Anaerobní bakterie Ivana Vítková OKM Co jsou to anaerobní bakterie? • Bakterie neschopné růstu za přítomnosti kyslíku • „striktní“ anaeroby rostou na pevných půdách jen v prostředí do 0,5% kyslíku • „umírněné“ anaeroby… do 2-8% kyslíku Rozdělení anaerobů • G- tyčinky Bacteroides Prevotella Fusobacterium Porphyromonas • G- koky Veilonella • G+ sporulující tyčinky Clostridium G+ nesporulující tyčinky Actinomyces Propionibacterium Bifidobacterium Eubacterium Lactobacillus • G+ koky Peptostreptococcus Peptococcus Význam anaerobních bakterií • Součást fyziologické flóry člověka (prevence kolonizace sliznic patogenní florou, stimulace imunitního systému, syntéza vitamínu K) • Původci infekcí člověka Anaeroby jako fyziologická flóra • Nosohltan: Peptostreptococcus, Bacteroides,Prevotella, Fusobacterium, Porfyromonas • Dutina ústní (zubní plak, gingivální štěrbiny): viz nosohltan, navíc Lactobacillus, Actinomyces,.. • Tlusté střevo: nejvýznamnější rezervoár anaerobů v lidském těle, 10^11anaerobních bakterií/ 1 g stolice Bifidobacterium, Clostridium, Bacteroides, Peptostreptococcus,.. Anaeroby jako fyziologická flóra • Vagina: Lactobacillus (ženy ve fertilním věku), Bacteroides, Prevotella, Actinomyces,.. • Distální úsek močové trubice: viz vagina • Kůže (mazové žlázky, vlasové folikuly): Propionibacterium acnes Vznik anaerobních infekcí • Nejčastěji z endogenní flory člověka • Vzácněji z exogenního zdroje • Posttraumatické klostridiové infekce • Po kousnutí zvířetem • Otravy z potravin (Clostridium botulini, Clostridium perfringens) • Nozokomiální infekce (Clostridium difficile) Typy anaerobních infekcí • Infekce kůže a měkkých tkání: kožní abscesy, zánět potních žláz, celulitida, flegmóna, klostridiová nekrotizující fasciitida, myonekróza, infekce dekubitů • Infekce v oblasti hlavy a krku: absces mozku, infekce středního ucha a paranazálních dutin, mastoiditis, odontogenní (zubní) infekce, submandibulární flegmona, nekrotizující tonzilitida, retrofaryngeální abscesy, aktinomykosa Typy anaerobních infekcí- gingivitis, dacryocystitis Typy anaerobních infekcí • Infekce v oblasti hrudníku: aspirační pneumonie, plicní absces, empyém hrudníku, mediastinitida (zánět mezihrudí), aktinomykosa • Nitrobřišní infekce: cholecystitida, appendicitida, divertikulitida, peritonitida, jaterní absces, aktinomykosa • Urogenitální infekce: septický potrat, aktinomykosa, endometritis (zánět dělohy),.. Laboratorní diagnostika anaerobních infekcí • Validní vzorek: tekutý materiál nejlépe v injekční stříkačce bez vzduchového sloupce s jehlou zapíchnutou v gumové zátce, kousky tkání, nitroděložní tělísko, anaerobní hemokultury • Rychlý transport vzorku + správně vyplněná žádanka Laboratorní diagnostika anaerobních infekcí • Zhotovení mikroskopického preparátu, Gramovo barvení • Rychlá informace pro klinika - zhodnocení mikroskopického preparátu a doporučení antibiotické terapie Laboratorní diagnostika anaerobních infekcí • Kultivace • anaerobní atmosféra (10% CO^2 , 80% N, 10% H) – použití anaerobního boxu nebo anaerostatů • kultivace 48 hodin a více • půdy: obohacený krevní agar (např. VL agar, Wilkins-Chalgren agar), bujón (např. Schaedler anaerobní bujon) • anaerobní hemokultury Laboratorní diagnostika anaerobních infekcí - kultivace Laboratorní diagnostika anaerobních infekcí - kultivace Identifikace anaerobních bakterií • Makroskopická morfologie kolonií • Mikroskopická morfologie bakterií a barvitelnost dle Grama • Diagnostické antibiotické disky: Kanamycin,Colistin, Vankomycin • Biochemické diagnostické sety • PCR Průkaz toxinů anaerobních mikrobů • Průkaz toxinů Clostridium difficile • Průkaz toxinů Clostridium perfringens • Průkaz toxinu Clostridium botulinum Testování citlivosti k antibiotikům • Disková metoda –nevhodná • Nutné stanovení MIC (minimální inhibiční koncentrace) – pomocí E-testu • Antibiotika používaná k terapii: penicilin,aminopenicilin s inhibitorem metronidazol,klindamycin, chloramfenikol Gramnegativní anaerobní tyčinky • Většina součástí běžné mikroflóry člověka • Potenciální původci endogenních infekcí • Netvoří spory • Pleomorfmní gram – tyčinky • Kultivace 3-5 dní • Patogenita – podmíněná, infekce endogenního původu (abscesy) Gramnegativní anaerobní tyčinky Bacteroides • Součástí mikroflory trávicího traktu, dutiny ústní, vaginy • Na pevných půdách tvoří šedé lesklé kolonie velikosti 1-4 mm • Patogenita: infekce endogenního původu (v malé pánvi, dutině břišní, v dutině ústní, mediastinu,..) • Schopnost tvorby beta-laktamáz, které rozkládají betalaktamová antibiotika Gramnegativní anaerobní tyčinky Bacteroides mikroskopický preparát Gramnegativní anaerobní tyčinky Bacteroides Gramnegativní anaerobní tyčinky Prevotella • Produkuje černý pigment bez fluorescenčních vlastností • Patogenita: infekce dutiny břišní,dutiny ústní, sinusitidy,.. • Schopnost tvorby beta-laktamáz • Nejčastěji izolovaný druh: Prevotella melaninogenica Gramnegativní anaerobní tyčinky Porphyromonas • Produkuje hnědočerný pigment , který v ultrafialovém světle fluoreskuje • Součástí mikroflory dutiny ústní, urogenitálního traktu • Patogenita: infekce ve výše uvedených oblastech • Schopnost tvorby betalaktamáz Gramnegativní anaerobní tyčinky Fusobacterium • Gram negativní tyčinky až vlákna s typicky zašpičatělými konci • Součástí fyziologické flory v trávicím traktu,vagině, dutině ústní • Patogenita: infekce v těchto lokalizacích i jinde (např. aspirační pneumonie, plicní a jaterní abscesy, sinusitidy, steomyelitida, Plaut-Vincentova angina-postihující výrazně oslabené jedince) Gramnegativní anaerobní tyčinky Fusobacterium • Nejčastěji izolovaný druh: Fusobacterium nucleatum Gramnegativní anaerobní tyčinky Mobiluncus • Gramnegativní až gramlabilní zakřivené pohyblivé tyčinky • Součástí fyziologické flory vaginy Gramnegativní anaerobní koky Veillonella • Drobné gramnegativní koky • Součástí fyziologické flory dutiny ústní, gastrointestinálního traktu, vaginy • Patogenita: endogenní infekce, sepse, endokarditidy Grampozitivní sporulující anaerobní tyčinky – rod Clostridium • Jsou součástí střevní mikroflory • Patogenita: mohou vyvolat nekrotizující infekce měkkých tkání, sepse, enterotoxikózy a neurotoxikózy • Morfologie: velké grampozitivní tyčky • Schopnost tvorby rezistentních endospor (které mohou kontaminovat nemocniční prostředí, potraviny, půdu, vodu,..) Clostridium botulinum • Velká grampozitivní tyčka, velikost 1x10µm • Morfologie kolonií na agaru: ploché nepravidelné kolonie, zóna betahemolýzy Clostridium botulinum • Původce botulismu (otravy klobásovým jedem) • Schopnost tvorby botulotoxinu • Součást fyziologické střevní flóry zvířat, vyskytují se v půdě, vodě • Využití v medicíně, kosmetice • Bioterorismus • Příčina otravy: potraviny kontaminované sporami Cl. botulinum- typicky nedostatečně sterilované masové nebo zeleninové konzervy Clostridium botulinum – možný zdroj onemocnění Clostridium botulinum - alimentární botulismus • Patogeneze onemocnění: v kontaminované nedostatečně tepelně upravené potravině probíhá produkce botulotoxinu, po požití takové potraviny dochází k resorpci botulotoxinu ze střeva, toxin se krví dostává k nervosvalovým ploténkám příčně pruhovaných svalů, zde způsobí blokádu přenosu nervového vzruchu, tím paralýzu příčně pruhovaných svalů, postihuje i vegetativní nervový systém • Inkubační doba: nejčastěji 1-3 dny Clostridium botulinum alimentární botulismus • Příznaky: 1. nevolnost, zvracení, bolesti břicha 2. postižení hlavových nervů: rozostřené vidění, mydriáza, ptóza víček,ztížené polykání, špatná artikulace 3. postižení vegetativních nervů: sucho v ústech, zácpa, zástava močení, peristaltiky střev 4. obrny příčně pruhovaných nervů, smrt může nastat díky obrně svalů potřebných k dýchání Clostridium botulinum alimentární botulismus • Diagnostika: anamnéza typický klinický obraz laboratorní průkaz botulotoxinu-pokus na myši • Terapie: výplach žaludku – u čerstvě zjištěné otravy symtomatická (napojení na umělou plicní ventilaci,..) • Prevence: správné postupy při konzervování potravin, 15 minutový var před konzumací rizikových potravin Clostridium botulinum další formy onemocnění • Kojenecký botulismus: především do 6 měsíců věku dítěte, u nekojených dětí, zdroj: kontaminovaný med příznaky: úporná zácpa, hypotonie • Ranný botulismus: výskyt u narkomanů, při kontaminaci vpichů a ran sporami Clostridium botulinum Clostridium difficile • Původce průjmových onemocnění, až život ohrožující pseudomemranózní enterokolitidy • Vznik zvláště po podávání širokospektrých antibiotik Clostridium difficile • Výskyt: asi 5% populace v komunitě jako bezpříznakoví nosiči, rezervoár: zvířata asi 16-35% pacientů v nemocnici – nosiči • Od r. 2003 nárůst onemocnění s těžkým průběhem- zvláště v severní Americe, západní Evropě závažný nozokomiální patogen • V současné době nárůst onemocnění i v ČR Clostridium difficile • Toxiny: enterotoxin(= toxin A), cytotoxin (=toxin B), binární toxin • Patogeneze onemocnění: narušení fyziologické flóry ve střevě po léčbě antibiotiky, ingesce toxigenního kmene Clostridium difficile, poškození střevního epitelu, vznik průjmů, při závažné formě onemocnění vznik nekróz střevního epitelu, ulcerací…toxické megacolon, ileus, ruptura střeva…smrt • Rizikové faktory: věk nad 65 let, předchozí ATB terapie, imunosuprese Clostridium difficile • Příznaky onemocnění: bolesti břicha, průjem, nadýmání, febrilie • Prevence onemocnění v nemocnici: omezení spotřeby antibiotik hygiena rukou, používání rukavic odpovídající dezinfekce • Terapie: přerušení léčby antibiotiky, náhrada tekutin, metronidazol p.o., rezervní antibiotikum vankomycin, chirurgická Clostridium difficile • Laboratorní diagnostika: • Materiál k vyšetření: stolice • Průkaz toxinů A,B přímo z materiálu: ELISA nebo imunochromatografické metody, tkáňové kultury • Kultivace, stanovení citlivosti na antibiotika, typizace kmenů Clostridium tetani • Grampozitivní tyčky, spory uloženy terminálně • Producent neurotoxinu, který způsobuje onemocnění tetanus • Rezervoár: součást střevní mikroflóry savců, zvláště koní, s výkaly se dostává do půdy, zde spory přežívají roky Člověk se infikuje exogenně (spory z půdy,..) endogenně (z vlastního střeva, vaginy) Clostridium tetani Clostridium tetani – možný zdroj onemocnění Clostridium tetani • Patogeneze onemocnění: v hluboké znečištěné ráně se C. tetani pomnoží a začne produkovat toxin, krví se toxin dostává k motorickým neuronům v centrální nervové soustavě, zde se přestane uvolňovat GABA, tím se sníží práh citlivosti motorických neuronů, dochází ke zvýšení reflexní odpovědi na podněty z periferie, vznikají tonickoklonické křeče, poruchy vegetativních nervů. • Inkubační doba: 3 – 30 dní Clostridium tetani • Příznaky onemocnění: tonické křeče trismus (postižení žvýkacích svalů) risus sardonicus (sardonický úsměv –postižení mimických svalů) spasmy svalů krku a laryngu spazmy svalů trupu – opisthotonus (lukovité prohnutí těla díky spasmu zádových svalů) pocení, teplota, intenzivní strach ze smrti spasmus dýchacích svalů Clostridium tetani Clostridium tetani • Diagnostika: anamnéza klinický obraz mikroskopie kultivace + biochemické dourčení ověření toxigenity kmene • Terapie: chirurgická revize rány, antitetanický globulin myorelaxancia, antibiotika • Prevence: očkování, řádné ošetření rány, aplikace tetanického anatoxinu, nebo antitetanického globulinu Clostridium perfringens • Původce plynaté sněti • Rezervoár: střevní mikroflóra člověka i zvířat • Spory běžně přítomny v půdě • Člověk se může infikovat exogenně i endogenně Clostridium perfringens Clostridium perfringens faktory virulence • Clostridium perfringens tvoří řadu toxinů • Toxin alfa = lecithinasa: nejdůležitější toxin, způsobuje rozpad membrán svalových buněk a leukocytů, tím nekrózu tkání • Enterotoxin k otravě dochází do 24 hodin po požití kontaminovaného masa, projevuje se bolestmi břicha a vodnatými průjmy • Toxin beta = hemolytická lecithinasa: odpovídá za nekrotizující enteritidu a enterotoxemii u hladovějících (trypsin běžně obsažený ve střevě tento enzym inhibuje, u hladovějících však chybí) Clostridium perfringens patogenita • Infekce ran: ohraničené hnisavě nekrotizující – flegmóna, fasciitida, projevuje se rozpadem tkáně a třáskáním (uvolněný plyn v podkoží, či mezi svaly) Clostridium perfringens - patogenita Infekce ran: difuzně se šířící nekrotizující toxiny se šíří z postižené tkáně do celého organismu 1. klostridiová celulitida: rychle se šířící nekrotické postižení kůže a podkoží 2. plynatá sněť (gangréna): nekróza kůže, podkoží i svalstva , nebo postižení vnitřních orgánů Clostridium perfringens - patogenita - klinické příznaky při infekci ran • Kůže v postižené oblasti je nápadně bílá, silná bolestivost v oblasti rány, později se objevují puchýře s černým obsahem, černá ložiska nekrózy, krepitace bublin plynu ve tkáni, během desítek hodin rozvoj septicko-toxického šoku a smrt Clostridium perfringens patogenita • Postižení střeva: nekrotizující enteritida u hladovějících (toxin beta = hemolytická lecithinasa) enterotoxikóza (enterotoxin) Clostridium perfringens diagnostika • Důležitá rychlost! • Validní materiál: nekrotická hmota, sekret, (výtěr z rány) • Mikroskopický preparát z vyšetřovaného materiálu, průkaz G+ tyčí – rychlá informace pro klinika • Kultivace, biochemické dourčení Clostridium perfringens diagnostika • Stanovení citlivosti • Průkaz toxinů: lecithinasa – srážení lecitihinu na žloutkové půdě – precipitace enterotoxin – RPLA (reverzní pasivní latexová aglutinace) Clostridium perfringens terapie • Chirurgické ošetření ran • Antibiotika: peniciliny, klindamycin, metronidazol • Celková podpůrná terapie • Enterotoxikóza: symptomatická terapie Další klostridia způsobující ranné infekce • Clostridium novyi • Clostridium sordelii • Clostridium septicum • Clostridium histolyticum Grampozitivní nesporulující tyčinky • Součást fyziologické flóry člověka • Možnost endogenních infekcí Grampozitivní nesporulující tyčinky Actinomyces • Součást fyziologické flóry dutiny ústní, urogenitálního traktu • Původce aktinomykózy • Morfologie: Gram+ větvící se tyčky Grampozitivní nesporulující tyčinky Actinomyces • Velmi pomalý růst: kultivace až 14 dní • Nejvýznamnější druh: Actinomyces israelii Grampozitivní nesporulující tyčinky Actinomyces • Patogenita: aktinomykóza cervikofaciální, thorakální, abdominální forma, aktinomykóza dělohy při zavedém nitroděložním tělísku abscesy s hustým hnisem s drůzami, píštěle, prknovité nebolestivé infiltráty pomalu rostoucí Grampozitivní nesporulující tyčinky Actinomyces • Diagnostika: mikroskopie: G+ větvící se tyčky kultivace až 14 dní, kolonie suché bělavé drobné, biochemické dourčení • Terapie: penicilin, klindamycin, chirurgické ošetření Grampozitivní nesporulující tyčinky Bifidobacterium • Součást fyziologické flóry člověka • Součást probiotik,potravinářství • Patogenita: vznik zubního kazu, endokarditidy • Morfologie: G+ tyčky rozštěpené na koncích-(připomínající kosti) Grampozitivní nesporulující tyčinky Propionibacterium • Součást fyziologické flóry (kůže, dutina ústní, nosohltan, gastrointestinální trakt, urogenitální trakt) • Morfologie: G+ tyčinky kyjovitého tvaru • Patogenita: účastní se vzniku akné, abscesů, endokarditidy Grampozitivní nesporulující tyčinky Lactobacillus • Součástí běžné mikroflory člověka (dutina ústní, střevo, vagina) • Využití v potravinářství: výroba acidofilního mléka, jogurtů,.. • Součástí probiotik (normalizace střevní flóry) • Patogenita: novorozenecké meningitidy, endometritidy, abscesy, endokarditidy • Terapie: antibiotika (penicilin+gentamicin) Grampozitivní anaerobní koky Peptococcus, Peptostreptococcus • Součást fyziologické flory člověka (dutina ústní, gastrointestinální trakt, urogenitální trakt, kůže) • Způsobují endogenní infekce: infekce ran, kostí, abscesy, sinusitidy, otitidy, peritonitidy, pneumonie, endokarditida, sepse, poporodní endometritidy • Morfologie: Peptostreptococcus: grampozitivní drobné koky Peptococcus: grampozitivní větší koky Grampozitivní anaerobní koky – morfologie, patogenita Děkuji Vám za pozornost a přeji příjemný víkend