Волгоградский Государственный Медицинский Университет.

Волгоградский Государственный Медицинский Университет.

Кафедра микробиологии, вирусологии, иммунологии

с курсом клинической микробиологии.

Реферат

Псевдомонады. Таксономия, экология, биологические свойства, факторы патогенности. Роль в патологии человека и в возникновении ВБИ. Микробиологическая диагностика, лечение и профилактика.

Выполнила:

студентка III курса

педиатрического факультета

10 группы

Проскурина А.С.

Проверил:

Прокопенко К.М.

Волгоград 2012г.

План.

1. Таксономия, экология, биологические свойства.

2. Факторы патогенности.

3. Роль в патологии человека и в возникновении ВБИ.

4. Микробиологическая диагностика.

5. Лечение и профилактика.

Таксономия, экология, биологические свойства.

Род Pseudomonas относится к группе грамотрицательных аэробных бактерий и имеет большое значение в патологии человека. Род Pseudomonas объединяется в семейство Pseudomonadaceae отдела Gracilicutes. К роду Pseudomonas относятся многочисленные виды бактерий (P. Aeruginosa, P. Alcaligenes, P. Chloraphis, P. Fluorescens, P. Mendocina, P. Monteilii, P. Oryzihabitans, P. Petrocinogena, P. Pseudoalcaligenes, P. Putida, P. Stutzeri), но патогенными для человека являются только три: P.aeruginosa вызывает разнообразные гнойно-воспалительные процессы, P.mallei – возбудитель сапа, P.pseudomallei – возбудитель мелиоидоза.

Бактерии рода Pseudomonas широко распространены в природе. Их можно встретить в воздухе, почве, морских и пресных водоемах, сточных водах и иле, нефти и на газовых месторождениях. Псевдомонады были обнаружены на пищевых продуктах, телах животных, растениях, а также в гнойных ранах и экскрементах больных млекопитающих. Чувствительны ко многим дезинфектантами, изменениям температуры. В больницах распространены эковары синегнойной палочки высокоустойчивые к антибиотикам и антисептикам. Могут контаминировать лекарственные препараты, оставаясь жизнеспособными в антисептиках, дезинфицирующих растворах.

Данные микроорганизмы вызывают гнойно-воспалительные процессы в различных тканях и органах при инфицировании ран, инфекции мочевыводящих путей, кожи, раневые инфекции, заболевания глаз, вплоть до развития сепсиса. Часто контаминируются дети, люди пожилого возраста и лица со сниженным иммунным статусом.

Клетки Псевдомонад представляют собой мелкие одиночные грамотрицательные палочки. Спор и выростов не образуют, подвижны, имеют полярно расположенные жгутики. Число жгутиков у разных видов колеблется.

Большинство бактерий рода Pseudomonas – хемогетеротрофы, то есть источниками энергии и углерода для них являются органические соединения. Биосинтетические процессы при этом осуществляются за счет обмена окислительного типа, где кислород является конечным акцептором электронов, перенос которых связан с системой цитохромов. Некоторые представители этого рода могут существовать за счет анаэробного нитратного дыхания, другие используют энергию окисления водорода, некоторые синтезируют витамины, антибиотики, токсины.

Бактерии хорошо растут на простых питательных средах. Для выделения чистой культуры применяют селективные или дифференциально-диагностические питательные среды с добавлением антисептиков. На жидкой питательной среде бактерии образуют характерную серовато-се­ребристую пленку на поверхности.

Колонии бактерий очень разнообразны: слизистые и пастообразные, выпуклые и плоские, крупные и мелкие. У многих видов отмечается внутренняя структура колоний. Если их рассматривать в микроскопе при малом увеличении, то в одних случаях можно обнаружить мелкозернистую колонию; в других — ячеистую, напоминающую соты; в третьих — колонии в виде мелких комочков или зерен. Большинство видов имеет колонии без внутренней структуры — под микроскопом они выглядят как однородная гомогенная масса. Культуры издают запах, напоминающий аромат жасмина. При определенных условиях могут продуцировать капсулоподобную внеклеточную слизь полисахаридной природы.

Многие виды псевдомонад образуют пигменты, различные по окраске и химической природе – зеленые флюоресцеин и пиоциазин (некоторые культуры ещё и коричнево-красный пиорубин, красный эритроген, черный меланоген, а некоторые – лишены пигмента ) и окрашивающие в соответствующий цвет по­вязки больных или питательные среды при их культивировании.

Биохимическая активность слабо выражена, что создает трудности при идентификации. Они не образуют индол, не ферментируют глюкозу и другие углеводы, но многие виды способны к окислению сахаров и многоатомных спиртов без образования газа. Часть бактерий характеризуется полной инертностью по отношению к глюкозе, другие – окисляют глюкозу путем последовательного ее превращения в ацетилкоэнзим А, который включается в цикл Кребса, обеспечивающий обмен веществ в клетках аэробных микроорганизмов. Протеолитическая активность слабо выражена, однако для некоторых видов способность разжижать свернутую сыворотку и желатин является важным дифференциальным признаком. За редким исключением Псевдомонады оксидазоположительные, что свидетельствует о наличии у них в цепи транспорта электронов цитохрома c; оксидазонегативные микроорганизмы имеют лишь цитохромы a и b.
Псевдомонады имеют О- и Н-антигены. Липополисахарид клеточной стенки является типо- или группоспецифическим термостабильным О-антигеном, на основе которого проводят серотипирование штаммов. Термолабильный жгутиковый Н-антиген бывает двух типов и обладает протективным действием. На поверхности клеток палочки об­наружены антигены пилей.

Факторы патогенности.

Факторами патогенности помимо ЛПС, оказывающего системное действие на организм хозяина, являются внеклеточные продукты:

1. пигменты, подавляющие противодействие других микроорганизмов; протеазы, расщепляющие эластин, казеин, фибрин и ингибирующие активность белков иммунной системы;

2. гемолитические токсины, растворяющие липиды мембран, их можно подразделить на два типа: гемолизин I типа – термолабильный белок с лецитиназной активностью, способствующей возникновению очагов некроза; гемолизин II типа – термостабильный белок, усиливающий действие первого; лейкоцидин лизирует лейкоциты и выделяется только при аутолизе бактериальных клеток;

3. энтеротоксин;

4. летальный токсин или экзотоксин А (термолабильный протеин, способный подавлять синтез белка на рибосомальном уровне, ответственный за инвазивные свойства и угнетающий иммуногенез).

Роль в патологии человека и в возникновении ВБИ.

Патогенными для человека являются три вида Псевдомонад: P.aeruginosa вызывает разнообразные гнойно-воспалительные процессы, P.mallei – возбудитель сапа, P.pseudomallei – возбудитель мелиоидоза.

P. aeruginosa ее обычно можно обнаружить в сточных и загрязненных водах. Легко контаминирует жидкости (дистиллированную воду в бутылях с корковыми пробками; антисептики, особенно на аммиачной основе; инфузионные растворы; глазные капли; мыльные растворы и др.).Особую угрозу представляет у ожоговых больных. Данные микроорганизмы вызывают гнойно-воспалительные процессы в различных тканях и органах при инфицировании ран, инфекции мочевыводящих путей, кожи, раневые инфекции, заболевания глаз, вплоть до развития сепсиса.

P. fluorescens и P. putida обитают в почве, воде, выделяются из клинических материалов, биологических жидкостей, контаминированной крови и ее компонентов. Редко могут вызывать раневую инфекцию, абсцедирование, сепсис.

P. mallei – возбудитель сапа (продуцирует эндотоксин маллеин) – тяжелого заболевания лошадей, передающегося человеку и распространенного в Азии и Африке, частично – на Среднем Востоке и чрезвычайно редко – в странах Западного мира. Токсические свойства бактерий сапа обусловлены эндотоксином (ЛПС). Заболевание характеризуется узелковыми, со временем переходящими в некроз поражениями слизистых оболочек носа, лимфатических сосудов, лимфоузлов и кожи либо острыми и хроническими пневмонитами.

P. pseudomalei – возбудитель мелиоидоза (продуцирует 2 токсина: летальный фактор с антикоагулянтной активностью и белковый фактор некроза кожи) – редкого сапоподобного заболевания, эндемичного для грызунов и поражающего человека и животных (обезьян, мулов, коз, овец, свиней) в странах Юго-Восточной Азии с тропическим и субтропическим климатом. Бактерии свободно обитают в почве и воде, а заражение людей происходит через ссадины кожи и раны или путем ингаляции пыли; заболевание от человека человеку или от животного человеку не передается. Симптоматика инфекции разнообразна и проявляется в виде пневмонии, пустулезной или некротической кожной язвы с лимфангитом и лимфаденопатией, септицемии, менингитов, миокардита, остеомиелита, артритов, спленомегалии, холероподобного синдрома.

P. aeruginosa – один из главных возбудителей госпитальной инфекции. Так госпитальные инфекции в отделениях интенсивной терапии регистрируются более чем у 20% пациентов. Pseudomonas aeruginosa - вызывают ГИ в 28,7%. Значение P.aeruginosa как возбудителя ГИ определяется не только достаточно высокой частотой ее распространения, но и тяжестью течения вызываемых ею заболеваний, а также трудностями в терапии.

Задачей эпидемиологической диагностики ГИ является видовая идентификация отдельных представителей семейства Pseudomonadaceae. По сравнению с Pseudomonas aeruginosa подавляющее большинство микроорганизмов семейства Pseudomonadaceae, обитая в почве и воде, имеют ограниченное клиническое значение (за исключением Р.mallei и Р.pseudomallei - возбудителей сапа и мелиоидоза соответственно). Высокая частота выделения и более выраженная патогенность Pseudomonas aeruginosa связаны с наличием у этого микроорганизма ряда факторов вирулентности, способствующих колонизации и инфицированию тканей организма человека. К детерминантам вирулентности относятся факторы, способствующие адгезии, инвазии, цитотоксичности.

Адгезия Pseudomonas aeruginosa к клеткам эпителия опосредуется ворсинками (пилями). Секретируемый микроорганизмом фермент нейраминидаза, отщепляя остатки сиаловых кислот от рецептора, облегчает специфическую адгезию. Локальное и системное действие на организм человека оказывают и другие секретируемые Pseudomonas aeruginosa ферменты. Фосфолипаза С разрушает цитоплазматические мембраны эукариотических клеток, инактивирует опсонины, гидролизует сурфактант легких. Цитотоксическим действием (в том числе и в отношении макрофагов), а также способностью подавлять биосинтез белка обладает экзотоксин А, пиоцианин. Функцию нейтрофилов и лимфоцитов подавляет токсин - лейкоцидин. Мощным индуктором системной воспалительной реакции является липополисахарид Pseudomonas aeruginosa. Штаммы, продуцирующие альгинат (капсульный полисахарид), обычно выявляются у пациентов с хроническими инфекциями, например, на фоне муковисцидоза. Альгинат способствует формированию на поверхности эпителия пленки, которая обеспечивает защиту патогена от воздействия факторов резистентности макроорганизма и антибиотиков.

Для Pseudomonas aeruginosa характерно разнообразие весьма тонких механизмов регуляции экспрессии факторов вирулентности. Активность механизмов регуляции направлена на быструю адаптацию микроорганизма к меняющимся условиям обитания и обеспечение максимальной экономичности с энергетической точки зрения. При пребывании микроорганизма во внешней среде факторы вирулентности не синтезируются, при попадании же во внутреннюю среду организма человека начинается интенсивный синтез этих белков, способствующих развитию инфекционного процесса. Сигналами для микроорганизма о попадании во внутреннюю среду могут быть изменения температуры, рН среды, контакт с мембраной эукариотических клеток. Распознавание таких сигналов осуществляют специфические рецепторы, локализованные в клеточной стенке микроорганизма.

Кроме регуляции синтеза факторов вирулентности на уровне отдельных микробных клеток, у Pseudomonas aeruginosa регуляция происходит и на уровне популяции. Речь идет о феномене "кооперативной чувствительности" или "чувства кворума" (quorum sensing), заключающемся в накоплении в микробной популяции низкомолекулярных соединений (гомосеринлактонов), осуществляющих при достижении определенной концентрации дерепрессию синтеза большинства факторов вирулентности. Таким образом, экспрессия генов вирулентности оказывается зависящей от плотности микробной популяции. Биологический смысл феномена, вероятно, связан с координированным началом синтеза факторов вирулентности только после достижения микробной популяцией определенного уровня плотности.

У Pseudomonas aeruginosa описана система секреции протеинов, обеспечивающая не только выведение экзоэнзимов из внутренней среды бактериальной клетки, но и их транслокацию внутрь эукариотической клетки, то есть к чувствительным мишеням. Кроме описанного пути секреции токсических субстанций, у Pseudomonas aeruginosa показано выделение мембранных пузырьков, которые окружены двухслойной мембраной, состоящей из липополисахарида и белков наружной мембраны микробной клетки. Внутри пузырьков содержатся многие из перечисленных выше токсинов и ферментов. Сливаясь с мембранами эукариотических клеток пузырьки, высвобождают свое содержимое в их цитоплазму, что обеспечивает выраженный токсический эффект.

Вследствие наличия у Pseudomonas aeruginosa вышеперечисленных факторов вирулентности, инфекции, вызываемые этим микроорганизмом, потенциально более опасны, чем вызванные другими условно-патогенными микроорганизмами. Они развиваются у пациентов с ожогами, острым лейкозом, муковисцидозом, у находящихся по различным причинам на искусственной вентиляции легких (ИВЛ). Инфекция обычно локализуется в местах скопления и застоя жидкости: в трахеостомах, нижних отделах легких, постоянных катетерах мочевого пузыря, мокнущих ранах и др. Актуальной является проблема колонизации Pseudomonas aeruginosa сосудистых катетеров.

Чаще всего ГИ, вызванные Pseudomonas aeruginosa, локализуются в нижних отделах дыхательных путей и в мочевыводящих путях, причем к наиболее серьезным из ГИ следует относить ИВЛ-ассоциированные пневмонии. К факторам риска развития таких пневмоний, вызванных Pseudomonas aeruginosa, относятся предшествующая терапия цефалоспоринами III поколения, длительная госпитализация или обструктивные заболевания легких в анамнезе. Летальность при бактериологически подтвержденной ИВЛ-ассоциированной пневмонии (обсемененность материала, полученного из нижних отделов дыхательных путей с помощью специальных щеток, защищенных от контаминации в верхних дыхательных путях, более 10³ КОЕ/мл) составляет 73%, а при колонизации нижних дыхательных путей Pseudomonas aeruginosa (обсемененность материала менее 10³ КОЕ/мл) - 19%.

Роль Pseudomonas aeruginosa в этиологии интраабдоминальных инфекций, а также инфекций кожи и мягких тканей является независимым достоверным фактором риска неудачи лечения.

При любой локализации первичного очага инфекции, обусловленной Pseudomonas aeruginosa, возможно развитие бактериемии, существенно ухудшающей прогноз заболевания. По данным многоцентрового европейского исследования (SENTRY), частота бактериемий, вызванных Pseudomonas aeruginosa, составляет 5%. Анализ данных литературы об исходах бактериемии, вызванной Pseudomonas aeruginosa, опубликованных от начала 70-х до начала 90-х годов, выявляет достаточно стабильные показатели как общей летальности (40-75%), так и летальности, непосредственно связанной с инфекцией (34-48%). Лишь в одном исследовании показатели летальности как общей, так и непосредственно связанной с инфекцией оказались существенно ниже 18 и 11% соответственно.

Роль Pseudomonas aeruginosa в этиологии внебольничных инфекций невелика, исключением являются случаи наружного отита на фоне диабета и остеомиелита, развившегося как осложнение инфицированных ран стопы.

Микробиологическая диагностика.

Основной метод диагностики - бактериологическое исследование клинического материала (кровь, гной и раневое отделяемое, моча, мокрота), которое позволяет не только идентифицировать возбудителя, но и определить чувствительность бактерий к антимикробным препаратам. При идентификации учитывают рост на агаре, поло­жительный цитохромоксидазный тест, выявление термофильности (рост при 42С). Для внутривидовой идентификации бактерий приме­няют серотипирование. Серологический метод исследования на­правлен на обнаружение специфических антител к антигенам палочки (обычно экзотоксину А и ЛПС) с помощью РСК, РПГА.

Внутри рода Pseudomonas по степени сходства условно можно выделить 3 группы клинически значимых псевдомонад: Fluorescent, Stutzeri, Alcaligenes. Флуоресцентная группа объединяет 3 вида бактерий, продуцирующих флуоресцеин (пиовердин – пигмент зеленовато-желтого цвета): P. aeruginosa, P. fluorescens, P. putida.
P. aeruginosa выделяют при раневой инфекции, отитах, сепсисе, при инфекциях глаз, урогенитального и респираторного тракта, из суставной жидкости. P. aeruginosa в отличие от двух других видов растет при 42°С (но не при 5°С) на простых средах; среда обычно приобретает зеленоватый цвет за счет продукции пигмента, часто имеет фруктовый запах; на кровяном агаре многие штаммы образуют b-гемолиз. В жидкой среде образует пленку на поверхности. Большинство штаммов помимо флуоресцеина продуцирует пигмент пиоцианин, сине-зеленого цвета, однако встречаются и безпигментные штаммы (до 10%). Утилизирует цитрат и малонат, слабо свертывает лакмусовое молоко, вызывая быструю его пептонизацию и редукцию лакмуса. P. fluorescens отличается способностью расти при 5°С (не растет при 42°С); P. putida не растет при 5°С и 42°С; оба вида не продуцируют пиоцианин.

В группе Stutzeri основная роль принадлежит двум видам: P. stutzeri и P. mendocina. Они выделяются из почвы, сточных вод, объектов больничной среды, редко – из клинических материалов. Свежевыделенные штаммы формируют ярко-коричневые колонии, которые становятся шероховатыми, сморщенными, сухими через несколько дней и снимаются с агара целиком. На плотной среде образуют углубление, на кровяном агаре через 48 ч наблюдается диффузный лизис эритроцитов. P. stutzeri в отличие от P. mendocina продуцирует желтый пигмент.

Группа Alcaligenes включает два основных вида: P. alcaligenes и P. pseudoalcaligenes. Они нередко выделяются с ингаляционного оборудования, из сырого молока и воды, а у человека могут быть выделены из крови, мочи, дыхательного тракта и абсцессов. Изоляты не растут при 42°С, но дают рост при 5°С.

В. Mallei: материалом для исследования служит гнойное отделяемое из носа или содержимое пустулезных высыпаний. При хронических процессах исследуют биоптаты внутренних органов. Культивируется на средах с добавлением 4-5% глицерина. На глицериновом агаре рост появляется через 2 суток в виде круглых серовато-белого цвета колоний слизистой консистенции, на глицериновом бульоне образуется помутнение, а затем пленка со слизистыми тяжами и осадком на дне. Рост на кровяном агаре Леффлера появляется со вторых суток в виде влажных непрозрачных вязких колоний с желто-коричневым оттенком. Клетки неподвижные, 75% изолятов оксидазонегативные, окисляют и свертывают молоко. При переваривании белков выделяется сероводород, желатин разжижается слабо.В специализированных лабораториях для диагностики используют биопробу на самцах морских свинок. Проводят иммунофлюоресцентное исследование и серодиагностику: РСК, РНГА.

В. pseudomalei выделяют из абсцессов, синусов, крови, мочи, мокроты, ликвора или биопсийного материала. Характерной особенностью изолятов является формирование морщинистых колоний на агаре через 48–72 ч инкубации, а в бульоне на переваре сердца образуют на поверхности толстую пленку, которая сморщивается на 2–3-и сутки. В специализированных лабораториях для идентификации возбудителя используют биопробу на морских свинках и специфические флюоресцирующие антисыворотки. При серодиагностике заболевания определяют уровень специфических антител в реакциях агглютинации и связывания комплемента.

Лечение и профилактика.

Лечение инфекций, вызванных Псевдомонадами, главным образом – антибактериальное (цефалоспорины, β-лактамы, аминогликозиды). Тяжелые формы лечатся плазмой из крови, иммунизированной поливалентной корпускулярной синегнойной вакциной. Для местного лечения применяют антисинегнойный гетерологичный иммуноглобулин. Для лечения гнойных инфекций кожи, ожогов – синегнойный бактериофаг.

Чувствительность P. aeruginosa к антибиотикам может варьировать. Из b-лактамов обычно используют уреидопенициллины. Резистентность к ним может быть обусловлена как продукцией b-лактамаз, контролируемых плазмидами, либо детерминированными хромосомными генами, так и затрудненным доступом антибиотика к мишени (слизистые штаммы отличаются большей резистентностью). Из цефалоспоринов антисинегнойной активностью обладают цефтазидим, цефоперазон и цефепим. Высокоактивны карбапенемы (имипенем,меропенем), монобактамы(азтреонам).Среди фторхинолонов наиболее эффективным препаратом остается ципрофлоксацин. Из аминогликозидов резистентность чаще возникает к гентамицину. Полимиксины активны in vitro, а резистентность сопровождается снижением содержания фосфора в наружной мембране клетки. P. fluorescens и P. putida обычно чувствительны к аминогликозидам, котримаксазолу и сульфаниламидам, тетрациклину, но устойчивы к карбенициллину. Виды P. stutzeri и P. mendocina чувствительны к аминогликозидам, карбенициллину, котримаксазолу, тетрациклину, ампициллину. Виды P. alcaligenes и P. pseudoalcaligenes чувствительны к тетрациклину, сульфаниламидам, котримаксазолу, тобрамицину, часто – к ампициллину, цефалоспоринам I поколения. В. mallei чувствительны к сульфаниламидам, тетрациклину, хлорамфениколу, эритромицину.
В. pseudomalei чувствительны к хлорамфениколу, котримаксазолу, цефтазидиму, карбапенемам.

Профилактика: специфическая – стерилизация, дезинфекция, антисептика. Контроль за обсемененностью внешней среды. Неспецифическая – иммуномодуляторы. Пассивная специфическая иммунизация гипериммунной плазмой. Для создания активного иммунитета – вакцины (поливалентная корпускулярная синегнойная вакцина, стафило–протейно-синегнойная вакцина).

Список литературы.

1. «Определители бактерий и актиномицетов» Н.А. Красильникова. 1949г.

2. «Микробиология и иммунология» под редакцией А.А. Воробьева. 1999г.

3. «Медицинская микробиология» О.К. Поздеев. Под редакцией акад. РАМН В.И. Покровского. 2001г.

4. http://nature.web.ru Научная сеть.

Дата добавления: 2015-09-29