Stefan Barišid
sažvakano za 10
Stefan Barišić
MEDICINSKA
BAKTERIOLOGIJA
-vodič za učenje po ispitnim pitanjima2012.
Beograd
1
Stefan Barišid
OPŠTA
BAKTERIOLOGIJA
2
Stefan Barišid
3
Stefan Barišid
Građa bakterijske ćelije
Bakterije su jednodelijski, prokariotski organizmi, veličine koja se meri u
mikrometrima (0,2-2 μm).
Mikroskopski izgled bakterija je genetski determinisan, a postoje 4 osnovna oblika:
loptaste (coccus; raspored zavisi od broja ravni deljenja; sarcina – grupa od 8 koka), štapidaste
(bacillus), spiralne (zapravo, štapidaste, uvijene oko jedne zamišljene ose) i četvrtaste (nisu
značajne za čoveka). Pleomorfizam je (normalna) pojava varijacija u veličini i izgledu u odnosu
na osnovni oblik bakterije.
U građi bakterijske delije mogu se razlikovati slededi osnovni delovi: omotači, izrasline na
površini bakterijske delije i citoplazma sa svojim sadržajem.
OMOTAČI BAKTERIJSKE ĆELIJE
Bakterije poseduju tri omotača
koji obavijaju citoplazmu. To su kapsula,
delijski zid i plazmalema.
Kapsula i glikokaliks
Kapsula je želatinozna ovojnica
sastavljena od polimera polisaharida (sa
izuzetkom Bacillus anthracis koja ima
kapsulu od poli-D-glutaminske kiseline).
Debljina kapsule varira, a uočljivija
je in vivo nego in vitro, tj. bakterije je
stvaraju kada se razmnožavaju u
prirodnim
uslovima.
Zbog
svoje
viskoznosti ne može se odvojiti od
bakterijske delije. Struktura kapsularne
supstance je retka i ne utiče na
permeabilnost drugih omotača.
Njena osnovna funkcija je zaštita
bakterijske delije, ali nije neophodna za
njihov život. Ima antifagocitna svojstva. Kapsula patogenih bakterija je često nosilac
virulencije. U kapsuli se nalaze kapsularni antigeni (K-antigeni) koji služe za serotipizaciju,
postavljanje brze bakteriološke dijagnoze i za pripremu vakcina. Ako iz bilo kog razloga
bakterija izgubi svoju kapsulu, ona gubi i antigenska svojstva vezana za kapsulu.
Glikokaliks (polisaharidni ’’slatki omotač’’) teško može da se vidi, čak i elektronskim
mikroskopom. Ima ulogu u adherenciji.
4
Stefan Barišid
Ćelijski zid
Delijski zid je rigidni, čvrsti omotač koji deliji daje oblik i obezbeđuje
turgor. Poseduju ga sve bakterije sem roda Mycoplasma. U delijskom zidu
se nalaze tzv. O-antigeni. Ima jedinstven hemijski sastav u živom svetu
(npr. peptidoglikan), i zbog toga razne supstance mogu delovati na
bakterije in vivo, bez oštedenja samog ljudskog organizma.
Turgor je pritisak koji
vrši delijski sadržaj na
delijski zid bakterija.
Peptidoglikan (mukopolisaharid, murein) se nalazi samo kod prokariota. Skelet
peptidoglikana je sastavljen od naizmenično poređanih molekula N-acetil-glikozamina i N-acetilmuraminske kiseline koji su spojeni glikozidnim vezama. Za svaki molekul muraminske kiseline
je vezan tetrapeptid. Pomodu enzima transpeptidaza stvara se peptidna veza između dva
tetrapeptida.
Građa, debljina i hemijski sastav delijskog zida razlikuju se kod Gram+ i Gram- bakterija:
Delijski zid Gram+ bakterija je debeo, 20-80 nm, kompaktan, najvedim delom sastavljen
od peptidoglikana (60-100%). Pored peptidoglikana u Gram+ delijskom zidu nalaze se i
teihoinska kiselina (ima snažno antigensko dejstvo), lipoteihoinska kiselina, polisaharidi,
proteini...
Delijski zid Gram- bakterija je tanji, 10-15 nm, manje kompaktan, ali kompleksnijeg
hemijskog sastava. Čine ga spoljašnja i unutrašnja membrana. Spoljašnja membrana je
građena od dva listida: gornji je sastavljen od lipopolisaharida (LPS), a donji od fosfolipida,
koje probijaju porini. Unutrašnja membrana je građena od peptidoglikana.
Specifičnu građu delijskog zida imaju Mycobacteriaceae, koje su Gram+ bakterije. Njihov
delijski zid sadrži veliku količinu peptidoglikana koji je pokriven slojem lipida koji čine 60%
delijskog zida. Lipidi koji čine spoljašnju membranu ovih bakterija objašnjavaju njihovu acido5
Stefan Barišid
alkoholo-rezistentnost, otpornost u spoljašnjoj sredini, kao i osetljivost na specifične antibiotike
nekarakteristične za ostale Gram+ bakterije.
Jedan od najznačajnijih dijagnostičkih postupka u bakteriologiji je
bojenje po Gramu, koje je izumeo danski lekar Kristijan Gram u 19. veku.
Sve bakterije su na osnovu toga podeljene na Gram+ (tamno-plavo,
ljubičasto) i Gram- (crveno). Gram+ delijski zid je manje propustljiv za
organske rastvarače, i zato se Gram+ bakterije, kada se jednom oboje
gencijanom-ljubičasto, ne mogu više da se odboje etanolom. Zbog
povedane količine lipida u Gram- zidu, on je propustljiviji za organske
rastvarače, i zato se odbojavaju etanolom, posle čega se boje karbolfuksinom i na preparatu se Gram- bakterije prepoznaju po crvenoj boji.
Bojenje po Gramu:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Gencijana-violet
Lugolov rastvor
Etanol
Voda
Karbol-fuksin
Voda
Delijski zid Gram+ i Gram- bakterija osetljiv je na dejstvo nekih enzima: lizozim, mureinendopeptidaza, autolizini, enzimi bakteriofaga...
Periplazmatski prostor
Nalazi se između delijskog zida i citoplazmatke membrane. Izraženiji je kod Grambakterija, a u njemu se nalazi proteinski gel, koji uključuje i razne hidrolitičke i detoksikujude
enzime koji inaktiviraju neke antibiotike.
Citoplazmatska membrana
Plazmalema je fleksibilna membrana, tanka 8 nm, ispod sloja peptidoglikana i uočava se
jedino pod elektronskim mikroskopom. Građa joj je ista kao kod eukariota, s tim što
membrana prokariota ne sadrži sterole (izuzetak su Mycoplasma, koje mogu da imaju
holesterol u membrani). Plazmalema je relativno iste građe kod svih bakterija, s tim što kod
Gram+ bakterija u plazmalemi postoji lipoteihoična kiselina koja se ne nalazi kod Gram-.
Plazmalema je semipermeabilna, osmotska barijera. Učestvuje u deobi naslednog
materijala tokom deljenja delije (mezozomi). Proteini koji učestvuju u respiraciji nalaze se u
citoplazmatskoj membrani (kod eukariota - u mitohondrijama).
Mezozomi su invaginacije plazmaleme u citoplazmu bakterijske delije. Smatra se da
učestvuju u obrazovanju pregrade pri deljenju delije i u deobi DNK na dva dela.
Ako se nekim enzimom odstrani zid neke Gram+ bakterije, ostaje samo citoplazma
obavijena membranom. Bakterija gubitkom delijskog zida gubi i svoj oblik. Bilo kog oblika ona
bila, kada izgubi delijski zid, poprimi oblik kuglice. Takva formacija se naziva protoplast.
Delovanjem lizozima na Gram- bakteriju njena peptidoglikanska membrana se
dezintegriše, ali ne može da se odstrani jer to sprečava spoljašnja membrana na koju lizozim ne
deluje, pa ostaje u periplazmatskom prostoru. Prema tome, ostade delija obavijena membranom
i tankom spoljašnjom membranom delijskog zida. Takva formacija se naziva sferoplast.
Oni protoplasti i sferoplasti koji se mogu razviti i razmnožavati se nazivaju L-oblici.
Pojava L oblika kao degenerativnih oblika bakterija je posledica oštedenja delijskog zida
dejstvom beta-laktama.
6
Stefan Barišid
IZRASLINE NA BAKTERIJSKOJ ĆELIJI
Na bakterijskoj deliji mogu biti dve vrste izraslina: flagele (bičevi) koje su lokomotorne
tvorevine, i fimbrije (pili) koje imaju adhezivnu funkciju. Kod nekih vrsta koje nemaju flagele
njihove lokomotorne organele su aksijalni filamenti. Oni nisu izrasline na deliji, i nalaze se u
periplazmatskom prostoru.
Flagela
Flagele su končaste, elastične strukture koje služe za kretanje. Sastavljene su od flagelina
koji ima antigenske osobine (H antigen). Prema broju i rasporedu flagela na deliji, bakterije
mogu biti:
1) Monopolarne monotrihe
2) Monopolarne politrihe
3) Bipolarne politrihe (lofotrihe)
4) Peritrihe
5) Bipolarne monotrihe (amfitrihe)
Flagele su duge i do 25 μm, ali su vrlo tanke i ne mogu se videti svetlosnim mikroskopom.
Aksijalni filamenti su tvorevine slične flagelama koje se nalaze kod spiroheta u
periplazmatskom prostoru.
Pili (fimbrije)
Kratke, rigidne strukture koje su sastavljene od pilina, koji ima antigenske osobine.
Uglavnom ih poseduju Gram- bakterije. Postoje dva tipa pila, koji imaju raličite funkcije:
1) Fimbrije (obični pili), faktori kolonizacije
2) Polni pili, učestvuju u konjugaciji
CITOPLAZMA
Bakterijski ribozomi su tipa 70S (50S + 30S).
Nukleus ne postoji, kao ni mitotički aparat. Nukleoid bakterija je cirkularan (osim Borrelia
burgdorferi koja ima linearan hromozom), dvolančani molekul DNK koji predstavlja jedan
hromozom.
Postoje i ekstrahromozomske strukture koje sadrže DNK, kao što su plazmidi. Sastavljeni
su od dvolančane DNK i mogu da se replikuju nezavisno od replikacije nukleoida.
(ENDO)SPORA
Najčešde ih nalazimo kod rodova Bacillus i Clostridium.
Bakterija u vegetativnom obliku u nepovoljnim uslovima formira jednu sporu iz koje
germinacijom nastaje jedna bakterija.
Spora može biti smeštena terminalno, subterminalno i centralno. Može biti manja od
delije, ili veda, kada izaziva deformaciju bakterijske delije.
Sastav spore: protoplast (srž) koja sadrži velike količine Ca-di-pikolinata, plazmalema,
sporin zid koji sadrži peptidoglikan, korteks spore od izmenjenog peptidoglikana, omotač spore
7
Stefan Barišid
od proteina sličnog kreatinu, egzosporium koji je lipoproteinska membrana koja sadrži i neke
ugljene hidrate.
U spori se nalazi kompletan pribor za sintezu
proteina i produkciju energije.
U spori se nalaze specifični antieni kojih nema u
vegetativnom obliku.
Sporulacija je proces formiranja spore, a bakterija
koja počinje da sporuliše je sporangijum.
Klijanje ili germinacija je proces vradanja u
vegetativni oblik.
8
Stefan Barišid
Metabolizam bakterija i uslovi
za rast i razmnožavanje
bakterija
METABOLIZAM BAKTERIJA
U bakterijskim delijama se odvijaju iste biohemijske reakcije kao kod eukariota, s par
razlika: metabolizam bakterija je 10 do 100 puta brži, bakterije mogu da koriste raznovrsnije
supstrate kao izvore energije, i neki procesi (sinteza mureina, lipopolisaharida, teihoinske
kiseline...) su jedinstveni za bakterije.
Bakterije koriste tri izvora energije: svetlost, neorganske i organske izvore energije:
Fotoautotrofi koriste svetlost za stvaranje energije, a ugljen-dioksid kao izvor ugljenika.
Hemoautotrofi koriste neorganska jedinjenja za stvaranje energije, a ugljen-dioksid kao
izvor ugljenika. Bakterije su jedinstvene u živom svetu po sposobnosti da ekstrahuju energiju
iz ovih izvora.
Hemoorganotrofi (hemoheterotrofi) koriste organska jedinjenja za stvaranje energije i
kao izvor ugljenika. Ovoj grupi pripada najvedi broj medicinski značajnih bakterija.
U bakterijskoj deliji stvaranje energije se dešava putem dve vrste oksidativnih procesa:
fermentacije i respiracije.
Metabolički anaerobni proces putem koga se glukoza oksiduje do dva molekula piruvata
se zove glikoliza. Tokom reakcije se dobijaju 2 molekula ATP-a po molekulu glukoze. Dalja
sudbina piruvata zavisi od uslova sredine (aerobna/anaerobna). Kod aerobnih bakterija piruvat
se konvertuje u acetil CoA, koji se oksiduje u Krebsovom ciklusu do ugljen-dioksida i vode. Kod
anaerobnih bakterija produkti fermentacije su alkoholi ili kiseline, i karakteristični su za vrstu.
Veliki broj bakterijskih (aerobnih i anaerobnih) vrsta koristi još jedan put oksidacije
glukoze pored glikolize: pentozofosfatni put.
FAKTORI KOJI UTIČU NA RAST I RAZMNOŽAVANJE BAKTERIJA
Hrana
Pored osnovnih konstitutivnih i energetskih potreba, hrana treba da obezbedi bakterijama
i one materije koje ne mogu same da sintetišu, a neophodni su za životne procese. Ta jedinjenja
se zovu faktori rasta. U zavisnosti od količine i vrste hrane koju zahtevaju, bakterije se dele na
nutritivne probirače i one koje to nisu.
Temperatura
Temperatura na kojoj je stepen rasta i razmnožavanja jedne bakterijske vrste maksimalan
predstavlja optimalnu temperaturu za tu vrstu. Najniža temperatura na kojoj se bakterija još
9
Stefan Barišid
može razmnožavati je minimalna temperatura za tu vrstu. Najviša temperatura na kojoj
bakterija može opstati u životu jeste njena maksimalna temperatura.
Psihrofilne (kriofilne) rastu na niskim temperaturama.
Mezofilne su skoro sve vrste od medicinskog značaja, koje rastu na umerenim
temperaturama kao što je temperatura tela.
Termofilne se razmnožavaju na visokim temperaturama.
Ekstremofili žive na ekstremnim temperaturama.
pH
One bakterije koje su od medicinskog značaja se uglavnom razmnožavaju u neutralnoj ili
blago baznoj sredini.
CO2
Za sintezu brojnih organskih jedinjenja neophodan je izvor ugljenika. Prema izvoru
ugljenika, bakterije su podeljene u dve grupe: litotrofne (autotrofne) i organotrofne
(heterotrofne).
Autotrofne koriste ugljen-dioksid kao jedini izvor ugljenika.
Heterotrofne ne mogu da koriste ugljen-dioksid kao izvor ugljenika, ved koriste neka
organska jedinjenja. Ovoj grupi pripada vedina medicinski značajnih bakterija.
O2
U zavisnosti od potreba bakterije za kiseonikom, podeljene su u pet grupa:
1) Obligatni (striktni) anaerobi: za njih je kiseonik toksičan, jer nemaju katalazu i
superoksid-dismutazu koje razgrađuju H2O2 i slobodne kiseonične radikale koji
ošteduju deliju (ABC: Actinomyces, Bacteroides, Clostridium)
2) Aerotolerantni anaerobi imaju superoksid-dismutazu i tako delimično rešavaju
problem toksičnog efekta metabolizma kiseonika
3) Fakultativni anaerobi: koriste i aerobne i anaerobne metaboličke puteve, u
zavisnosti od uslova sredine (Enterobacteriaceae)
4) Obligatni (striktni) aerobi (Mycobacterium, Pseudomonas, Bacillus; zašto
tuberkulozni bolesnici idu na Ozren (visoke planine)? Zato što na velikoj
nadmorskoj visini ima manje kiseonika, a M. tuberculosis je striktni aerob).
5) Mikroaerofili: zahtevaju kiseonik u koncentracijama nižim od atmosferske (21%);
veda koncentracija kiseonika deluje inhibitorno (Campylobacter, Helicobacter)
Vlaga
Medicinski značajne vrste rastu u vlažnim sredinama gde je voda dostupna.
Oksido-reduktivni potencijal
Anaerobne bakterije se brže razmnožavaju pri nižim, a aerobne pri višim vrednostima
oksido-redukcionog potencijala sredine.
Osmotski pritisak i jonska koncentracija
Bakterije koje zahtevaju visoke koncentracije soli nazivaju se halofilne (halotolerantne), a
one koje podnose visok osmotski pritisak – osmofilne (osmotolerantne).
10
Stefan Barišid
RAZMNOŽAVANJE BAKTERIJA
Kada bakterijska delija sazri, tj. u njoj se nakupe dovoljne količine supstanci potrebne za
biosintezu nove bakterijske delije, tada započinje proces deljenja. Najčešdi način razmnožavanja
bakterija je binarna deoba. Ređe, bakterije mogu da se razmnžavaju i pupljenjem, grananjem i
stvaranjem L-oblika. Vreme potrebno da se delija podeli zove se vreme generacije, koje može
da bude kratko (oko 20 min), ali i veoma dugo (15-24 sata). Tako, razlikujemo brzorastude i
spororastude bakterije.
Binarna deoba se odvija jednostavnom podelom delije na dve nove delije. Pri tom loptaste
delije ne menjaju svoj oblik i dele se u bilo kojoj ravni, a bacili i spirili se prvo izduže pa se cepaju
po sredini (poprečno ili uzdužno).
Grananje se srede kod bakterija koje su srodne gljivama, kao što je Corynebacterium spp.
L-oblici su bakterijska varijanta bez sposobnosti sinteze peptidoglikana. Razmnožavanje Loblika se odvija tako što se bakterija poveda u oblik kugle koja se zove veliko telo. Unutar njega
se stvaraju mnogobrojne male jedinke koje prskanjem velikog tela izlaze i razvijaju se u
identične L-oblike bakterija.
RAST BAKTERIJA
Posledica rasta i razmnožavanja bakterija je povedanje broja delija i obrazovanje kolonija.
Mogude je direktno brojati delije na mikroskopu, brojanje kolonija i nefelometrijski i
turbidometrijski metod (određuje se zamudenje suspenzije).
Ako jednu vrstu bakterija inokulišemo u tečni medijum i inkubiramo, posle toga možemo
periodičnim brojanjem odrediti broj živih bakterijskih delija. Logaritam nađenog broja nanosimo na
ordinatu a vreme na apscisu koordinatnog sistema, i dobijamo krivu kao na slici:
Ona se možepodeliti u 6 faza: faza pritajenosti/Lag faza (period prilagođavanja na novu
sredinu njenim modifikovanjem produkcijom raznih metabolita; u ovoj fazi se bakterije ne
razmnožavaju), faza ubrzanog rasta (posle prilagođavanja jedan broj bakterija počinje sa
intenzivnim razmnožavanjem), faza eksponencijalnog rasta/logaritamska faza (optimalni uslovi
za rast i razmnožavanje), faza usporavanja rasta (zbog povedanog broja delija, dolazi do
11
Stefan Barišid
smanjenja životnih resursa, pa dolazi i do smrti jednog broja bakterija), stacionarna faza (zbog
akumulacije inhibitornih produkata i malo hrane; broj novonastalih i uginulih bakterija je
jednak), faza ubrzanog uginuda (potpuno iscrpljenje hranljive podloge i nagomilavanje štetnih
produkata, bakterije preživljavaju (faza preživljavanja) hranedi se ostacima uginulih bakterija;
na kraju populacija odumire i kultura postaje sterilna).
Bakterije se mogu zadržati u fazi eksponencijalnog rasta stalnim osvežavanjem podloga
pomodu hemostata i turbidostata (turbiditet = gustina) koji regulišu konstantan sastav hranljive
podloge.
Bakterije se zasejavaju na hranljivim podlogama koje mogu biti čvrste (agari) i tečne
(bujoni). Prema sastavu i nameni dele se na osnovne, obogadene (krvni, čokoladni),
diferencijalne i selektivne (endo agar i SS agar su i selektivne i diferencijalne podloge).
Na krvnom agaru se razlikuju alfa, beta i gama hemolitične bakterije. Alfa hemoliza je
nepotpuna hemoliza, beta potpuna, a gama odsustvo hemolize. Mnemo tehnika:
Gamma: garbage
Alpha: almost
Beta: best
12
Stefan Barišid
Genom bakterija
Bakterijska delija nema jedro, što znači da njen genetički materijal nije fizički odvojen od
citoplazme. Bakterijska delija je haploidna, ima samo jedan hromozom. Bakterisjka DNK je
’’ogoljena’’, tj. nije organizovana u komplekse sa histonima. Skoro ceo genom je kodirajudi.
Pored hromozomske DNK, imaju i ekstrashromozomsku DNK u vidu plazmida.
Bakterijski genom čine hromozomska DNK, plazmidi i transpozibilni elementi.
Bakterijski hromozom čini jedan kontinuirani, prstenast molekul dvolančane DNK sa oko
2 000 gena. Pod dejstvom enzima topoizomeraza nastaje super-coiling, odnosno dodatno
uvijanje hromozoma oko uzdužne ose i tako nastaju domeni.
Replikacija DNK se odvija u blizini plazmaleme, odnosno njenih invaginacija – mezozoma.
Plazmidi su kružni DNK molekuli odvojeni od hromozoma sposobni da se autonomno
replikuju. Replikacija plazmida se oslanja na enzimski aparat kodiran hromozomskom DNK i nije
sinhronizovana sa replikacijom hromozoma, a time ni sa deobom bakterijske delije. Utvrđeno je
da određene vrste imaju svoje specifične plazmide.
Transpozibilni elementi su segmenti DNK koji mogu da se premeštaju sa jednog na drugo
mesto u genomu. Postoje 3 klase transpozibilnih elemenata:
1) Insercione sekvence
2) Transpozoni
3) Transpozoni udruženi sa bakteriofagom
13
Stefan Barišid
14
Stefan Barišid
Razmena genskog materijala
bakterija
Vedina bakterija (ako ne i sve) mogu da prenose genetski materijal. Prenose se geni za
rezistenciju na antibiotike, egzotoksine, enzime i druge faktore virulencije. Prenesena donorska
DNK u recipijentskoj deliji može biti uništena dejstvom endonukleaza, ali može i da se
inkorporira u hromozom ili opstati kao plazmid. Opstanak prenesenog fragmenta DNK je
verovatniji ako se prenos desio između iste ili što srodnije vrste. Postoje 3 načina prenosa DNK:
1) Transformacija
2) Transdukcija
3) Konjugacija
Ovi procesi se razlikuju od seksualnih procesa viših organizama, ali ipak imaju i neke
sličnosti sa njima. Zato se označavaju i kao paraseksualni procesi.
Transformacija podrazumeva prihvatanje slobodne DNK iz spoljašnje sredine i transport u
unutrašnjost delije. Može biti fiziološka (fiziološka transformacija tokom životnog ciklusa,
kompetentne bakterije; Bacillus, Neisseria...) ili arteficijelna (indukovana podešavanjem
eksperimentalnih uslova, indukcija kompeticije). U oba slučaja ključni momenat je priprema
recipijentske delije koja podrazumeva: razvoj kompetencije (akumulacija receptorskih molekula
za DNK, osposobljavanje za transport DNK kroz omotače, zaštita od sopstvenih endonukleaza),
vezivanje i skradivanje DNK, vezivanje zaštitnih proteina i transport, rekombinacija sa
komplementarnim delom hromozoma recipijentske delije.
Transdukcija je prenos genetskog materijala iz donorske u recipijentsku deliju
posredstvom bakteriofaga koji ima ulogu vektora. Bakterijska delija sa inkorporiranim DNK
bakteriofaga se naziva lizogena, a sticanje novih osobina time uzrokovanim je lizogena
konverzija. Postoje dva oblika transdukcije: generalizovana (kada se u nekompletni kapsid
litičkog faga upakuje fragment DNK bakterije umesto samo fagna DNK, i pri susretu sa drugom
bakterijom, taj deo bakterisjkog DNK fag inkorporira u novog domadina) i restriktivna
(specijalizovana) (lizogeni fag ubacije svoju DNK u DNK bakterije, i kasnije, kada otpočne litički
ciklus, vrši se ekscizija fagne DNK iz hibridnog hromozoma, ali ona nije precizna, ved ostane i deo
bakterijske DNK, koja se zatim pri slededoj infekciji zajedno sa
virusnom inkorporira u drugu bakteriju).
Konjugacija je prenos plazmida koji se obavlja posredstvom
direktnog kontakta dve bakterijske delije. Razmena je moguda
samo između bakterije koja poseduje faktor fertiliteta (F faktor) i
koja ga ne poseduje. Konjugacija nije oblik seksualne reprodukcije
jer nema jednakog učešda obe roditeljske delije u formiranju zigota,
ved se sastoji od jednostavnog prenosa DNK iz jedne u drugu deliju.
Plazmidi koji sasdrže gene (F faktor) koji im omogudavaju
15
Stefan Barišid
konjugaciju se nazivaju konjugativni plazmidi. Nasuprot njima, plazmidi koji ne mogu
samostalno da sprovedu transfer, nazivaju se nekonjugativni. Proces konjugacije ima 4 faze:
kontakt F+ i F- delija posredstvom polnih pila, fuzija membrana i nastanak citoplazmatskog
tunela, prenos DNK, replikacija i nastanak dve F+ delije koje se zatim odvajaju.
Poseban slučaj su Hfr (high frquency recombination) delije: bakterijske delije u čiji je
hromozom integrisan F plazmid:
Hfr delija može često da prenese hromozomsku DNK u F- deliju. Kopija hromozoma sa
integrisanim F plazmidom ostaje u donoru, tj. ne dolazi do prenosa celog hromozoma Hfr delije
(za to bi bilo potrebno oko 100 min za taj ceo hromozom, a nemogude je zadržati dve bakterije
u kontaktu toliko dugo). Dolazi do rekombinacija između donora i recipijenta, a recipijent ostaje
F-.
Iz bakterijskog hromozoma sa F plazmidom, F plazmid može da se oslobodi iz hromozoma
ekscizijom, koja nekada nije precizna, pa deo hromozomske DNK ostane u plazmidu koji se tada
označava sa F’.
16
Stefan Barišid
Mehanizmi delovanja antibiotika i
hemioterapeutika
Dobar lek je onaj koji nema štetne posledice po čoveka. Pa tako i antibakterijski lekovi,
idealno, treba da deluju samo na bakterije, ne proizvodedi propratne štetne efekte po pacijenta.
Paul Ehrlich je uveo princip selektivne toksičnosti. Kasnije u 20. veku, Aleksandar Fleming
otkriva penicilin.
Supstance koje ubijaju mikroorganizme i sprečavaju njihovo razmnožavanje u živom
organizmu nazivaju se antimikrobni lekovi (hemioterapijska sredstva). Ukoliko deluju na
bakterije, nazivaju se antibakterijski lekovi. U okviru antimikrobnih lekova, razlikujemo
antibiotike (prirodni, biološki produkti) i hemioterapeutike (sintetski prizvodi).
Antimikrobni lek treba da ima nekoliko osnovnih osobina: da je selektivno toksičan, da
spektrom delovanja pokrije više mikroorganizama (zbog mešanih infekcija), da oteža
mikroorganizmu da brzo razvije mehanizme rezistencije na taj lek i da lek ostane dovoljno dugo
u aktivnom obliku.
Antibakterijski lekovi mogu delovati baktericidno (ubijajudi ciljnu bakteriju) ili
bakteriostatski (inhibicijom rasta i razmnožavanja).
Osnovna razlika u mehanizmima delovanja antimikrobnih lekova i antiseptika je u tome
što antiseptici fiziko-hemijski deluju neselektivno na mesto aplikacije, dok antimikrobni lekovi
deluju na tačno određene strukture na deliji infektivnog agensa.
Mehanizmi delovanja antibakterisjkih lekova su:
1) Inhibicija sinteze delijskog zida
2) Inhibicija funkcije delijske membrane
3) Inhibicija sinteze proteina
4) Inhibicija sinteze nukleinskih kiselina
5) Inhibicija metabolizma folata
LEKOVI KOJI INHIBIŠU SINTEZU ĆELIJSKOG ZIDA BAKTERIJA
Sinteza peptidoglikana delijskog zida odvija se u 3 etape, pa se i lekovi koji deluju na
njegovu sintezu dele na sledede grupe: beta-laktami, glikopeptidi i fosfomicin (inhibira piruviltransferazu u prvoj etapi sinteze peptidoglikana) i cikloserin.
Beta-laktami
Oko 70% svih antibakterijskih lekova pripada grupi beta-laktama.
Ključni mehanizam delovanja beta-laktama je inhibicija sinteze peptidoglikana delijskog
zida bakterija i to u tredoj etapi – transpeptidaciji i stvaranju mrežaste strukture mureina.
Prsten beta-laktama je strukturno sličan D-alanil-D-alaninu delijskog zida, pa se enzim
transpeptidaza vezuje vedim afinitetom za beta-laktamski prsten, a ne za supstrat
transpeptidacije.
17
Stefan Barišid
Efekat beta-laktama u fazi razmnožavanja je baktericidan, dok na bakterije koje nisu u
stadijumu razmnožavanja deluje bakteriostatski. Prvi korak u delovanju je vezivanje za
proteine u membrani koji se zovu Penicillin Binding Proteins (PBP) u čijem sastavu se nalazi
enzim transpeptidaza čija je aktivnost time inhibirana. Slededi stepen dejstva je sprečavanje
sinteze inhibitora autolitičkih enzima delijskog zida.
Antibakterijski efekat beta-laktama zavisi od: penetracije kroz porine delijskog zida,
afiniteta prema PBP i otpornosti na hidrolitičku aktivnost beta-laktamaza.
U beta-laktame spadaju: penicilini, cefalosporini, karbapenemi i monobaktami.
PENICILINI: Osnovna hemijska struktura se sastoji od beta-laktamskog i tiazolidinskog
prstena. Penicilini se dele na prirodne i polusintetske:
Prirodni penicilin je penicilin G (benzil-penicilin) čiji je spektar delovanja, kao i spektar svih
prirodnih penicilina, ograničen na Gram+ i Gram- koke. Zato se pristupa sintezi polusintetskih
penicilina u cilju povedanja otpornosti na litičko dejstvo beta-laktamaza (meticilin, kloksacilin) i
širenja spektra delovanja (amino-(ampicilin, amoksicilin) na Gram- bacile, karboksi(karbenicilin) Pseudomonas, Enterobacter i Proteus,
i acilureido-(mezlocilin, azlocilin,
piperacilin) penicilini specijalno dizajnirani za Pseudomonas aeruginosa).
Inhibitori beta-laktamaza koji onemogudavaju razgradnju beta-laktama i time čuvaju
njihovu efikasnost su: klavulanska kiselina (vezuje se za penicilinazu), sulbaktam i tazobaktam.
Beta-laktamski lekovi su lekovi minimalne toksičnosti jer im je ciljna struktura
peptidoglikan, koga nema u delijama ljudi. Oni su najbliži ’’idealnom leku’’ Paul Ehrlich-a.
Najčešda neželjena dejstva su alergijske reakcije, a pored njih tu je i rezistencija bakterija na
peniciline, kao i tolerancija.
CEFALOSPORINI: Grupa polusintetskih beta-laktama izvedenih iz cefalosporina C.
Napravljene su 4 generacije cefalosporina:
Prva: cefalotin, cefaloridin, cefaleksin
Druga (rezistentni na cefalosporinaze): cefamandol, cefuroksim, cefoksitin
Treda (široko dejstvo): cefotaksim (prvi cefalosporin širokog dejstva), ceftriakson
(prvi cefalosporin dugog delovanja), ceftazidim, cefpodoksim
Četvrta (i rezistentni na cefalosporinaze i širokog dejstva): cefepim, cefpirom
Cefalosporini su jedna od najbezbednijih grupa antibiotika jer su im neželjena dejstva
retka, umerene jačine i reverzibilna. Međutim, zbog visoke cene, to su lekovi tzv. strateške
rezerve.
KARBAPENEMI: Imaju širi spektar dejstva od svih drugih antibiotika. Primer je
imipenem. U velikim dozama je nefrotoksičan.
MONOBAKTAMI: monociklični beta-laktami, otporni na beta-laktamaze. Deluje samo na
Gram- bakterije.
18
Stefan Barišid
Glikopeptidi
Ometaju elongaciju i unakrsno vezivanje supstanci koje čine peptidoglikanske polimere.
Vankomicin, posebno efikasan protiv Clostridium difficile.
LEKOVI KOJI INHIBIŠU FUNKCIJE PLAZMALEME
Polimiksini: dezorganizuju membranu, pa ona gubi svoju semipermeabilnost.
LEKOVI KOJI INHIBIŠU SINTEZU PROTEINA
Ovi lekovi deluju inhibicijom funkcije ribozoma, i to posebno za svaku subjedinicu.
Inhibitori 30S subjedinica: aminoglikozidi blokiraju inicijacioni kompleks
(streptomicin (prvi lek za lečenje tuberkuloze), gentamicin, tobramicin, neomicin (ne resorbuje
se i koristi se pre hirurških intervencija za smanjenje crevne flore), amikacin), tetraciklini
(blokiraju vezivanje amino-acil-tRNK).
Inhibitori 50S subjedinica: inhibišu vezivanje peptidil-transferaze za veliku
subjedinicu ribozoma; hloramfenikol, makrolidi (eritromicin, aziromicin, klaritromicin),
linkomicini
LEKOVI KOJI INHIBIŠU SINTEZU NUKLEINSKIH KISELINA
Inhibitori sinteze DNK: hinoloni/fluorohinoloni inhibišu DNK-žirazu (oflo-, peflo-,
norflo- i ciprofloksacin)
Inhibitori sinteze RNK: inhibišu aktivnost RNK-polimeraze; rifampin
LEKOVI KOJI INHIBIŠU METABOLIZAM FOLATA
Sulfonamidi, trimetoprim
Slično dejstvu sulfonamida je i dejstvo para-amino-salicilne kiselina koja deluje samo na
Mycobacterium tuberculosis.
19
Stefan Barišid
20
Stefan Barišid
Mehanizmi rezistencije bakterija
na antibiotike
Poznata je činjenica da su bakterije sposobne da razviju različite mehanizme odbrane i
postanu rezistentne na dejstvo leka. Kada je jedna bakterija rezistentna na 3 ili više antibiotika
(grupa antibiotika) govori se o multiploj rezistenciji. Kada se rezistencija može preneti sa
otpornih na osetljive sojeve iste ili druge bakterijske vrste, reč je o infektivnoj (prenosnoj)
rezistenciji.
Poznato je više mehanizama kojima bakterije postaju rezistentne na lekove:
1) Enzimska destrukcija (inaktivacija leka)
2) Izmena ciljnog mesta enzima
3) Izmena propustljivosti delijskih ovojnica
4) Izmena strukture ribozoma
5) Imena metaboličkog puta (promena enzima)
Enzimska destrukcija ili inaktivacija leka
Najčešdi mehanizam rezistencije, najviše na beta-laktame.
To su litički enzimi koji razgrađuju beta-laktamski prsten i pretvaraju ga u inaktivnu
supstancu. Nazivaju se beta-laktamaze (penicilinaze i cefalosporinaze). Mogu biti inducibilne
(luče se samo u prisustvu leka) ili ređe, konstitutivne (uvek prisutne). Beta-laktamaze mogu biti
ekstracelularne (egzoenzimi), pa tako štite i druge bakterije u okolini, a produkuju ih Gram+
bakterije. Gram- bakterije produkuju beta-laktamaze u periplazmatski prostor. One su tu
koncentrovanije (zbog manjeg prostora), pa su i Gram- bakterije otpornije na beta-laktame.
Produkcija ovih hidrolitičkih enzima može biti hromozomskog, ali je češde plazmidskog ili
transpozonskog porekla. Efikasnost dejstva zavisi od afiniteta prema supstratu i brzine
katalitičke modi samog enzima (brzine hidrolize).
Postoje i inhibitori penicilinaza: klavulanska kiselina i sulbaktam.
Izmena ciljnog enzima
Važan za peniciline jer se odnosi na izmenu sposobnosti ovih lekova da se vežu za ciljne
enzime koji se nalaze u plazmalemi bakterija – PBP (smanjuje im se produkcija ili afinitet za
peniciline).
Izmena propustljivosti ćelijskoh ovojnica
Posledica je smanjenje ulaska leka u deliju. Alteracija porina značajna je za propustljivost
omotača.
Izmena strukture ribozoma
Mesto promene strukture je ono gde se lek obično vezuje za ribozom .
21
Stefan Barišid
POREKLO REZISTENCIJE
Urođena rezistencija
Nastaje usled nedostatka ciljne strukture za lek u deliji. Npr, Mycoplasma su rezistentne
na lekove koji inhibišu sintezu delijskog zida jer one i nemaju delijski zid.
Stečena rezistencija
Može biti genetičkog i negenetičkog porekla.
GENETIČKA REZISTENCIJA: Hromozomski ili ekstrahromozomski determinisane promene u
DNK kao posledica prirodne selekcije.
NEGENETIČKA REZISTENCIJA: Vedina antibakterijskih lekova svoje dejstvo ispoljava na
bakterije u fazi rasta i razmnožavanja. Mikroorganizmi u fazi mirovanja i metabolički neaktivni
su otporni na dejstvo leka, iako su u aktivnoj fazi potpuno osetljivi. Takođe, kao odgovor na
dejstvo leka bakterija može da pređe u L-oblik, kada postaje rezistentna (npr, gubi peptidoglikan
i postaje otporna na beta-laktame), i kada su uslovi opet povoljni, ponovo prelazi u vegetativni
oblik koji je opet osetljiv na antibiotike kao i pre stvaranja L-oblika.
ANTIBIOGRAM
Antibiogram je postupak za ispitivanje osetljivosti bakterija na antibiotike i
hemioterapeutike.
MIK (minimalna inhibitorna koncentracija) je najmanja koncentracija antibiotika koja
sprečava rast i razmnožavanje bakterija.
MBK (minimalna baktericidna koncentracija) je najmanja koncentracija antibiotika koja
izaziva smrt bakterija.
-
Bujon dilucioni metod
Agar dilucioni metod
Kod disk-difuzionog metoda meri se prečnik zone inhibicije i upoređuje se sa standardom.
To je kvalitativan metod koji može da kaže da li je bakterija osetljiva (S), umereno osetljiva (I) ili
rezistentna (R), tj. ne mogu se odrediti MIK i MBK. Prednosti su u tome što se može ispitivati
osetljivost na više različitih antibiotika, jednostavan je i brz.
Dilucioni metod se zasniva na nizu dvostrukih razblaženja u odgovarajudoj podlozi (bujon
ili agar). Test je kvantitativan, tj. mogu se
odrediti MIK i MBK, međutim, nedostaci su to
što se ispituje osetljivost na jedan antibiotik,
složena je tehnika izvođenja i traje preko 24h.
E-test: direktno se očitava vrednost MIK,
istovremeno se ispituje osetljivost na vedi broj
antibiotika, jednostavan, relativno brz, ali skup.
22
Stefan Barišid
Sterilizacija i dezinfekcija
Sterilizacija i dezinfekcija predstavljaju metode koje se koriste u
kontroli broja prisutnih živih mikroorganizama. Ove metode
podrazumevaju primenu različitih fizičkih i hemijskih agenasa kojima se
mikroorganizmi ubijaju ili uklanjaju.
STERILIZACIJA
Sterilizacija je metod ubijanja ili uklanjanja svih živih mikroorganizama. To je apsolutni
pojam – ne postoje stepeni sterilizacije.
Za sterilizaciju, najčešde se koriste fizičke (toplota, radijacija, filtracija) i hemijske metode
(etilen-oksid).
Fizičke metode
TOPLOTA: Može biti suva i vlažna. Suva ubija mikroorganizme oksidacijom gradivnih
komponenti, a vlažna denaturacijom proteina i promenama na nivou nukleinskih kiselina i
membrana mikroorganizama. Temperatura na kojoj dolazi do denaturacije proteina obrnuto je
proporcionalna količini prisutne vode, iz čega sledi da je efikasnije ubijanje vlažnom toplotom.
Suva toplota: direktna primena plamena (žarenje, opaljivanje, spaljivanje) i vreo vazduh
u suvom sterilizatoru.
Vlažna toplota: topla voda (kuvanje, pasterizacija, tindalizacija), vodena para koja struji
u Kohovom loncu, vodena para pod pritiskom u autoklavu.
RADIJACIJA: Koriste se UV zračenje i jonizujude zračenje.
UV zračenje ubija tako što dovodi do nastanka pirimidinskih (najčešde timin-timin)
dimera, što onemogudava normalno funkcionisanje delije. Ima malu prodornu mod.
Jonizujude zračenje podrazumeva primenu gama-zraka koji su neuporedivo vede energije i
prodornosti nego UV zraci. Jonizujudim zračenjem se najčešde sterilišu medicinski instrumenti za
jednokratnu upotrebu.
FILTRACIJA: Metod kojim se mikroorganizmi iz vazduha ili tečnosti uklanjaju pomodu
filtera. Primer su pamučni zapušači na bakteriološkim epruvetama.
Hemijske metode
Najčešde se koriste jedinjenja u obliku gasa (etilen-oksid, formaldehid) i tečnosti
(glutaraldehid, vodonik-peroksid, persirdetna kiselina). Ova jedinjenja moraju biti visoko
reaktivna, što može dovesti i do oštedenja živih tkiva. Etilen-oksid ima odličnu mod penetracije,
ne javlja se korozija, ali se i apsorbuje, a toksičan je. Koristi se za predmete koji mogu biti
oštedeni toplotom ili vlagom.
23
Stefan Barišid
Nova metoda je plazma sterilizacija koja se zasniva na strujanju jonizujudeg gasa, a
toksičnost se zasniva na formiranim slobodnim radikalima. Brza je, na sobnoj temperaturi,
kompatibilna sa skoro svim materijalima, a sporedni produkti su voda i kiseonik.
Kontrola sterilizacije
Za kontrolu sterilizacije koriste se 3 grupe metoda:
1)
2)
3)
Fizičke (kontrola postignute temperature, pritiska, vremena)
Hemijski indikatori (promena boje ili agregatnog stanja)
Biološki (spore Bacillus spp.)
DEZINFEKCIJA
Metod kojim se ubijanjem ili uklanjanjem smanjuje broj živih mikroorganizama. Cilj je
ukloniti patogene mikroorganizme, ali metod nije selektivan. 3 su stepena dezinfekcije:
1)
2)
3)
Visok stepen
Srednji stepen
Nizak stepen
Koriste se fizičke (toplota, radijacija) i hemijske metode (dezificijensi i antiseptici).
Sapuni nemaju antibakterijsko dejstvo, ved sama sapunica mehaničkim putem uklanja deo
mikroorganizama sa kože.
Faktori koji utiču na efikasnost dezinfekcije: priroda predmeta, vrsta i koncentracija
dezificijensa, dužina delovanja, temperatura, pH, vrsta i broj mikroorganizama...
Otpornost mikroorganizama prema dezificijensima krede se prema slededoj skali, počevši
od najotpornijih: prioni, kokcidije, spore bakterija, mikobakterije, virusi bez omotača,
vegetativni oblici Gram- bakterija, gljive, vegetativni oblici Gram+ bakterija, virusi sa omotačem
(najmanje otporni).
Najčešde korišdeni dezificijensi su: alkoholi, aldehidi, halogena jedinjenja, jedinjenja teških
metala, oksidansi, fenoli, krezoli, kvaternerna amonijumova jedinjenja...
24
Stefan Barišid
Fiziološka mikroflora i njen
značaj
Fiziološka mikroflora je populacija mikroorganizama koja naseljava
kožu i sluznice zdravih osoba.
Čine je:
1)
2)
Rezidentna (stalna) mikroflora
Tranzitorna (naletna) mikroflora
Kliconoštvo je prisustvo patogenih mikroorganizama u organizmu osobe koja je imuna
na tu infekciju. Kliconoše mogu biti izvor i rezervoar zaraze.
Primarno sterilne regije su svi unutrašnji organi i tkiva, krv, likvor, sperma, urin, serozne
tečnosti, kostna srž...
Normalna mikroflora kože
Koža je obilno kolonizovana, a najobilnije u regijama koje se znoje. Normalnu mikrofloru
čine i aerobne i anaerobne bakterije. Najznačajnije su Staphylococcus epidermidis,
Staphylococcus aureus (u malom broju), difteroidi, Micrococcus spp, Peptostreptococcus,
Propionibacterium (anaerobna)... Pord rezidentne, koža je naseljena i tranzitornom
mikroflorom zbog svoje izloženosti okolini, u čijoj eliminaciji najvedi značaj imaju pH, masne
kiseline u sekretu žlezda i lizozim.
Normalna mikroflora usne duplje i gornjeg respiratornog trakta
Nos, usta, ždrelo i dušnik su kolonizovani, ređe bronhije (koje su zaštidene trepljastim
epitelom i IgA). Bronhiole i alveole su sterilne. U nosu: Staphylococcus aureus, Staphylococcus
epidermidis, difteroidi... Usta: anaerobne vrste bakterija, viridans streptokoke (S. mutans –
karijes), Neisseria spp, Lactobacillus spp... gingivalne jamice: Fusobacterium, Prevotella,
Actinomyces, Streptococcus
Normalna mikroflora gastrointestinalnog trakta
U želucu nema normalne flore (jedino Helicobacter pylori uz pomod svoje ureaze može da
opstane u kiseloj sredini želuca, ali on nije deo normalne flore). Da bi prošle želudac kao deo
urođene imunosti, bakterija mora da ima u velikom broju; vedina de uginuti u želucu, ali de i
neke prodi do creva. Novorođenče se rađa bez bakterija u crevima, da bi se odmah posle prvog
obroka pojavili laktobacili. Prisutni su kao dominantna mikroflora dece na prirodnoj ishrani
(kao i Bifidobacterium), dok se kod onih na veštačkoj pre javlja flora slična onoj kod odraslih
(Escherichia, Bifidobacterium). Način ishrane utiče na sastav crevne mikroflore. Najviše bakterija
ima u rektumu. Bakterije čine i do 30% fekalne mase: anaerobne bakterije, Enterococcus spp...
25
Stefan Barišid
Normalna flora urogenitalnog trakta
Neposredno posle rođenja vaginu naseljavaju laktobacili koji se tu zadržavaju sve dok je
nizak pH. Kada se do puberteta pH pomeri ka neutralnom, laktobacile zamene koke i bacili. U
pubertetu, pod uticajem estrogena laktobacili ponovo postaju predominantna flora. Posle
menopauze ponovo nestaju.
U uretri: Staphylococcus epidermidis, difteroidi, Enterococcus spp, Streptococcus spp...
Značaj fiziološke mikroflore je u tome što fenomenom bakterijske interference štiti
organizam od patogenih bakterija (produkcijom bakteriocina, produktima metabolizma,
kompeticijom za hranu, kompeticijom za receptorsko mesto...), stimulacija imunskog sistema,
produkcija vitamina K i B...
Mogudi negativni efekti su pojava oportunističkih infekcija (pad imuniteta usled bolesti,
terapije, imunodeficijencije, promena prirodnog mesta boravka bakterije, neselektivna
upotreba antibiotika) i kancerogenost metabolita bakterija (amini u crevima).
26
Stefan Barišid
Faktori adherencije i invazivnosti
bakterija
Sve strukturne komponente i produkti bakterijske delije koji joj omogudavaju da preživi
u organizmu domadina, izazove infekciju i bolest i pronađe slededeg domadina su faktori
virulencije. Faktori virulencije se dele u 3 grupe: faktori adherencije (kolonizacije), faktori
invazivnosti i toksini.
Posle prodora mikroorganizma u telo domadina, neophodna je njihova adherencija za
delije ciljnog tkiva. Ako do adherencije ne dođe, mikroorganizmi bivaju eliminisani usled
aktivnosti treplajstog epitela, peristaltičkim pokretima ili sprani telesnim tečnostima.
Adherencija se ostvaruje između receptora na delijama domadina (najčešde ugljeni hidrati)
i molekula na površini mikroorganizma – adhezina (najčešde proteini).
Faktori adherencije su:
1)
Pili (fimbrije)
2)
Površinski proteini (afimbrijalni adhezini) (npr. lipoteihoinska kiselina
Gram+ bakterija (kao pili), F protein koji se vezuje za fibronektin)
3)
Kapsula i glikokaliks (adherencija, zaštita, iuzbegavanje fagocitoze i
komplementa, formiranje biofilma); najčešdi inkapsulirani organizmi: Some killers have
pretty nice capsules: Some (S. pneumoniae) killers (Klebsiella pneumoniae) have
(Haemophilus influenzae) pretty (Pseudomonas aeruginosa) nice (Neisseria
meningitidis) capsules (Cryptococcus neoformans – nije bakterija, nego gljiva).
4)
Ostali: pokretljivost, kompeticija za Fe i druge metabolite (siderofore:
mali molekuli za hvatanje Fe), sposobnost invazije delije domadina (invazini koji
aktiviraju citoskelet domadina da izvrši fagocitozu, tip III sekrecije (enteroinvazivna E.
coli, Shigella, Yersinia enterocolitica; direktna sekrecija u ciljnu deliju)), sposobnost
izbegavanja urođene imunosti (fagocitoza i komplement; M protein S. pyogenes,
koagulaza S. aureus), izbegavanje stečene imunosti (antigenska mimikrija, IgA1...),
sposobnost stvaranja biofilma (na koncertu u gužvi, pokredete se kao masa, stisnuti
ste sa svih strana. Ako se svi drogiraju, i vi se drogirate u masi. Ali policija ne može da
stigne do vas jer ste u sredini, niti vas vidi niti može da dopre do vas – to je suština
biofilma).
27
Stefan Barišid
Mogudnost mikroorganizama da prodru kroz epitelni sloj naziva se invazivnost. Oni
produkuju enzime i antifagocitne faktore koji im omogudavaju prodor i zaštitu od imunskog
sistema. Faktori invazivnosti su specifični produkti i/ili enzimi koji pomažu širenje bakterija u
dublja tkiva i/ili diseminaciju u organizmu domadina.
Najčešdi faktori invazivnosti koji omogudavaju njihovo širenje kroz tkiva su: koagulaza,
streptokinaza (fibrinolizin), hijaluronidaza, dezoksiribonukleaza, kolagenaza, citolizini, lecitinaza,
fosfolipaza, hemolizini, leukocidini...
Antifagocitni faktori su: kapsula, protein A Staphylococcus aureus-a, M protein
Streptococcus pyogenes-a...
28
Stefan Barišid
Bakterijski toksini
Bakterijski toksini su primarno otrovne supstance bakterijskog porekla
koje imaju antigenske osobine. Postoje 2 vrste toksina: egzotoksini i endotoksini.
Egzotoksini
Egztoksini su veoma toksični proteini koje luče i Gram+ i Gram- bakterije. Geni za njihovu
sintezu nalaze se na plazmidima ili u inkorporiranoj DNK bakteriofaga. Dobri su antigeni →
stimulišu produkciju antitoksina. Pod dejstvom formaldehida, kiseline ili toplote prelaze u
netoksične oblike – anatoksine (toksoide). Toksoid je izgubio toksičnost, ali je zadržao
imunogenost.
Egzotoksini imaju različite mehanizme delovanja:
TOKSINI KOJI DELUJU NA NIVOU DELIJSKE MEMBRANE: direktno oštedenje razaranjem
komponenti emmbrane (beta toksin/sfingomijelinaza S. aureus, lipaze (lecitinaza klostridija,
hemolizini...)), toksini koji se ugrađuju u membranu i prave pore (streptolizin O, α toksin
stafilokoka; vezuju se za holesterol na membrani i polimerizuju).
TOKSINI KOJI INHIBIRAJU SINTEZU PROTEINA: difterijski toksin, egzotoksin A
Pseudomonas aeruginosa
TOKSINI KOJI POVEDAVAJU KOLIČINU cAMP: direktno izlučivanje cAMP-a, stimulacija
adenil-ciklaze; Vibrio cholerae, Escherichia coli: povedanje koncentracije cAMP-a menja
potencijal membrane i dovodi do gubitka tečnosti i elektrolita.
TOKSINI KOJI BLOKIRAJU FUNKCIJU NERVNOG SISTEMA: tetanusni (sprečava izlučivanje
inhibitornih neurotransmitera) i botulinski toksin (sprečava oslobađanje acetil-holina).
TOKSINI KAO SUPERANTIGENI: aktiviraju veliki broj klonova CD4 limfocita pri čemu se
oslobađaju velike količine IL-1 i TNF; pirogeni toksin BHS grupe A, toksični šok sindrom toksin,
enterotoksin stafilokoka...
Endotoksini
Endotoksin je sastavni deo delijskog zida Gram- bakterija (spoljašnje membrane).
Oslobađa se pri lizi bakterijske delije (posle smrti) i vezuje za receptore na responsivnim
delijama. Endotoksin je lipopolisaharid (LPS). Čine ga lipid A (nosilac toksičnosti) i O29
Stefan Barišid
polisaharid (antigen). Slabo je toksičan, slab je imunogen, ne može se konvertovati u toksoid i
protiv njega ne postoji vakcina. Ne može se inaktivisati toplotom (otporan je na autoklaviranje).
Responsivne delije su monociti/makrofagi, polimorfonukleari, endotelne delije, T i B limfociti.
Endotoksin svih bakterija ima isto dejstvo: dovodi do groznice i endotoksičnog šoka, tj.
preoptereduje imuni sistem. Stalna ekspozicija malim količinama LPS može biti korisna za
čoveka, dok ekspozicija velikim količinama dovodi do ved pomenutog endotoksičnog (septičkog)
šoka (mortalitet 20-50%) . Posle oslobađanja, LPS se vezuje za receptore na makrofagima,
monocitima i drugim delijama. Usled interakcije LPS i delija domadina, dolazi do produkcije
citokina, aktivacije komplementa alternativnim putem i aktivacije procesa koagulacije krvi.
30
Stefan Barišid
Bakterijske vakcine
Vakcinacija podrazumeva ekspoziciju antigenima mikroorganizama koja
izaziva imunski odgovor, ali bez nastanka bolesti. Vakcinacijom se veštačkim
putem podstiče aktivna imunost.
Prvu bakterijsku vakcinu je napravio Louis Pasteur za zaštitu od antraksa.
Idealna vakcina treba da bude visoko imunogena, bezbedna sa prirodnom, bezbolnom i
jednokratnom aplikacijom.
Postoje dve podele bakterisjkih vakcina, koje su objedinjene u dijagramu:
bakterijske vakcine
mrtve
žive (atenuisane)
celodelijske
proteinski
antigen
subjedinične
(komponentne)
polisaharidni konjugovane
antigen
Princip živih bakterijskih vakcina je unos živih, atenuisanih bakterija koje stimulišu imunski
odgovor ali bez nastanka bolesti. Efekat atenuacije se može postidi na više načina: kultivisanje
pod suboptimalnim uslovima, primenom molekularnih tehnologija itd. Žive vakcine dobro
stimulišu i celularnu i humoralnu imunost, dok mrtve vakcine uglavnom humoralnu imunost.
Žive vakcine pružaju dobru i dugotrajnu zaštitu, dovoljna je jedna doza i mali bakterijski
inokulum, nisu potrebni adjuvansi, a s druge strane postoji problem atenuacije i bezbednosti
takve vakcine, kao i stabilnost. Danas su komercijalno dostupne 3 bakterijske žive vakcine: za
zašitu od tuberkuloze, trbušnog tifusa i kolere. Jedina uključena u obavezan program
vakcinacije je BCG, protiv tuberkuloze.
Mrtve vakcine se prave ubijanjem potpuno virulentne bakterije, ne zahtevaju atenuaciju,
stabilne su i bezbedne, a s druge strane potrebno je davati adjuvanse, davati vedi broj doza, a
nedostaci su takođe tip (nema dobre celularne imunosti) i trajanje zaštite. Od mrtvih
celodelijskih, samo ona za zaštitu od pertusisa je u kalendaru obavezne vakcinacije, a ostale su
npr. za zaštitu od kolere, antraksa, kuge... Među subjediničnim (toksoidi toksina) proteinskim
31
Stefan Barišid
vakcinama, u obaveznoj upotrebi su protiv difterije i tetanusa, a u novije vreme se više koristi i
takva vakcina protiv pertusisa. Primer subjedinične polisaharidne su bolesti koje izazivaju
inkapsulirane bakterije, npr. Haemophilus influenzae tip b, Streptococcus pneumoniae, Neisseria
meningitidis... Konjugovane su vakcine kod kojih je polisaharid (s obzirom da je slab
imunogen) udružen sa proteinskim nosačem. Postoje konjugovane vakcine protiv Haemophilus
influenzae tip b (Hib), Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis... Kao nosači mogu da
se koriste i toksoid difterijskog i toksoid tetanospazmina.
Adjuvansi povedavaju imunost antigena i koriste se kao aditivi u nekim subjediničnim
inaktivisanim vakcinama. Uloga adjuvanasa je da pojačaju imunski odgovor.
32
Stefan Barišid
SPECIJALNA
BAKTERIOLOGIJA
Gruba mnemo-tehnika: Gram+ koke: Streptococcus, Staphylococcus, Enterococcus
Gram- koke: Neisseria, Moraxella
Gram+ bacili: Listeria, Corynebacterium, Bacillus, Clostridium,
Mycobacterium
Gram- bacili: SVI OSTALI
33
Stefan Barišid
Streptococcus pyogenes,
Streptococcus agalactiae
Familia Streptococcaceae: Streptococcus, Enterococcus, Aerococcus, Peptococcus,
Peptostreptococcus, Gemella, Sarcina...
Rod Streptococcus







Gram+ koke
Raspoređene u lancima
Nepokretne
Asporogene
Fakultativno anaerobne
Nutritivni probirači (krvni agar)
Katalaza –
Postoji više podela streptokoka:
KLINIČKA: piogene, oralne, enterične streptokoke Izuzetak od ovakvog izgleda je kod S. pneumoniae, koji
je diplokok nepravilnog sferičnog oblika.
TIP HEMOLIZE: β, α, γ (anhemolitične)
SEROLOŠKA (Lancefield): prema polisaharidu C i lipoteihoinskoj kiselini (D i rod Enterococcus):
20 grupa, A-V; međutim, S. pneumoniae nema grupno specifični antigen.
DIDAKTIČKA: piogene, S. pneumoniae, viridans, laktičke
Za razlikovanje roda Streptococcus od roda Staphylococcus se koristi katalaza test.
Lanci nastaju zato što se u toku deljenja, ravni deobe postavljaju uvek paralelno.
Neke vrste su i kapnoične.
Streptococcus pyogenes (BHS grupe A)



Sve osobine roda
Striktni humani patogen
β hemoliza
Ova bakterijska vrsta poseduje najvedi repertoar mehanizama kojima izaziva oboljenja
kod ljudi.
Ima kapsulu od hijaluronske kiseline koja je identična onoj u vezivnom tkivu čoveka, pa
nije imunogena → antigenska mimikrija (osnova poststreptokoknih sekvela).
Unutar delijskog zida postoji grupno-specifični antigen, C-polisaharid, kao i tri tipski
specifična antigena: M, T i R proteini.
Najznačajniji je M protein koji je i glavni faktor virulencije ove vrste, i na osnovu razlika u
njegovoj strukturi BHS grupe A se deli na više od 80 serotipova. M protein ulazi u sastav pila i
učestvuje u adherenciji za epitelne delije domadina, dovodi do smanjene produkcije opsonina
34
Stefan Barišid
C3b i tako ometa fagocitozu. Opisana su još 2 površna proteina: F (adherencija za fibronektin) i
G (vezuje Fc fragment IgG antitela).
BHS grupe A sintetiše brojne enzime i toksine:
Enzimi: streptolizini O i S (hemolizini; O je citotoksin koji pravi pore u membrani, a S nije
imunogen), C5a peptidaza, streptokinaza (aktivira plazminogen i tako razgrađuje fibrinske
naslage → širenje infekcije za razliku od stafilokokne infekcije), dezoksiribonukleaze,
hijaluronidaza.
Lizogeni sojevi mogu sintetisati streptokokne pirogene egzotoksine (SPE) (ranije:
eritrogeni toksini): A, B, C i D → superantigeni
S. pyogenes ima sposobnost da adheriše na epitelne delije nazofarinksa i kože pomodu
raznih adhezina (M protein, lipoteihoinska kiselina, F protein). Prisustvo faktora invazivnosti (M
protein, G protein, C5a peptidaza) omogudava širenje infekcije.
S. pyogenes izaziva 3 grupe oboljenja: piogena, toksemična i poststreptokokne sekvele.
Piogena oboljenja se prema težini kliničke slike mogu podeliti na:
1)
Slabo
invazivna:
infekcije
gornjih
respiratornih
puteva
(tonsillopharyngitis, sinusitis, otitis media) i infekcije kože (folliculitis, pyodermia,
impetigo)
2)
Invazivna: infekcija bilo kog organa ili sistema (meningitis, pneumonia,
osteomyelitis, arthritis, erysipelas, infekcije rana,
sepsis puerperalis, fasciitis necroticans)
Toksemična oboljenja: samo u obliku intoksikacije,
često pradena i piogenim formama streptokokne infekcije;
scarlatina (jezik kao jagoda, crvena koža u preponskom
predelu...) i streptokokni toksični šok sindrom.
Poststreptokokne sekvele (nesupurativna = sterilna):
akutna reumatska groznica, akutni glomerulonephritis.
Incidenca streptokoknog kliconoštva je 5-20%
(faringealno, nazalno, analno).
Penicilin je lek izbora u terapiji infekcija BHS grupe A.
Bacitracinski test
Dijagnostika:
Morfološke osobine: Gram+ koke u lancima (ali je to
nepouzdano, jer se i stafilokoke mogu javiti u formama sličnim
lancima i obrnuto).
Kulturelne osobine: krvni agar, sitne, prozračne kolonije
okružene širokom zonom β hemolize.
Biohemijske osobine: +bacitracinski test, +PYR
(pirolidonil arilamidaza) test, rezistencija na trimetoprimsulfometoksazol
PYR test
35
Stefan Barišid
Antigenske osobine: lateks aglutinacija za polisaharid C
Serološki testovi: za poststreptokokne sekvele; titar antitela na produkte BHS grupe A:
ASO (anti-streptolizin O) test.
S. pyogenes je jedna od retkih bakterijskih vrsta koja je i dalje osetljiva na penicilin.
Streptococcus agalactiae (BHS grupe B)


Sve osobine roda
β hemoliza
Ima grupno specifični ugljeno-hidratni antigen – grupa B po Lancefieldovoj.
Najvažniji faktor virulencije je kapsula, građena od sijalinske kiseline. Na osnovu
varijacija u građi kapsule razlikuje se 5 glavnih humanih serotipova: Ia, Ib, II, III, IV.
Produkuje hemolizine, neuraminidazu, dezoksiribonukleaze, hijaluronidaze, cAMP faktor
(pojačava beta-hemolizu, nije ciklični AMP!).
BHS grupe B izaziva teške oblike infekcija novorođenčadi (vodedi uzročnih neonatalnog
meningitisa). Javlja se u dva klinička oblika: sa ranim i kasnim početkom bolesti.
Oboljenje sa ranim početkom nastaje tokom prvih 5 dana od rođenja deteta:
bakterijemija, pneumonija, meningitis; visoka stopa smrtnosti (60%).
Ukoliko se infekcija desi kasnije (1 nedelja do 3 meseca od rođenja) dolazi do razvoja
oboljenja sa kasnim početkom: meningitis i bakterijemija. Niži mortalitet, ali zaostaju
neurološke sekvele.
Druga oboljenja su puerperalna sepsa i oportunističke infekcije.
Grupa B streptokoka kolonizuje gornje respiratorne puteve, donje delove intestinalnog
trakta i vaginu. Prolazno vaginalno kliconoštvo je često u trudnodi: 10-40%, ali infekcija nastaje
kod relativno malog broja beba.
Izolacija S. agalactiae iz stolice smatra se normalnim nalazom!
Dijagnostika:
Biohemijske osobine: -bacitracinski test, rezistencija na trimetoprim sulfometoksazol,
+test hidrolize natrijum-hipurata, cAMP faktor test.
Katalaza test
Test hidrolize Na-hipurata
36
Stefan Barišid
37
Stefan Barišid
Streptococcus pneumoniae,
viridans streptokoke
Streptococcus pneumoniae




Gram+ koka (kao plamen svede)
Diplokok
Ima kapsulu
α hemoliza
Pneumokok ne pripada ni jednoj grupi po
Lancefieldovoj, zbog nedostatka grupno specifičnog
antigena u delijskom zidu. Diplokoke su obložene kapsulom koja je glavni faktor virulencije ove
vrste. Na osnovu razlika u strukturi kapsule može se razlikovati 90 serotipiva pneumokoka.
Najznačajniji faktori virulencije su kapsula, pneumolizin (citotoksičan za epitelne delije
respiratornog trakta i neutrofile), delovi delijskog zida, IgA1 proteaza.
S. pneumoniae poseduje enzim autolizin, koji se aktivira tokom stacionarne faze rasta i
izaziva lizu i smrt pneumokoka.
U današnje vreme, pneumokok izaziva najčešde konjunktivitis, sinusitis i otitis media.
Jedan od vodedih uzročnika bakterijskih infekcija respiratornog trakta i meningitisa kod ljudi.
Najčešde se izoluje iz nazofarinksa.
Dijagnostika:
Kulturelne osobine: kolonije pneumokoka imaju
centralno udubljenje (posledica aktivacije autolizina) i
okružene su zonom α hemolize.
Biohemijske osobine: +optohinski test, pozitivan
test lize kulture u prisustvu žučnih soli.
Lateks aglutinacija.
Optohinski test
S. pneumoniae je jedina vrsta roda Streptococcus protiv koje je napravljena vakcina
(konjugovana, sadrži kapsularne polisaharide 23 najčešda serotipa pneumokoka za odrasle, i 7
najpatogenija serotipa za decu).
Viridans streptokoke
Vedina predstavlja deo normalne oralne flore (nazivaju se i oralne streptokoke); alfa- ili
anhemolitične.
Najčešde izolovane vrste: S. mutans, S. salivarius, S. mitis, S. sanguis, S. anginosus.
Bakterijski endokarditis. Odgovorne za nastanak dentalnog karijesa (posebno S. mutans)
tako što iz ugljenih hidrata produkuju kiseline koje demineralizuju tkiva zuba. Takođe sintetišu i
38
Stefan Barišid
enzim glikozil-transferazu koja razlaže šedere na glukozu i fruktozu, posle čega se stvaraju
glukani (polimeri glukoze), preko kojih bakterije adherišu na gleđ.
Negativan optohinski test, negativan test lize žučnim solima, negativan test hidrolize
eskulina.
39
Stefan Barišid
Staphylococcus aureus
Rod Staphylococcus
Produkcija katalaze je karakteristika svih stafilokoka na osnovu koje se mogu lako i brzo
najjednostavnije razlikovati od streptokoka.
S. aureus je striktni patogen, dok su S. epidermidis i S. saprophyticus uslovni patogeni.
Dele se na koagulaza+ (S. aureus) i koagulaza- (ostale).
Staphylococcus aureus









Gram+ koke
Raspoređene u grozdovima
Nepokretne
Asporogene
Fakultativno anaerobne
Nisu nutritivni probirači
Katalaza+
Koagulaza +
Striktni patogen
S. aureus se smatra jednim od najznačajnijih bakterijskih agenasa u medicini i jedan je
od najčešdih uzročnika intrahospitalnih infekcija. Poseduje veliki broj strukturnih i solubilnih
faktora virulencije koji mu omogudavaju da izazove oboljenja gotovo svih organa čovečjeg
organizma, produkuje beta-laktamaze i poseduje druge mehanizme rezistencije na antibiotike.
Broj inkapsuliranih sojeva je znatno vedi in vivo.
Delijski zid ima sve karakteristike zida Gram+ bakterija, sa velikim brojem peptidnih
mostova → halotolerantna (osmotolerantna). Peptidoglikan delijskog zida ima značajan udeo u
virulenciji: privlači polimorfonukleare (formiranje apscesa) i aktivira klasični put komplementa,
kao i endotoksin Gram- bakterija. Lizozim muramidaza razlaže peptidoglikan. Nalazi se u
suzama, pljuvački i fagocitima.
Protein A je prisutan samo kod S. aureus-a. On se velikim afinitetom vezuje za Fc fragment
IgG, i tako ometa specifičnu reakciju Fab fragmenta sa antigenskim determinantama na
bakterijskoj deliji.
Teihoinska kiselina ima ulogu u adherenciji za epitel jer se specifično vezuje za
fibronektin.
Clumping faktor je prisutan samo kod S. aureus-a. On reaguje sa molekulima fibrinogena,
tako što nepolarne molekule fibrinogena koristi kao ’’lepak’’ za slepljivanje vedeg broja delija
stafilokoka. Detekcija clumping faktora se koristi za identifikaciju S. aureus pod nazivom test
vezane koagulaze (test koagulaze na pločici).
Određeni sojevi stafilokoka sintetišu egzotoksine koji izazivaju gastrointestinalne tegobe.
Identifikovano je 5 serotipova enterotoksina: A, B, C, D, E (otporni na dejstvo želudačnog i
40
Stefan Barišid
crevnog soka, kao i na termičku obradu). Eksfolijatin (epidermolitični toksin) razgrađuje
dezmozome u epidermisu i dovodi do raslojavanja između stratum spinosum i stratum
granulosum. Stafilokokni toksični šok sindrom toksin se ponaša kao superantigen.
Produkuje i citotoksine: α, β (sfingomijelinaza C), γ, δ (hemolizini) i leukocidin.
Koagulaza reaguje sa globulinskim plazma faktorom, pri čemu nastaje stafilotrombin koji
prevodi fibrinogen u fibrin → teži lokalizaciji infekcije, za razliku od streptokoka. Katalaza štiti
bakterijsku deliju od dejstva sopstvenog i stranog H2O2. Hijaluronidaza razlaže hijaluronsku
kiselinu vezivnog tkiva i tako pomaže prodornost. Lipaze su enzimi koji razgrađuju zaštitni masni
sloj na površini kože. Termostabilna DNK-aza je jedan od markera za identifikaciju S. aureus-a (i
koagulaza negativne stafilokoke luče nukleaze, ali je termostabilna forma specifična samo za S.
aureus).
Iako striktni patogen, utvrđeno je da 10-30% zdravih osoba u populaciji mogu biti
kliconoše (nazalna sluzokoža, perineum) → značajan rezervoar i izvor zaraze. Jedan je od
vodedih izazivača hirurških infekcija, kao i trovanja hranom i gastroenteritisa. Ako vidite u
restoranu da kuvar čačka nos – bežite odatle 
Oboljenja koja izaziva S. aureus mogu se podeliti na toksemična i supurativna.
Toksemična: stafilokokno trovanje hranom (krompir salata, svinjetina, piletina, riba...),
sindrom oparene kože (Ritter), toksični šok sindrom (tamponi...).
Supurativna: infekcije kože, respiratornih i urogenitalnih
puteva, sinuzitis, osteomijelitis, endokarditis, septični artritis.
MRSA – methicillin-resistant S. aureus
VRSA – vancomycin-resistant S. aureus
VISA – vancomycin-intermediate S. aureus
Dijagnostika:
Na direktnom preparatu se teško razlikuju od streptokoka
i enterokoka, i zato se za dijagnozu ne koristi direktan preparat.
Na preparatu iz kulture, vide se rupisane u grozdove.
Kulturelne osobine: krvni agar, lipohrom (pigment koji daje zlatnu boju), β-hemoliza
Biohemijske osobine: +koagulaza test, fermentacija manitola, produkcija termostabilne
DNK-aze.
Detekcija toksina radi se ELISA-om.
Koagulaza test: Cadness-Graves test
na pločici, za ispitivanje vezane
koagulaze
Koagulaza test: u epruveti, za
ispitivanje slobodne koagulaze
41
Stefan Barišid
Koagulaza negativne stafilokoke i biofilm
bakterija
U laboratoriji se koagulaza negativne stafilokoke retko identifikuju do nivoa vrste, i na
nalazu najčešde piše: koagulaza negativan stafilokok. Anhemolitične su.
Staphylococcus epidermidis
Tipičan predstavnik oportunističkih bakterija. Lako
kolonizuje gotovo sve dostupne regije ulazedi u sastav
fiziološke mikroflore. Često je prisutan u kliničkim
uzorcima kao kontaminant. Najčešdi je izazivač
intrahospitalnih infekcija i najčešde je izolovani
stafilokok kod ljudi. Formira biofilm na kateterima i
implantatima.
Osetljiv na novobiocin.
Staphylococcus saprophyticus
Ima izražen afinitet za urinarni trakt kod mladih,
seksualno aktivnih žena.
Novobiocinski test
Rezistentan na novobiocin.
Biofilm
Biofilm je zajednica bakterijskih delija koje su ireverzibilno adherisane za površinu i
uronjene u ekstracelularnu polimernu supstancu koju same sintetišu. Ta sluz, koja ih pokriva i
štiti, takođe pospešuje adherenciju → biofilm na hirurškim instrumentima.
Prvo bakterije adheriraju za površinu, zatim dolazi do njihovog razmnožavanja,
formiranja mikrokolonija i produkcije polimerne sluzi. Bakterije u okviru jedne mikrokolonije su
međusobno povezane intercelularnim vezama. U fazi maturacije, dolazi do adherencije novih
bakterija i uvedanja mikrokolonija. Mikrokolonije su uronjene u tu ekstracelularnu polimernu
supstancu, a između njih su prostori kroz koje difunduju voda i hranljive materije. Poslednja faza
je faza starenja biofilma, kada dolazi do odvajanja i otpadanja bakterija sa površine:
diseminacija.
Bakterije u biofilmu pokazuju drugačije fenotipske osobine u odnosu na bakterije van
biofilma. Smanjena je osetljivost prema dezificijensima, antibioticima, mehanizmima urođene i
stečene imunosti, i povedana je otpornost na fizičke faktore (sušenje, promene pH i
temperature, UV zračenje).
42
Stefan Barišid
43
Stefan Barišid
Neisseria gonorrhoeae
Familija Neisseriaceae obuhvata više rodova: Neisseria, Acinetobacter, Kingella i
Moraxella.
Neisseria-e su oksidaza+, a glavne Gram- oksidaza- bakterije su Enterobacteriaceae.











Gram- koke (bubrežast oblik)
Diplokoke
Fakultativno intracelularne
Nepokretne
Asporogene
Aerobne
Nutritivni probirači (čokoladni
agar)
Kapnoične
Katalaza+
Oksidaza+
Nema kapsulu
In vitro su koke pravilnijeg oblika i nisu u parovima, a one in vivo su najčešde unutar
polimorfonuklearnih leukocita. Javlja se i pleomorfizam. Na osnovu nutritivnih zahteva
podeljena je na auksotipove, a na osnovu proteina I na serotipove.
Pili su filamentozne proteinske strukture izgrađene od pilina na površini gonokoka. Pili
različitih sojeva gonokoka su antigenski različiti, a jedan soj gonokoka je u stanju da eksprimira
više antigneski različitih tipova pila. Do faznih i antigenskih varijacija dolazi često, i to pospešuje
izbegavanje imunskog sistema domadina. Postoji preko milion varijacija.
Porini (protein I) (OMP) su proteini koji prolaze kroz spoljašnju membranu gonokoka i
učestvuju u formiranju pora. Pored transportne uloge, oni sprečavaju spajanje fagozoma i
lizozoma. Osnova je za serotipizaciju.
Protein II (OPA protein, opacity) ima ulogu u adherenciji gonokoka za delije domadina ili
za druge delije gonokoka.
Lipooligosaharid (LOS) započinje inflamatorni odgovor. Takođe je antigenski varijabilan.
Produkuje IgA1 proteazu koja razgrađuje IgA.
Neisseria gonorrhoeae izaziva isključivo humane infekcije. Prvi korak je kolonizacija
cilindričnog epitela. Bakterije ulaze preko apikalne strane epitelnih delija, a procesom egzocitoze
izlaze na bazolateralnoj strani i ulaze u laminu propriu gde počinje inflamatorni proces (liza
polimorfonukleara) → viskozni, gnojni sekret.
44
Stefan Barišid
Sličnu infekciju izaziva Chlamydia trachomatis, ali razlika je što je kod gonoreje purulentni
skret (npr. iz uretre) više obojen, žudkast, dok kod hlamidijalne infekcije više vuče na belo. To je
glavna stvar razlike između ove dve infekcije. Hlamidijalna infekcija je češda nego gonoreja.
Gonokok napada sluzokože urogenitalnog trakta, oka, rektuma, ždrela, izazivajudi akutnu
supuraciju, posle čega slede hronična inflamacija i fibroza. Kod žena infekcija najčešde prolazi
asimptomatski.
Izaziva kod muškaraca gnojni uretritis (sa komplikacijama ako pređe na epididimis i
prostatu), a kod žena cervicitis (sa komplikacijama kao što su salpingitis, pelvično inflamatorno
oboljenje i sterilitet žene). Anorektalna gonoreja (proktitis) se češde javlja kod
homoseksualaca. Kod trudnica, izaziva horioamnionitis. Novorođenče može tokom porođaja
biti inficirano, što se manifestuje kao konjunktivitis (ophtalmia neonatorum).
Infekcija se najčešde prenosi seksualnim putem, a ređe preko toaletnih daski, peškira ili
veša.
Ne postoji vakcina, a prevencija se sastoji u edukaciji i upotrebi kondoma i praktikovanja
bezbednog seksa. Kod ophtalmia-e neonatorum se po rođenju nanosi na oči mast koja leči
infekciju.
Dijagnostika:
Uzimaju se endocervikalni, uretralni, rektalni, faringealni ili bris konjunktive, krv,
sinovijalna tečnost...
Direktni preparat: Gram- koke bubrežastog oblika, grupišu se u parove i najčešde su
unutar leukocita; potreban je brz transport!
Kulturelne osobine: čokoladni agar, Thayer-Martin selektivna podloga (čokoladni agar sa
antibioticima za sprečavanje rasta propratne flore), kapnoični uslovi (5% CO2). 5 tipova kolonija:
T1-5
Biohemijske osobine: oksidaza (citohrom C oksidaza) test (fenil-ene-diamin postaje
taman u prisustvu oksidaze), N. gonorrhoeae fermentuje glukozu a ne fermentuje maltozu.
Oksidaza test
45
Stefan Barišid
Neisseria meningitidis




Osnovne osobine roda
Oblik zrna kafe
Ima kapsulu
Oksidaza+
Oblika je zrna kafe. Ono po čemu se strukturno razlikuje od gonokoka je posedovanje
kapsule.
Kolonije meningokoka su znatno vede od kolonija gonokoka. Kolonije su konveksne, sjajne
i glatke, a kod inkapsuliranih sojeva mukoidne.
Kapsula je najznačajniji faktor virulencije meningokoka, i na osnovu razlika u njenoj
strukturi menigokok je podeljen na serogrupe, a najčešde patogene su: A, B, C, Y i W-135, a u
Evropi su najčešdi sojevi C i B.
Pili su slični pilima gonokoka. Meningokoke eksprimiraju jednu od dve različite klase
pilina: I i II. Ima i porine (klasa I, II, III). Protein klase 5 ima značajnu ulogu u adherenciji i invaziji.
Produkuje i IgA1 proteazu i LOS (endotoksično dejstvo).
Izaziva isključivo humane infekcije. Važan izvor infekcije su kliconoše: normalno boravi na
sluzokoži gornjeg respiratornog trakta kod 5-30% zdravih ljudi. Često se nalazi kod ljudi koji
dosta vremena provode zajedno (studentski domovi, škole, vojska...). Iz nazofarinksa može
dospeti u krv, izazivajudi bakterijemiju, meningokokalnu sepsu i meningitis.
Akutni gnojni meningitis (meningitis) je najčešda forma infekcije meningokokom. Za
razliku od ostalih gnojnih meningitisa karakteriše se postojanjem petehija po koži. Druga bolest
koju izaziva ova vrsta je meningokokcemija (meningokokalna sepsa). Waterhouse-Friderichsen
sindrom se srede uglavnom kod dece, kojima propadaju nadbubrežne žlezde, javljaju se
karakteristične petehije po koži i bolovi u vratu. Bolest vrlo brzo napreduje i pacijent umire za
10-12 sati.
Nedostatak proteina kasne faze komplementa C5-C8 (MAC) u čoveku je uzrok ponovljenih
infekcija meningokokom.
Vakcina postoji, ali ne uključuje zaštitu od serotipa B (najčešdeg serotipa) jer on nije
dovoljno imunogen.
Dijagnostika:
Najčešde se uzima likvor, a pored njega i krv, bris nazofarinksa, aspirat iz petehija po koži...
Na osnovu mikroskopskih osobina nemogude je razlikovati N. gonorrhoeae i N.
meningitidis, ved se dalje pristupa ispitivanjem kulturelnih i fiziološko biohemisjkoh osobina:
oksidaza test, test razgradnje šedera (fermentuje glukozu i maltozu), lateks aglutinacija za
detekciju antigena kapsule.
46
Stefan Barišid
vrsta
kapsula vakcina
N.
meningitidis
DA
DA
N.
gonorrhoeae
NE
NE
mesto ulaska
RESPIRATORNI
fermentacija fermentacija
glukoze
maltoze
DA
DA
GENITALNI
Test fermentacije šedera
47
DA
NE
produkcija βlaktamaza
RETKO
UOBIČAJENO
Stefan Barišid
Haemophilus influenzae







Gram- bacili ili kokobacili → pleomorfizam
Nepokretni
Asporogeni
Fakultativno anaerobni
Najvedi broj vrsta čini normalnu mikrofloru respiratornog trakta
Zahteva faktore rasta u krvi: V (NAD) i X (hemin)
Ima kapsulu
Raste i na običnom krvnom agaru u prisustvu kolonija Staphylococcus aureus-a koje
oslobađaju V faktor. → fenomen satelitizma.
Ima kapsulu. Kapsularni polisaharidni antigen je tipski specifičan, i na osnovu njega je
izvršena podela na 6 tipova: a, b, c, d, e, f. Teške infekcije najčešde izaziva H. influenzae tip b
(Hib). Ima i somatski, proteinski antigen.
Faktori virulencije: kapsula (polisaharid PRP: poli-ribitol-fosfat), pili, IgA1 proteaza,
endotoksin (LOS).
U organizam ulazi preko gornjeg respiratornog trakta, posebno nazofarinksa. Preko krvi ili
n. olphactorius-a stiže i do meningea.
Neinkapsulirani sojevi mogu biti deo normalne mikroflore, ali inkapsulirani, kao što je tip
b, izaziva gnojna oboljenja.
H. influenzae izaziva: meningitis, otitis media, sinuzitis, akutni bakterijski epiglotitis
(deca u karakterističnom polu-savijenom položaju koja se bore za vazduh i balave), celulitis lica i
vrata, brazilsku purpurnu groznicu, bakterijemiju. Inkapsulirani sojevi izazivaju sistemske
bolesti, a neinkapsulirani samo lokalne infekcije.
Isključivo humani patogen. Putevi prenošenja su kapljični, preko igračaka koje se dele...
Postoji vakcina, Hib vakcina: konjugovana (PRP + proteinski
nosač (difterijski toksoid ili OMP N. gonorrhoeae). Ne postoje
nacionalni programi vakcinacije u mnogim zemljama, tako da treba
obratiti pažnju na simptome i kao mogudeg uzročnika H. influenzae
ako je osoba imigrant i nije nam poznata istorija vakcinacije.
Dijagnostika:
Uzimaju se likvor, bris nazofariksa, sputum, krv...
Kulturelne osobine: čokoladni agar po Levienthal-u, krvni
agar uz prisustvo Staphylococcus aureus-a.
Biohemijske osobine: test ispitivanja potreba za faktorima
rasta, lateks aglutinacija za PRP serotip b.
48
Test ispitivanja potreba za
faktorima rasta
Stefan Barišid
49
Stefan Barišid
Bordetella pertussis







Gram- kokobacili
Raspoređeni pojedinačno ili u parovima
Nepokretni
Asporogeni
Kapnoični
Nutritivni probirači (Bordet-Gengou, Regan-Löwe)
Ima kapsulu
Ima pile koji učestvuju u adherenciji. Filamentozni hemaglutinin i pertaktin takođe
učestvuju u adherenciji specifično za trepljaste epitelne delije.
Adenilat-ciklaza bifunkcionalni toksin (hemolizin i povedava koncentraciju cAMP u deliji i
deluje antiinflamatorno), dermonekrotični toksin, trahealni citotoksin (ubija epitelne delije
ometajudi sintezu DNK, i odgovoran je za kašalj), endotoksin (LPS).
Pertusis toksin je karakterističan za B. pertussis, a izaziva limfocitozu i leukocitozu i
učestvuje u adherenciji. To je A-B toksin koji preko ADP-ribozilacije G proteina povedava
koncentraciju cAMP u delijama što povedava osetljivost na histamin, povedava sekreciju
mukusa, inhibira hemotaksu...
Kliničku sliku pertusisa (veliki ili magaredi kašalj) karakterišu tri
stadijuma:
1) Kataralni: simptomi prehlade
2) Paroksizmalni: jaki kašalj praden zacenjivanjem i
povradanjem, nedostatkom vazduha, otečenim očima
3) Rekonvalescentni: smanjenje jačine i učestalosti kašlja
B. pertussis je striktno humani patogen. Visoko je kontagiozna bakterija. Infekcija nastaje
preko respiratornih puteva. Rezervoar su odrasle osobe koje su u detinjstvu vakcinisane i čiji je
imunitet na ovu bkteriju oslabljen vremenom. Izvor zaraze je osoba u ranoj kataralnoj fazi
bolesti.
Vakcina Di-Te-Per (DTP): ubijene delije B. pertussis kataralne faze + tetanusni i difterični
toksoidi. DtaP, acelularna vakcina (ima pertusis toksoid), danas se češde koristi jer prethodna
izaziva neurološke komplikacije.
Dijagnostika:
Uzima se nazofaringealni aspirat ili bris sa cilijarnim delijama, najbolje da se uzme u ranoj
kataralnoj fazi.
Ispitivanje mikroskopskih i kulturelnih osobina nema značaj, pošto se koristi direktna
imunofluorescencija koja je brza i pozdana metoda. Može i PCR.
Zahteva obogadene podloge: Bordet-Gengou ili Regan-Löwe. Inokulacija hranljive podloge
se vrši odmah pored bolesničke postelje. Osoba može direktno da iskašljava na podlogu.
50
Stefan Barišid
51
Stefan Barišid
Legionella pneumophila








Slabo Gram- kokobacil → pleomorfizam
Pokretan → monopolarne monotrihe
Aeroban
Asporogen
Fakultativno intracelularna
Nutritivni probirač (CYE agar)
Ubikvitarne (klima-uređaji...)
Katalaza+
Glavni faktor virulencije je njena sposobnost
preživljavanja i umnožavanja u fagocitima. Ima protein
spoljne membrane za koji se vezuje C3b komponenta
komplementa, što bakteriji omogudava da adheriše za C3
receptore na površini alveolarnih makrofaga i monocita.
Nakon vezivanja za fagocite, preko svog MIP (makrofaginvazioni protein) procesom endocitoze ulazi u njih.
Inhibira fuziju fagozoma i lizozoma, i tako ostaju u
vakuolama unutar makrofaga, gde se umnožavaju. Ima
endotoksin, a sintetiše i proteolitičke enzime, fosfataze,
lipaze, nukleaze, beta laktamaze...
Svoj patogeni efekat ostvaruje primarno na pludnom tkivu, gde dospeva preko partikula
aerosola. Izaziva nekrotizujude multifokalne pneumonije ( → atipične pneumonije). Invadira
pludne makrofage u kojima se i umnožava. Kao posledica neefikasne fagocitoze, nakupljaju se
drugi fagociti i T-limfociti koji luče citokine i tako ošteduju tkivo.
Simptomatske infekcije se javljaju u dve forme:
1)
Legionarska bolest: težak oblik (atipične) pneumonije kod starijih,
groznica, glavobolja, kašalj, bolovi u mišidima; smrtnost je 15-20%
2)
Pontijačna groznica: simptomi slični influenci, minimalan mortalitet
Ubikvitarne su, a naročito su široko rasprostranjene u vodama. Tamo žive i u amebama
kao paraziti. Glavni izvori u čovekovom okruženju su klima-uređaji, sistemi za toplu vodu,
kondenzori za isparavanje vode, tuševi, česme (stvara biofilm)... Nema transmisije sa osobe na
osobu, ved je prenos isključivo preko inhalirane vode. Toleriše niske koncentracije hlora i
relativno visoke temperature.
Dijagnostika:
Uzima se bronhoalveolarni lavat, bioptat pluda, sputum...
Bojenje po Gramu: iako je Gram-, boji se slabo, pa se koristi direktna
imunofluorescencija. Potvrda identifikacije je ispitivanje antigenskih osobina i molekularne
52
Stefan Barišid
tehnike. Kulturelne osobine: raste na posebnom medijumu, charcoal yeast extract (CYE) agar sa
cisteinom, ali ne i bez cisteina.
53
Stefan Barišid
Salmonella spp.
Porodica Enterobacteriaceae je velika porodica u kojoj svi rodovi imaju sledede osobine:







Gram- bacili
Pokretni
Asporogeni
Fakultativno anaerobni
OksidazaKatalaza+
Fermentuju glukozu
Na osnovu toga da li fermentuju laktozu ili ne, dele se na laktoza+ i laktoza- (koje se dalje
se dele na pokretne i koje produkuju H2S i na one koje su nepokretne i ne produkuju H2S) .
Imaju O antigen (omotač), F antigen (flagela), K antigen (kapsula), Vi antigen (virulentni).
MacConkey agar: selektivan (za porodicu) i diferencijalan (laktoza+ i -).
Salmonella spp.







Gram- bacili
Pokretni (peritrihe)
Fakultativno anaerobni
LaktozaPokretni, produkuju H2S
UreazaStriktni patogeni
Rod Salmonella podeljen je na 2 vrste: Salmonella enterica i Salmonella bongori. U okviru
vrste S. enterica, razlikuju se više podvrsta: typhi, paratyphi, enteritidis, typhimurium,
choleraesuis.
H antigen se javlja u 2 oblika koji se nazivaju faza 1 i faza 2. Vedina bakterijskih delija su
bifazne, ali postoje i monofazne.
O antigen je LPS delijskog zida, koji je ujedno i endotoksin.
Vi antigen je somatski, površinski antigen koji pokriva O antigen, pa su sojevi koji imaju Vi
antigen O-inaglutinabilni.
Analiza antigenske građe omogudila je stvaranje Kauffmann-White-ove šeme.
Neke vrste produkuju cholera-like toxin koji deluje kao enterotoksin.
Najznačajniji faktori virulencije su sposobnost bakterija da uđe u delije domadina i
intracelularno se razmnožava i širi.
Salmonele izazivaju salmoneloze koje se manifestuju kao različiti sindromi: trbušni tifus
(konstipacija, razmnožavaju se u mezenteričnim limfnim tkivima odakle prelaze u krvotok,
54
Stefan Barišid
slezinu, jetru, kostnu srž, odakle idu ponovo u krv...) ili paratifus, koje izazivaju S. typhi i S.
paratyphi, čiji je jedini izvor zaraze čovek. Ostale salmoneloze su zoonoze: gastroenterokolitis
(najčešde oboljenje izazvano salmonelama), septikemija, fokalne infekcije.
Salmonele nisu otporne bakterije, i vrlo su osetljive na dejstva iz spoljašne sredine.
Prenose se feko-oralnim putem. Da bi do bolesti došlo, potrebno je mnogo ingestiranih
bakterija na normalnom pH, ili smanjen pH i manje bakterijskih delija.
Postoje vakcine za suzbijanje trbušnog tifusa i paratifusa.
Dijagnostika:
Bakteriološka dijagnoza se smatra značajnijom od serološke. Uzimaju se krv, stolica, urin,
gnoj, žuč, ostaci hrane...
Dobro rastu na krvnom agaru, ali se za izolaciju koriste diferencijalne i selektivne podloge,
najčešde SS agar (Salmonella-Shigella agar). Od tečnih medijuma, koristi se Kauffmann-Müllerov bujon koji inhibira rast normalne crevne mikroflore a pospešuje rast salmonela.
Serološka dijagnoza se postavlja Widal-ovom rekacijom aglutinacije.
55
Stefan Barišid
Shigella spp.






Gram-, pravi bacili
Nepokretni
Asporogeni
Nema kapsulu
LaktozaH2SNa osnovu biohemijskih osobina i antigenske građe ovaj rod se deli u 4 podgrupe:
1) Podgrupa A: Sh. dysenteriae (12 serotipova; serotip 1: Sh. shigae; serotip 2:
Sh. schmitzi; serotipovi 3-12: Large-Sachs-ova grupa)
2) Podgrupa B: Sh. flexneri
3) Podgrupa C: Sh. boydii
4) Podgrupa D: Sh. sonnei
Nema H antigen.
Najznačajniji faktori virulencije su sposobnost bakterija da uđe u delije domadina i
intracelularno se razmnožava i širi.
Endotoksin započinje inflamaciju.
Sh. dysenteriae luči egzotoksin Shiga toxin, koji deluje kao enterotoksin i citotoksin.
Sastavljen je od A i B subjedinica. Konačni efekat je inhibicija sinteze proteina, a može da deluje
i kao neurotoksin.
Šigele izazivaju bolest invazijom i umnožavanjem u epitelnim delijama kolona. Za razliku
od salmonela koje ostaju u endocitotskoj vakuoli, šigele je razaraju i razmnožavaju se u
citoplazmi enterocita. One se šire i na druge enterocite, što je pradeno nekrozom delije
domadina.
Dizenterija je feko-oralna infekcija. Infektivna doza je mala (1-10 delija), a značajnu ulogu
u prenošenju imaju muve. Sh. sonnei je najzastupljenija vrsta, dok najteži oblik bolesti izaziva
Sh. dysenteriae. Rezervoar je jedino kolon čoveka.
Postoje različite vrste vakcina.
Dijagnostika:
Bakteriološka dijagnostika ima prednost nad ostalim. Uzimaju se rektalni bris, stolica (koja
sadrži gnoj, sluz, krv). Zasejava se na SS agar. Serološka dijagnoza kod šigeloza nema značaja.
56
Stefan Barišid
57
Stefan Barišid
Escherichia coli i druge oportunističke
enterobakterije










Gram- bacili
Pokretni (peritrihe)
Fakultativno anaerobni
Asporogeni
Inkapsulirani
Laktoza+
H2SOksidazaDeo je fiziološke mikroflore
Uslovni patogen
Jedna je od najčešde izolovanih bakterija iz različitih uzoraka.
Antigenska građa je veoma kompleksna jer ešerihije poseduju veliki broj O, H i K antigena,
te su mogude kombinacije, veliki broj serogrupa i serotipova.
Faktori virulencije: sposobnost kolonizacije epitelnih delija, sposobnost da invadiraju
delije, produkcija enterotoksina (tip III sekrecije), endotoksin, produkcija kolicina koji
antibakterijski deluje na druge vrste.
Iako je E. coli je deo normalne flore digestivnog trakta čoveka, često se opisuje kao agens
različitih piogenih oboljenja: sepse, meningitisa novorođenčadi, infekcije urinarnog trakta ili
teških intrahospitalnih infekcija.
E. coli izaziva 2 grupe infekcija: ekstraintestinalne infekcije i dijarejna oboljenja
(enterokolitis).
Ekstraintestinalne infekcije: najčešde su infekcije urinarnog trakta, sepsa, meningitis
novorođenčadi.
Akutna dijarejna oboljenja su problem širom sveta. Na osnovu faktora virulencije i
mehanizama patogenosti, ove enterovirulentne E. coli se dele na:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Enterotoksigene (ETEC)
Enteropatogene (EPEC)
Enteroinvazivne (EIEC)
Enterohemoragične (EHEC)
Enteroagregativne (EAEC)
Difuzno-adherentna (DAEC)
ETEC sojevi uzrokuju dijareju odojčadi i male dece, često uzrokuju dijareje putnika.
Kolonizuju crevnu sluznicu, adherišu za enterocite preko CFA 1 i 2 (colonization factor
58
Stefan Barišid
adhesines) i produkuju egzotoksine (enterotoksine) koji su plazmidskog porekla. Dve su vrste
toksina, termolabilni (LT) i termostabilni (ST) koji su A-B toksini, ulaze u enterocite i indukuju
povedanje koncentracije cAMP-a (guanilaze, u slučaju ST), što za posledicu ima izlučivanje vode i
elektrolita u lumen, što izaziva dehidrataciju i dijareju.
EPEC izazivaju oštedenje četkastog pokrova enterocita, gubitak mikrovila (smanjenje
apsorptivne površine) i uvlače se u delije domadina. Stvaraju nakupine, mikrokolonije samo na
jednom delu delije. Najčešde kod dece.
EIEC izazivaju oboljenje slično dizenteriji, pa se zovu i dizenterični sojevi. Endocitozom
ulaze u enterocite gde se razmnožavaju i šire u susedne delije. Delije domadina ulaze u nekrozu, i
stvaraju se ulceracije.
EHEC uzrokuju hemoragični kolitis. Adherira za distalni deo digestivne cevi i luči toksine sa
citotoksičnim efektom. Zbog sličnosti sa Shiga toksinom, nazivaju se Shiga-like toksini (I i II)
EAEC prave agregate na enterocitima, deformišu mikrovile i
sprečavaju adsorpciju tečnosti.
DAEC je jedini uzročnik proliva bez krvi i leukocita. Bakterije
difuzno adherišu za epitel što dovodi do elongacije mikrovila.
Citrobacter
Široko su rasprostranjene u prirodi, deo su normalne flore u intestinalnom traktu ljudi.
Najznačajnije vrste su C. diversus (neonatalni meningitis) i C. freundii (gastroenteritis; ima slične
somatske antigene kao Vi antigen Salmonella-e typhi, što može biti uzrok pogrešne
identifikacije).
Edwardsiella
Najčešde se nalaze u intestinalnom traktu životinja, ali mogu
se nadi i kod ljudi. Za čoveka je najznačajnija E. tarda koja može
izazvati gastroenteritis, ali i ekstraintestinalne infekcije.
Enterobacter
Široko su rasprostranjene u prirodi, a nalaze se i u
intestinalnom traktu ljudi. Uzročnici su oportunističkih infekcija,
naročito u bolnicama.
Klebsiella
Klebsiella je laktoza+. Široko su rasprostranjeni u prirodi, nalaze se i u
intestinalnom traktu ljudi. Često izazivaju bolničke infekcije (gde se javljaju
multirezistentni sojevi).
59
Stefan Barišid
Često su raspoređene u paru (diplobacili), sa velikom polisaharidnom kapsulom (po čemu
se razlikuje od ostalih iz porodice; glavni faktor virulencije). Ima endotoksin. Produkuje ureazu
koja stvara amonijak koji ošteduje tkiva.
60
Stefan Barišid
61
Stefan Barišid
Pseudomonas spp. i druge
nefermentirajuće bakterije
(Acinetobacter spp. i Stenotrophomonas
maltophilia)
Pseudomonas aeruginosa









Gram- bacil
Pokretan
Asporogen
Striktno aeroban (ali može da raste i pod
anaerobnim uslovima jer su nitrati krajnji
akceptor elektrona)
Široko rasprostranjen (vlaga)
Minimalni nutritivni zahtevi (destilovana voda)
Stvara solubilne pigmente: piocijanin (plav) i fluorescin (pioverdin, žut) = zeleno
Ima kapsulu
Oksidaza+
P. aeruginosa raste na običnim hranljivim podlogama u aerobnim uslovima, a na krvnom
agaru stvara β-hemolizu. Bakterija stvara prodoran miris koji podseda na cvet lipe. Može da
koristi razne izvore za ugljenik i energiju i da raste u promenljivim temperaturnim uslovima. Ne
fermentuje ništa jer je striktan aerob.
Sadrži više somatskih antigena (O) koji su grupno-specifični, i flagelarne (H) antigene koji
su tipski specifični. Međutim, retko se koristi tipizacija na osnovu antigenske građe, ved se
koristi fagotipizacija i piocinska tipizacija (bakteriocinotipija).
Ima endotoksin koji izaziva eskudaciju i nakupljanje tečnosti (piocinski enterokolitis).
Egzotoksin A je enzim koji inhibira sintezu proteina. Fosfolipaza ima hemolitička svojstva.
Vedina sojeva produkuju proteaze koje razgrađuju kazein. Elastaze razgrađuju elastin u vezivnim
tkivima (cornea...).
Ubikvitaran je u vodi. Može se nadi kao deo normalne flore digestivnog trakta.
P. aeruginosa je uzročnik oportunističkih infekcija. Značajan je uzročnik infekcija
opekotina i intrahospitalnih infekcija. Mukoidni sojevi izazivaju pneumoniju. Izaziva
destruktivne infekcije oka: keratitis i endophtalmitis. Endotoksin je uzročnik enterokolitisa.
Veoma podložni infekcijama pseudomonasa su pacijenti sa opekotinama (nisu
dozvoljeni cvede i sveže povrde na odeljenjima za opekotine u bolnicama). Takođe, osobe sa
62
Stefan Barišid
cističnom fibrozom su podložni rekurentnim infekcijama P. aeruginosa koje imaju veoma
debelu kaspulu.
Dijagnostika:
Izaziva slične bolesti kao i enterobakterije, ali se od njih razlikuje jer je oksidaza+ a sve
enterobakterije su oksidaza-.
Pseudomonas pseudomallei
Izaziva endemsko oboljenje meloidozu, oboljenje sa visokom stopom smrtnosti. P.
pseudomallei je bipolarna monotriha koja na agaru daje karakterističan miris zemlje ili gnoja.
Meloidoza je bolest konja, magaraca, pasa... koja se prenosi na ljude kontaktom.
Pseudomonas mallei
Izaziva maleus, profesionalno oboljenje konja i magaraca koje se može preneti na čoveka.
Kod ljudi je ovo oboljenje smrtonosno. P. mallei je jedina nepokretna vrsta u rodu, i ne može se
kultivisati na krvnom agaru.
Acinetobacter spp.
To su aerobni, Gram- kokobacili. Najčešde izolovana vrsta je A. baumanii. Rod
Acinetobacter se klasifikuje na saharolitičke i asaharolitičke vrste.
Acinetobacter je komensal, ali povremeno može izazvati bolničke infekcije.
Stenotrophomonas maltophilia
Aerobna, Gram- bakterija, pokretna (polarna flagela), katalaza+, oksidaza-.
Ubikvitarna je; ponekad izaziva intrahospitalne infekcije (disajne cevi, kateteri...).
63
Stefan Barišid
Mycobacterium spp.
U porodici Mycobacteriaceae je samo rod Mycobacterium. Nemogudnost odbojavanja
kiselinama i alkoholom nakon bojenja karbol-fuksinom (acidoalkoholorezistencija) i velika
količina lipida (mikolične kiseline) u delijskom zidu su glavne karakteristike roda.




Gram+ bacili
Striktni aerobi
Asporogene
Acidoalkoholorezistentne
U sastav delijskog zida ulazi i preko 60% lipida, koji uslovljavaju acidoalkoholorezistenciju,
virulenciju, antigenost i otpornost mikobakterija. Teško se boje po Gramu, ali dobro tehnikom
po Ziehl-Neelsen-u. Zagreva se plamenom da se otope lipidi i da može da se oboji karbolfuksinom.
Vrste ovog roda mogu biti patogene, uslovno patogene i saprofitske.
Postoji više klasifikacija mikobakterija:
NA OSNOVU BRZINE RASTA NA HRANLJIVIM PODLOGAMA: brzorastude (<7 dana),
spororastude (>7 dana), one koje se ne kultivišu na podlogama (M. leprae).
RUNYON-OVA KLASIFIKACIJA (na osnovu brzine rasta i sposobnosti produkcije pigmenata):
fotohromogene (imaju pigment samo na svetlu), skotohromogene (imaju pigment i na svetlu i u
mraku), nehromogene (ne produkuju pigment), brzorastude.
SAVREMENA KLASIFIKACIJA: savremenom klasifikacijom dele se u komplekse koje čine
vrste sa sličnim osobinama i koje izazivaju slična oboljenja.
Mycobacterium tuberculosis (BK)
Kohov bacil (BK) raste sporo na specijalnoj hranljivoj
podlozi: Löwenstein-Jensen-ova i Middlebrook-ova
podloga.
Cord faktor utiče da bakterije rastu u obliku užeta,
po čemu je i dobio ime. Važan je za virulenciju i indukuje
sintezu kaheksina pa je odgovoran za koheksiju obolelih
od tuberkuloze. Sulfolipidi su takođe faktor virulencije, jer
inhibirju fuziju fagozoma i lizozoma. Vosak D je mikozid (mikolična kiselina + polisaharid) koji
pojačava imunogenost. Fosfolipidi su odgovorni za formiranje tuberkuluma i kazeozne nekroze.
Izvor infekcije je bolesnik koji iskašljava velike količine bacila.
64
Stefan Barišid
M. tuberculosis izaziva tuberkulozu. Bacil tuberkuloze ne produkuje enzime ili toksine koji
ošteduju tkivo, ved oštedenje tkiva domadina je rezultat sopstvenog odgovora na infekciju.
Osetljiv je na UV zračenje.
Primarna tuberkuloza: najčešde se dešava u ranom detinjstvu, kada bacil fagocituju
alveolarni makrofagi u kojima se bacil nesmetano razmnožava, što dovodi do lize makrofaga.
Sekundarna tuberkuloza: nastaje uglavnom reaktivacijom žarišta primoinfekcije pri padu
otpornosti → endogena reinfekcija.
Dijagnostika:
Bakteriološka dijagnostika traje dugo, pa nije od velikog kliničkog značaja gde je potrebno
reagovati brzo. Uzimaju se sputum, bronhoalveolarni lavat, a kod vanpludne infekcije tkivo sa
mesta infekcije. Prvo se sa uzorkom vrši dekontaminacija
(uništavanje propratne flore), zatim digestija (oslobađanje
mikobakterija od sluzi) i koncentracija (u slučaju da ih je
malo, centrifugiranjem). Zatim se zasejavaju na
Löwenstein-Jensen-ovu podlogu. Mikroskopski preparat se
boji po Ziehl-Neelsenu. Na tom preparatu se vide Kohovi
bacili raspoređeni u vidu užeta ili pojedinačno. Međutim,
M. tuberculosis se ne može na preparatu diferentovati od
ostalih mikobakterija.
Za razliku od M. bovis, M. tuberculosis redukuje nitrate.
Biološki ogled.
Mycobacterium leprae
Bacil lepre (Hensenov bacil) izaziva lepru (gubu). M. leprae je acidoalkoholorezistentan bacil.
Ne može da se kultiviše. Fakultativno je intracelularna bakterija. Za umnožavanje se koriste
laboratorijske životinje (jastuče šape miša i armadilo).
Rezervoar su osobe obolele od lepre koje u sluznici nosa i u kožnim promenama imaju veliki broj
bacila lepre.
M. leprae pokazuje afinitet za periferne, hladnije delove tela.
Postoje 2 klinička oblika lepre: lepromatozni i tuberkuloidni, a klinička slika zavisi od imunskog
statusa domadina.
Lepromatozni oblik lepre je progresivno oboljenje koje je letalno ukoliko se ne leči. Dolazi do
kožnih promena.
Tuberkuloidni oblik lepre je oboljenje benignog toka, čak može spontano da regredira.
Vakcina za M. leprae ne postoji, ali zbog unakrsne reakcije BCG vakcina štiti i od lepre.
65
Stefan Barišid
Dijagnostika:
Lepra se dijagnostikuje na osnovu kliničke slike, dok za bakteriološku dijagnostiku se koriste bris
nosa, scraping ili isečak promena na koži.
66
Stefan Barišid
Corynebacterium spp.






Gram+ bacili (coryne, gr. – malj)
Raspoređeni u vidu kineskih slova
Nepokretne
Asporogene
Aerobne
Neke vrste su deo fiziološke mikroflore
kože i sluzokoža (difteroidi)
Corynebacterium diphtheriae


Nema kapsulu
Jedina patogena vrsta roda
Uočava se Babes-Ernst-ova metahromatska granula.
Delijski zid je specifične grade (CMN grupa), tj. sadrži visok procenat masnih kiselina
(korinemikolične kiseline). Ima glikolipidni O antigen zajednički za CMN grupu, i proteinski K
antigen, koji je tipski specifičan.
C. diphtheriae je neinvazivna bakterija i infekcija je uvek lokalna. U procesima kolonizacije i
adherencije značajnu ulogu ima K antigen koji deluje antifagocitarno. Enzim neuraminidaza
olakšava adherenciju. Cord faktor je nedovoljno proučeni faktor virulencije, a hemijski
predstavlja diestar korinemikolične kiseline.
C. diphtheriae luči egzotoksin, koji je A-B toksin. Difterijski toksin produkuju samo lizogeni
sojevi: sojevi inficirani umerenim fagom koji je nosilac tox gena koji se inkorporira u bakterijski
genom i koristedi sintetsku mašineriju bakterijske delije, stvara se toksin. B subjedinica se sastoji
od invazina i nekrozina. Subjedinica A ulazi u deliju i ponaša se kao di-fosfo-ribozil transferaza:
katalizuje prenos ADP sa NAD na faktor elongacije EF-2. Ribozilacija EF-2 dovodi do njegove
inaktivacije i blokiranja sinteze proteina, što vodi smrti delije. → regulacija na nivou
transkripcije.
Rezervoar i izvor zaraze je čovek, bolesnik ili kliconoša, a prenosi se kapljično ili direktnim
kontaktom.
Difterija je lokalna infekcija sa toksemijom. Najčešde se lokalizuje u pharynx-u i na krajnicima,
kao i na larinksu (’’krup’’), ili kožne lezije. Na mestu infekcije se javljaju pseudomembrane,
beličaste skrame od nekrotizovanog epitela pričvršdenog za mukozu. Javlja se otok limfnih
žlezda → bikovski vrat.
Toksin se oslobađa na mestu lokalne infekcije, ali dospeva u krv i potom se širi → toksemija.
Najmasivnija oštedenja se javljaju na miokrdu i perifernim nervima (poremedaj akomodacije,
pareza ili paraliza mekog nepca ili ekstremiteta...).
67
Stefan Barišid
Postoji vakcina: Di-Te-Per, koja se satoji od difterijskog i tetanusnog anatoksina i ubijenih
uzročnika pertusis-a.
Stanje imunosti može da se ispita pomodi Schick-ove probe.
Dijagnostika:
Uzima se bris na granici pseudomembrana jer se tu nalazi najviše
bacila. Pseudomembrane ne treba ljuštiti jer može da se javi jako
krvarenje.
Može da raste na krvnom agaru, ali ova podloga ne daje porast
bakterija koji bi olakšao identifikaciju, pa se nekad koristi Löffler-ov
koagulisani serum koji ne sprečava rast drugih vrsta, ali C. Diphtheriae raste brže. Selektivne
podloge za C. Diphtheriae su teluritne podloge (sa kalijum-teluritom), na kojima se razlikuju 3
tipa kolonija: gravis (hrapave), intermedius i mitis (glatke). Izgled kolonija nema kliničkog
značaja, mada postoje podaci da tip gravis izaziva ozbiljnije varijacije bolesti.
Za svaki izolovani soj bacila difterije obavezno se utvrđuje da li on produkuje i toksin, što se
radi Elekovom probom: imunoprecipitacija na gelu.
Difteroidi (difteroidni bacili)
Brojni članovi roda Corynebacterium su deo fiziološke mikroflore čoveka, a u medicini su
značajni jer mogu izazvati oportunističke infekcije. To su deblji, zdepastiji bacili, koji na
preparatu nisu raspoređeni u obliku kineskih slova ved međusobno paralelno. Neke od njih su C.
Jeikeum, C. Kutscheri, C. Pseudodiphtericum, C. Xerosis.
68
Stefan Barišid
Yersinia spp.



Gram- kokobacili
Nepokretni
Asporogeni
U ovom rodu nalaze se 3 medicinski značajne
vrste: Yersinia pestis, Yersinia enterocolitica i
Yersinia pseudotuberculosis.
Yersinia pestis






Gram- kokobacili
Boje se bipolarno
Nepokretni
Asporogeni
Imaju kapsulu
Laktoza-
Antigenska građa još uvek nije dovoljno poznata. Protein kapsule deluje antifagocitarno. Svi
sojevi produkuju endotoksin, somatski O antigen. Produkuju i termolabilni toksin koji se
oslobađa prilikom lize delije.
Y. pestis kod čoveka izaziva kugu, koja se klinički manifestuje u 3 oblika:
1) bubonski (uzročnik ulazi ujedom inficirane pacovske buve. Uvedani limfni čvorovi,
temperatura, smrtnost je oko 75%)
2) pludni (teška pneumonija, smrtnost oko 90%)
3) septikemija (intravaskularna koagulacija, hemoragična ospa, smrtnost 100%)
Kuga je karantinsko oboljenje, antropozoonoza, čiji su rezervoar zaraze divlji glodari među
kojima se kuga putem insekata širi (silvatična kuga). Čovek se inficira ujedom pacovske buve.
Prenosilac može da bude i humana buva, a u pludnom stadijumu bolesti, prenosi se i kapljično.
Prevencija se sastoji u suzbijanju glodara i buva.
Dijagnostika:
Metoda izbora je bakteriološka dijagnoza. Uzimaju se punktat limfne žlezde, sputum, krv ili
leševi glodara. Koristi se direktna imunofluorescencija.
Materijal se zasejava na Endo-agar.
69
Stefan Barišid
70
Stefan Barišid
Brucella spp, Listeria monocytogenes
Brucella spp.







Gram- kokobacili
Aerobne (kapnoične)
Nepokretni
Asporogene
Obligatno intracelularne
Nema kapsulu
Katalaza+
Medicinski značajne vste su Brucella abortus, Brucella melitensis, Brucella suis i Brucella
canis.
Za razlikovanje vrsta unutar roda koriste se test oksidaze, produkcija H2S i ureaze...
Antigenska građa je povezana sa LPS spoljašnje membrane delijskog zida.
Glavni faktori virulencije su endotoksin i proteini spoljašnje membrane delijskog zida.
Bruceloza je zoonoza od koje najčešde profesionalno oboljevaju veterinari, pastiri, farmeri,
mesari... Izvor infekcije su zaražene koze, ovce, psi, konji, svinje, ptice... Infekcija nastaje nakon
konzumiranja kontaminirane hrane ili pri kontaktu sa ekskretima i tkivima zaražene životinje ili
inhalacijom aerosola. Ne prenosi se sa čoveka na čoveka.
Listeria monocytogenes








Gram+ bacil
Asporogeni
Nema kapsulu
Pokretan na sobnoj, nepokretan na
telesnoj temperaturi
Fakultativno anaeroban
Psihrotolerantan (raste i na 4:C)
β-hemoliza
Fakultativno intracelularna
Ima somatske O i flagelarne H antigene.
L. monocytogenes luči listerolizin O, protein koji ima
hemolitičku aktivnost i najznačajniji je faktor virulencije. Internalin je
protein delijskog zida koji olakšava fagocitima da fagocituju listeriju.
Kada dospe u deliju, ona izađe iz fagocitne vakuole i razmnožava se u
citoplazmi i širi se iz delije u deliju i ne izlazi u intersticijum. Šire se
71
Stefan Barišid
tako što produkuju fosfolipaze koje razgrađuju membrane delija. ActA protein se nalazi na
površini bakterije i indukuje reorganizaciju aktinskih vlakana delije domadina.
Transmisija može biti transplacentarna, u toku porođaja i preko hrane.
Bolesti koje izaziva ova bakterija su: intrauterina infekcija, neonatalna listerioza i listerioza
odraslih.
72
Stefan Barišid
Clostridium tetani, Clostridium difficile
73
Stefan Barišid
Clostridium botulinum, Clostridium
perfringens
74
Stefan Barišid
Anaerobne asporogene bakterije
75
Stefan Barišid
Bacillus spp.
76
Stefan Barišid
Chlamydia spp.
77
Stefan Barišid
Mycoplasma spp, Ureaplasma spp.
78
Stefan Barišid
Rickettsia, Bartonella, Erhlichia, Coxiella
burnetii
79
Stefan Barišid
Treponema pallidum
80
Stefan Barišid
Borrelia burgdorferi, Leptospira
interrogans
81
Stefan Barišid
Vibrio cholerae
82
Stefan Barišid
Campylobacter spp, Helicobacter spp.
Campylobacter





Gram- zakrivljeni bacili (ako su u paru - galeb u letu)
Jedna polarna flagela
Mikroaerofilni
Neke vrste bolje rastu na 42:C nego na 37:C
Veliki broj serotipova
Značajne vrste su: Campylobacter jejuni, Campylobacter fetus, C. coli, C. lari, C.
upsaliensis.
Imaju termostabilne O-antigene (LPS sa endotoksičnom aktivnošdu; na osnovu njega je
izvršena serotipizacija C. jejuni i C. coli), termolabilne H-antigene (flagelarni, dominantni
antigeni) i površinske antigene.
Faktori virulencije su razni adhezini, flagela (pokretljivost), neki sojevi produkuju
enterotoksin, neki sijevi produkuju citotoksin, invazija crevnog epitela.
83
Stefan Barišid
Zoonoze izazvane bakterijama roda
Francisella i Pasteurella
U rodu Francisella nalaze se 2 vrste: Francisella tularensis i Francisella philomiragia.
Francisella tularensis








Gram- kokobacil
Striktno aeroban, kapnoičan
Fakultativno intracelularna
Nepokretan
Asporogen
Ima kapsulu
OksidazaProdukuje H2S
Kapsula i delijski zid sadrže visok procenat lipida (50-70%), pa se teško boji po Gramu ali se
dobro boji po Giemsa-i.
Glavni antigen F. Tularensis je kompleks LPS sa proteinima. Proteinski antigeni svih sojeva
su veoma slični, pa se identifikacija vrši do nivoa vrste (tipovi se mogu odrediti molekularnim
tehnikama).
Veoma je infektivna bakterija. Prodire kroz kožu i sluzokožu ili inhalacijom aerosola.
Razmnožava se na mestu prodora a zatim preko krvi i limfe širi po organizmu.
Izaziva tularemiju (zečja groznica, glodarska kuga, vojnička bolest): tvrda perzistentna
ulceracija na mestu prodora, limfadenopatija.
Tularemija je primarno bolest životinja, a čovek biva inficiran preko kontakta sa tim
životinjama (divlje i domade, posebno zečevi i jeleni). Vektori su zaraženi krpelji Dermacentor i
Ixodes. Čovek se zarazi ingestojom zaraženog mesa, preko insekata, direktnog kontakta sa krvlju
ili organima inficirane životinje, kontaminiranom hranom, inhalacijom aerosola.Od tularemije
najčešde oboljevaju lovi, šumari, veterinari...
F. tularensis perzistira u blatu, vodi i životinjskim leševima koji se raspadaju. Kandidat je za
biološko oružje.
Postoji živa, atenuisana vakcina.
Dijagnostika:
Postavlja se indirektno, dokazivanjem antitela, dok se izolacija bakterija radi veoma retko.
Ukoliko se radi, materijal se uzima iz ulcera, bioptata, sputuma, krvi... Direktni preparat (Gram ili
Giemsa bojenje) nije od velike pomodi, pa se radi direktna imunofluorescencija. Kultiviše se na
podlogama obogadenim cisteinom, glukozom i krvlju. Kao siguran dokaz, postoji biološki ogled.
Karantinske mere su obavezne. Značajno mesto u dijagnostici zauzima serološka dijagnostika:
aglutinacija, ELISA...
84
Stefan Barišid
Pasteurella




Gram- bacil
Fakultativno anaeroban
Katalaza+
Nepokretan
Pasteurella multocida je komensal gornjeg respiratornog trakta ptica, sisara i ređe, ljudi. Na
ljude se infekcija prenosi najčešde ujedom mačke (i pasa). Pošto je ujedna rana duboka, ne
može lepo da se opere, i organizmi se dalje lako šire. Iako obično blaga, infekcija može biti
pradena i limfadenopatijom i lokalizovanim promenama na rukama. Faktori virulencije su
kapsula i endotoksin. Veoma brzo se širi u ljudskom telu. Retko se kultiviše.
85
Stefan Barišid
Testovi
za pripremu kolokvijuma i proveru znanja
1. Pacijent ima endokarditis. Urađene su 3 uzastopne kulture tkiva. Jedna je pozitivna za
Staphylococcus epidermidis. Da li je uzrok endokarditisa najverovatnije i S. epidermidis?
86
Download

Medicinska Bakteriologija