CLASIFICARE SI FIZIOLOGIE Din punct de dere genetic, aceste microorganisme apartin familiei Enterobac-teriaceae, care include si alti patogeni (Shigella, Edwardsiella, Salmonella, Citrobacter, Yersinia), prezentati in alte module. Unele caracteristici ale membrilor acestei familii constau in absenta abilitatii de a forma spori, capacitatea de a creste atat in conditii de aerobioza cat si de anaerobioza (adica sunt facultativ anaerobi), capacitatea de a fermenta glucoza la acid, absenta producerii de oxidaza si mobilitatea variabila (in functie de prezenta sau absenta flagelului).
STRUCTURA Entero
bacteriile prezinta, la fel ca toate bacteriile, un perete celular continand peptidoglicani, un singur cromozom circular alcatuit din ADN dublu catenar localizat in citoplasma si ribozomi de tip procariot. Ceea ce deosebeste bacteriile gram-negati de alte bacterii este faptul ca inlisul celular extern pluristratificat este unic si formeaza membrana externa a bacteriei impreuna cu membrana interna (citoplas-matica) si peptidoglicanul polimeric ce o inconjoara. Elementele cu importanta medicala ale membranei externe includ lipopoli-zaharide (LPZ sau endotoxina), care sunt toxice pentru om, si porine (proteine multimerice care formeaza canale importante pentru pasajul agentilor antimicrobieni si pentru substante nutriti). La toate bacteriile gram-negati LPZ contin o parte centrala, care include o componenta toxica, lipidul A, responsabila pentru socul endotoxinic ( modulul 124). Cele mai multe tulpini patogenice (cel putin la E. coli) contin si antigene O, care sunt lanturi laterale polizaharidice repetiti, atasate miezului de LPZ ( modulul 139).
Trei clase de antigene de suprafata au fost folosite in testele serologice pentru identificarea clonala a tulpinilor de E.
coli si Salmonella: (1) antigenul O (somatic) al LPZ; (2) antigenul H (flagelar) si (3) antigenul K (capsular). Identificarea clonala are importanta taxonomica si epidemiologica. O parte din serogrupurile O, H si K ale E. coli se comporta ca markeri pentru tulpini capabile sa produca un anumit tip de boala infectioasa; aceste tulpini poseda de asemenea factori de virulenta aditionali responsabili de patogeneza acestei boli. Serogrupurile O pot fi markeri pentru o agregare specifica de proprietati virulente. Astfel, anumite serogrupuri O poseda factori de adeziune si
toxine necesari pentru producerea infectiilor de tract urinar, alte serogrupuri O au adezine si toxine care produc gastroenterite. Subgrupul O157:H7 se asociaza cu colita hemoragica si cu sindromul hemolitic-uremie. Antigenul capsular sau K de tip Kj este un marker epidemiologie (si un factor de virulenta) pentru meningita neonatala, bacteriemie si infectii ale tractului urinar. in prezent, teste genetice inlocuiesc analizele antigenelor de suprafata si sunt preferate ca metode de diferentiere a clonelor bacteriene.
INTERACTIUNEA GAZDA-PARAZIT Multe bacterii enterice colonizeaza tractul gastro
intestin al fara a produce simptome. Aparitia unei boli semnificati implica existenta unui microorganism extrem de virulent, a unei gazde debilitate (sau cu o imunitate precara) sau o combinatie a acestor doua aspecte. O bacterie deosebit de patogena, asa cum este Shigella dysenteriae, poate produce dizenterie chiar la o gazda sanatoasa. Tulpinile comensuale de E. coli pot produce peritonita la persoane sanatoase datorita perforarii apendicelui (defect al barierelor anatomice), sau bacteriemie la persoane cu granulocitopenie post chimioterapie pentru cancer (un defect al imunitatii gazdei).
Indiferent de starea initiala a sistemului de aparare al gazdei, boala cauzata de bacteriile enterice consta dintr-o serie de stadii secntiale, incepand cu patrunderea si colonizarea tractului gastrointestinal, nazofaringelui, orofaringelui sau tractului urinar. Aceste bacterii care colonizeaza tractul gastrointestinal, indiferent ca sunt patogene sau comensuale, trebuie sa supravietuiasca mediului acid din stomac, mediului alcalin si concentratiilor crescute de detergenti (saruri biliare) si enzime digesti din intestinul subtire si sistemului imun (IgA, celule fagocitare si limfocitare). Peretele celular compact al bacteriilor gram-negati este bine adaptat pentru a rezista acestor agresiuni. Pentru a evita deplasarea odata cu continutul intestinal, aceste bacterii se ataseaza de receptorii specifici ai celulelor epiteliale sau de filamentele de mucus ale celulelor, prin filamente proteice cunoscute sub numele de fimbrii sau pili, care acopera intreaga suprafata a fiecarei bacterii. Fimbriile tulpinilor de E. coli care produc gastroenterita prezinta specificitate de legare la receptori din tractul gastrointestinal, iar tulpinile de E. coli asociate cu infectia tractului urinar contin fimbrii P (denumite astfel datorita afinitatii pentru antigenul de grup sanguin P care exista in celulele uroepiteliale), denumiti si pili asociati pielonefritei (PAP), care se leaga specific de receptorii din tractul urinar.
Apararea normala a gazdei limiteaza majoritatea interactiunilor bacteriene la un comensualism benign. De aceea, pentru a produce imbolnaviri la persoane sanatoase, aceste microorganisme trebuie sa posede calitati aditionale, cunoscute sub denumirea de factori de virulenta. Pentru boli localizate (de ex., diaree, dizenterie), bacteria utilizeaza toxine secretorii si citologice, iar ocazional, si factori celulari invazivi. Pentru supravietuirea in torentul sanguin, microorganismele poseda capsule (de ex., Kj) care le confera rezistenta la opsonizare. in plus, lanturile de antigene O ale polizaharidelor, impreuna cu proteinele proprii membranei externe, determina rezistenta bacteriilor la activitatea bactericida a serului, impiedicand complexul de atac membranar cilindric al componentilor finali ai sistemului complement sa se insere eficient la nilul membranei bacteriene si astfel sa produca liza bacteriei.
La gazde debilitate,
infectiile pot fi produse adesea de microorganisme relativ avirulente, in contrast cu infectiile la persoane sanatoase. Aceste microorganisme sunt suficient de robuste pentru a rezista in mediul spitalicesc (de exemplu in rezervoarele de apa, pe mainile ingrijitorilor) si au o rezistenta la antibiotice suficienta pentru a face parte din flora unei gazde tratate cu antibiotice. O gazda debilitata, in convalescenta dupa o interntie chirurgicala sau traumatism, se poate imbolnavi numai datorita popularii cu o tulpina comensuala a unei zone in mod normal sterile sau necolonizate de bacterii enterice. Exemplele includ colonizarea cailor aeriene superioare, care prin aspiratie poate duce la
pneumonie cu germeni gram-ne-gativi, si contaminarea plagilor chirurgicale sau a cateterelor intravasculare sau
urinare anterior sterile, ce poate produce infectia plagilor, bacteriemie si infectii ale tractului urinar. Infectia "oportunista\" produsa poate fi deosebit de sera daca gazda e incapabila de a reactiona printr-un raspuns imun normal. In plus, deoarece aceste afectiuni sunt cel mai frecnt determinate de germeni din mediul spitalicesc cu rezistenta preselectata la antibiotice, ele sunt deosebit de dificil de tratat.
Indiferent daca germenul patogen este virulent sau este comensual oportunist, raspunsul gazdei si tratamentul antibiotic adecvat reprezinta determinantele majore ale vindecarii. Paradoxal, raspunsul imun normal al gazdei poate agrava boala prin producerea unui raspuns inflamator care depaseste necesarul pentru distrugerea bacteriilor. Activarea complementului, eliberarea de citokine (de exemplu, factorul de necroza tumorala, numeroase interleukine), mobilizarea si degranularea leucocitelor si activarea plachetelor si a cailor coagularii pot media aparitia manifestarilor letale de endotoxemie, inclusiv extravazarea excesiva de lichide si colaps circulator, necroza tubulara renala, sindromul de detresa respiratorie al adultului si (cand microorganismul a patruns in lichidul cefalorahidian) meningita. Terapia actuala a infectiilor sere cu germeni gram-negativi este directionata nu numai spre eliminarea microbilor invadanti, ci si spre atenuarea raspunsului imun.
REZISTENTA LA MEDICAMENTE SI FACTORII DE VIRULENTA Succesul tratamentului infectiilor bacteriene depinde de utilizarea unor agenti antimicrobieni fata de care microbul infectant este sensibil. Din pacate, bacteriile poseda o abilitate uimitoare de a se sustrage efectelor acestor medicamente ( modulul 140), prin mecanisme ce includ modificari ale locusurilor tinta de actiune a medicamentelor antibacteriene, prin scaderea permeabilitatii pentru influxul medicamentului, prin transportul activ al medicamentului in exteriorul microorganismului si prin degradarea enzimatica a medicamentului. Mutatii ale ADN-ului preexistent pot determina rezistenta la medicament, in special prin modificarea locusurilor tinta, dar si prin modificarea cantitatii si afinitatii enzimelor ce degradeaza medicamentul. Cel mai frecnt, rezistenta la
droguri apare prin achizitionarea de noi gene, de obicei sub forma transpozonilor. Transpozonii sunt mai frecnt intalniti la plasmidele R, care sunt unitati de ADN noncromozomial ce se autoreplica, capabile de a fi transferate prin conjugare de la o celula bacteriana la alta (chiar intre specii diferite).
Organizarea genetica a acestor gene promoaza raspandirea lor in randul enterobacteriilor. Deoarece plasmidele R se deplaseaza usor intre populatiile bacteriene, prezenta in mediu a mai multor agenti antimicrobieni selecteaza acele bacterii care contin elemente ale rezistentei multiple la droguri. Cu timpul, datorita utilizarii continue a medicamentelor in spitale si in agricultura, plasmidele R au denit mai mari; fiecare contine acum mai multi transpozoni diferiti, uniti ca margelele intr-un sirag. Genele care codifica multi factori de virulenta, inclusiv factorii de colonizare, enterotoxinele si hemolizinele, se gasesc in plasmide (ocazional in plasmidele R), care promoaza raspandirea lor.
