator- Limitata in timp (# infectie latenta)- Confera imunitate

• Boala subclinica:- Tulburari functionale si chiar leziuni organice

cu simptomatologie minima sau chiar absenta(ex. hepatita virala acuta forma subclinica)

Manifestarile clinice - 1f

• Infectia locala:- Localizata la poarta de intrare: ex. furuncul

• Infectia de focar:- Forma particulara a infectiei loca le: manifestari locale

minime sau absente, evolutie cronica, frecvent cutulburari la distanta (subfebrilitate, mialgii, artralgiietc.)

• Infectia regionala:- Teritoriu de manifestare mai extins aferent portii de

intrare: vase, limfatice, ganglioni limfatici regionali (ex.infectia tuberculoasa)

Bacteriemia

• Def. = prezenta pasagera de germeni insange

• Nu duce la aparitia de metastaze septice• Nu provoaca un tablou clinic de durata• Ex.: dupa extractii dentare, dupa interventii

chirurgicale pe focare septice, in boliinfectioase (ex. pneumonia cupneumococ)

Manifestarile subclinice -2

• Infectia latenta:- Asirnptomattca- Decelabila prin examene de laborator- Agentii patogeni persista timp indelungat- Poate deveni aparenta clinic dupa interventia unor

factori favorizanti (ex. infectia cu Mycobacteriumtuberculosis)

• Starea de purtator de germeni:- In timpul bolii- In convalescenta- Purtator aparent sanatos

Manifestarile clinice - 2

• Infectia sistemica - Microorganismele infectantedisemineaza la distanta pe cale circulatorie(septicemie) in dif. tesuturi si organe

• Forme:- Boala infectioasa ciclica - evolutie limitata,

succesiune de etape in timp limitat (ex. febra tifoida)- Septicemie: evolutie ci clica neregulata, de obicei

foarte grava, definita prin:• Poarta de intrare• Focarul septic• Bacteriemie• Metastaze septice care pot deveni focare secundare

Clasificarea bolilor infectioase dupa evolutie

• Boli infectioase acute

• Boli infectioase cronice (persistente) - ex.bruceloza

www.sanidadanimal.info/cursosJcurso/13Jnombre.htm

9

Poarta de intrare, difuzare

• Poarta de intrare: difera in functie demicroorganism - ex. Vibrio - cale enterica

• Difuzarea:- Extindere locala:

• In suprafata (ex. erizipel)• In profunzime

- Extindere regionala- Diseminare sanguina- Diseminare pe cale nervoasa

Apararea organismului fata de infectii

• Def. = totalitatea mijloacelor nespecifice sispecifice care contribuie la pastrareahomeostaziei prin rezistenta la:- Aderarea microorganismelor

- Colonizare

- Multiplicare cu invazie si/sau toxigeneza

Componentele aparariiantiinfectioase - 2

• Citokinele (Iimfokinele):.-Interferonii: alpha, beta, gamma

-Interleukinele

- Colony Stimulating Factor (CSF)

- Citolizinele: TNF alpha, beta; poliperforinele

- Factorii de crestere, ex. transforming growthfactor (TGF) alpha, beta

• Sistemul imun (umoral si celular)

Perioadele bolii infectioaseIncubatia = intervalul de timp dintre momentul infectariipana la aparitia primelor semneInvazia = momentul debutului boliiPerioada de stare = manifestarile esentiale si deseoricaracteristice boliiIncheierea evolutiei bolii - alternative:- Vindecare si stabilirea unui grad de imunitate- Cronicizare - echilibru parazit-gazda- Exit (deces) - microorganism foarte virulent si/sau incapacitatea

de reactie a gazdei

• Convalescenta: refacerea portentialului reactogen sirevenirea la normal a functiilor organismului


• Bariera anatomica cutaneo-mucoasa:- Integritatea anatomica- Prezenta Ig A secretorie, lactoferina, alfa 1 -

antitripsina. lizozirn- pH-ul acid al unor secretii locale- Microflora normala (bacteriocine etc.): nisa ecologica

care se apara de intrusi• Barierele de organ: ex. bariera

hematoencefalica• Ganglionii limfatici si vasele limfatice• Sistemul fagocitar• Sistemul complement


• Alti factori:- Complexul major de histocompatibilitate

(MHC)

- Imunitatea de specie (naturala)

- Extremele de varsta ale organismului agresat

- Factorii nutritionali (vitamine, fier etc.)

- Factorii endocrini

-SNC

10

Idei centrale

• Complexitate• Versatilitate• Coordonare• Adaptabilitate• Continuum patogen-nepatogen• Precautie si discernamant in interpretare

11

Microbiologie - Relatia Microorganism-gazda

Documents

Transcript of Microbiologie - Relatia Microorganism-gazda