Mikroorganizmusok patogenitása Dr. Maráz Anna egyetemi tanár Mikrobiológia és Biotechnológia Tanszék Élelmiszertudományi Kar Budapesti Corvinus Egyetem
Mikroorganizmusok kölcsönhatásai (interakciói) Szimbiózis (együttélés) formái: -kommenzálizmus: közös élőhely -mutualizmus: kölcsönös előny az együttélésből -parazitizmus: az egyik élőlénynek (parazitának) hasznos, a másiknak (gazdaszervezetnek) káros Antibiózis: gátlóanyagok (pl. antibiotikumok, savak, etanol, bakteriocin) termelése miatt az egyik mikroorganizmus gátolja a másikat
Mikroorganizmusok kórokozó képessége (patogenitása) Patogenitás (megbetegítő képesség): A mikroorganizmus képes a gazdaszervezetet megfertőzni és abban elszaporodni. A fertőzés általában ismert tüneteket vált ki, de ez nem szükségszerű (pl. lehet tünetmentes hordozó) A patogenitás általában faji sajátság (pl. Clostridium botulinum), de lehet törzstől függő is (pl. a Staphylococcus aureus-nak csak a koaguláz pozitív törzseit tekintik patogénnek) Feltételesen (fakultatív) patogén mikróba: Csak meghatározott körülmények között patogén (pl. immunrendszer károsodása, legyengültség, csecsemőkor, időskor) Virulencia: A patogenitás mértékét jelzi (kvantitatív sajátság) Általában az LD 50 értékkel jellemzik LD 50 érték: Az a mikroorganizmus vagy toxin mennyiség, amely a kísérleti állatok felét elpusztítja Pl. 10 3 sejt/testsúly kg; 10 ng toxin/testsúly kg A virulenciát a mikroorganizmusok sejtfelépítése és/vagy anyagcseretermékei határozzák meg. Ezeket virulencia faktoroknak hívjuk.
Különböző virulenciájú baktériumok
A fertőzés lépései 1. Adhézió (megtapadás): A mikroorganizmus sejtje a sejtek felületéhez hozzákapcsolódik. Ebben általában a sejtek flületén lévő sejtalkotók (adhéziós faktorok) vesznek részt. Adhéziós faktorok: -fimbria (pilus) -tok -nyálka -adhezin molekulák -lektin (specifikus szénhidrátkötő) fehérjék -teichonsav
Virulencia faktorok
G-negatív baktérium sejtfal szerkezete LPS - lipopoliszacharid G- külső membrán peptidoglükán foszfolipid
Salmonella endotoxin szerkezete
A fertőzés lépései (folyt). 2. Kolonizáció (telepképzés): A megtapadt mikróba sejtek elszaporodnak a sejtek felületén. 3. Penetráció (áthatolás): A sejtek áttörve a szöveteket, a mélyebb rétegekbe hatolnak. 4. Invázió (lerohanás): A mikóba sejtek elszaporodnak a szövetekben, esetleg toxint is termelnek A penetrációt és az inváziót az ún. virulencia enzimek segítik.
Virulencia enzimek ENZIM NEVE AKTIVITÁSA HATÁSA koaguláz Fibrin aktiválása (fibrinogén fibrin) Baktériumsejt betokozódása (pl. Sta. aureus) sztreptokináz kollegenáz hialuronidáz lecitináz DN-áz (dezoxiribonukláz) Fibrin hidrolízise (sebzés helyén) Kötőszöveti kollagén hidrolízise Szöveti hialuronsav hidrolízise Membrán foszfolipidek hidrolízise DNS hidrolízise Áthatolás a vér- és nyirokrendszeren (pl. Str. pyogenes) Áthatolás a kötőszöveteken Áthatolás a szöveteken Sejtek lízise Sejtek elpusztítása
EXOTOXINOK ÉS ENDOTOXINOK ÖSSZEHASONLÍTÁSA EXOTOXIN protein hőérzékeny szolubilis vegyületek baktérium anyagcsere-termékek nagyon erős, specifikus toxinhatás ENDOTOXIN lipopoliszacharid hőstabil rosszul oldódó vegyületek sejtfal összetevők gyengébb, nem-specifikus toxinhatás Gram+ és G baktériumok termelik Gram baktériumok termelik
A LEGFONTOSABB BAKTÉRIUM- TOXINOK TULAJDONSÁGAI TOXIN TERMELŐ FAJOK HATÁS EXOTOXINOK botulizmus toxin Clostridium botulinum neurotoxin, izombénulás tetanusz toxin Cl. tetani neurotoxin, arcizmok kontrakciója diftéria toxin Corynebacter diphteriae proteinszintézis gátlása enterotoxinok Staphylococcus (aureus) hányás, hasmenés E. coli uaz (kolera toxin) Vibrio cholerae uaz eritrogén toxin Streptococcus (pyogenes) skarlát (láz, kiütések) pestis toxinok Yersinia pestis nekrózis, hemorrágia (bevérzések) Shigella citotoxin Shigella dysenteriae fehérjeszintézis gátlása ENDOTOXINOK pirogén toxinok Gram-negatív baktériumok hasmenés, láz, bélben (pl. Salmonella paratyphi) bevérzések, nekrózis
A szervezet védekezése a fertőzésekkel szemben Nem specifikus védekezés: A kórokozó típusától, fajától, törzsétől független rendszer. Pl. Bőr savas felszíne, lizozim a nyálban, könnyben, kompetitív veszélytelen mikroorganizmusok, bélben vitamin termelő E. coli, stb Specifikus védekezés: immunrendszer Működése: az emberi szervezetbe kerülő idegen anyagok (antigének) ellen az immunrendszer specifikus ellenanyagokat (immunglobulinokat) termel, amelyek az antigénhez kapcsolódva hatástalanítják azt.
Az immunrendszer komponensei Az antigének általában nagy, komplex polimer molekulák, amelyek legfontosabb tulajdonsága, hogy immunválaszt váltanak ki. Az antigének hatására ellenanyagok (antitestek, Ig) termelődnek, amelyek a vér globuláris frakciójához tartoznak. Az ellenanyagokat a melegvérű állatok és az ember B limfocitái termelik
Salmonella antigének Csilló- H antigén Sejtfal- O antigén Tok K antigén
Az ellenanyag (immunglobulin - Ig) szerkezete Nehéz (H) lánc Könnyű (L) lánc Antigénkötő hely
Antigén ellenanyag reakciók típusai Szerológia reakció Agglutináció Antigén sejtek Antitest (Ig) Agglutinin Precipitáció Sejtlízis Toxin-antitoxin reakció Oldott (kolloidális) makromolekulák sejtmembrán Extracelluláris toxin Precipitin Lizin Antitoxin