BACTERII ANAEROBE
Caracterele generale şi reprezentanţi
Bacteriile anaerobe încadrează un număr foarte mare şi variat de bacterii care se dezvoltă la tensiune scăzută de oxigen, iar pentru altele oxigenul este toxic. Unele bacterii anaerobe sunt aerotolerante, dezvoltându-se la concentraţii scăzute de oxigen, şi fac parte din grupul bacteriilor anaerobe aerotolerante, endogene, nesporulate. O parte importantă dintre bacteriile anaerobe se încadrează în categoria bacteriilor comensale (făcând parte din microbiocenozele cavităţii bucale, colonului şi cavităţii vaginale) fiind condiţionat patogene Alte bacterii anaerobe au un potenţial crescut de patogenitate şi pot dezvolta infecţii cu evoluţie gravă, când pătrund şi se înmulţesc în organismul uman
Caracterele generale şi reprezentanţi
După caracterele biologice, origine şi caractere de virulenţă, bacteriile anaerobe care determină infecţii la om, se împart în două mari categorii: anaerobi sporulaţi, făcând parte din flora exogenă de origine telurică (fiind prezente sub formă de spori, în pământ) şi reprezentate de bacteriile din genul Clostridium, aneobi nesporulaţi, bacterii componente ale florei endogene, comensale, cunoscute sub denumirea de „flora Veillon”şi reprezentate de mai multe genuri bacteriene, cu grade diferite de virulenţă.
Bacterii strict anaerobe: bacterii care nu pot supravietui in presenta unor concentratii mari de oxigen. In cursul metabolismului, bacteriile pot produce in prezenta oxigenului compusi toxici de metabolism, de ex. radicali liberi de tipul superoxidului sau peroxidul de hidrogen. Bacteriile strict anaerobe nu poseda anumite enzime ( de ex. catalaza sau superoxid dismutaza) care indeparteaza acesti compusi toxici.
Bacteriile strict anaerobe nu se pot dezvolta in tesuturi sanatoase datorita continutului mare de oxigen de la acest nivel. Cand apar lezari ale tesuturilor cu limitarea circulatiei sangvine si a aportului de oxigen, se creaza conditii pentru multiplicarea oportunista a anaerobilor stricti. Deseori, aceeasi zona poate sa fie infectata de mai multe specii de bacterii anaerobe. Infectia simultana cu o bacterie facultativ anaeroba favorizeaza dezvoltarea bacteriilor strict anerobe.
Majoritatea anaerobilor din flora normala sunt nesporulati, si deseori infectiile cu anaerobi pornesc din aceste surse endogene. Dar contaminarea plagilor se poate face si cu bacterii anaerobe sporulate (clostridii), care au ca habitat mediul extern (solul) Anaerobii nesporulati rareori produc exotoxine, spre deosebire de anaerobii sporulati.
Condiţii în care are loc multiplicarea anaerobilor în organismul uman
Multiplicarea anerobilor în organismul uman are loc în toate situaţiile în care are loc diminuarea oxigenului în ţesuturi, ca de exemplu: în cazul scăderii potenţialului oxido-reducător în ţesuturile patologice: necroză, hematoame, scleroză; în supuraţii închise din proximitatea mucoaselor (bronhopulmonară, bucală, anală, genitală); în cazul administrării injecţiilor intramusculare profunde, cu soluţii ischemiante (exemplu: vitamine din complexul B); în intervenţii chirurgicale sau în traumatismele din: sfera buco-dentară, tubul digestiv sau căile genitale feminine
Reprezentanţi Anaerobi sporulaţi genul Clostridium, cu mai multe specii, dintre care cele mai importante sunt:
Clostridium tetani Clostridium botulinum Clostridiile gangrenei gazoase: cu mai multe specii, dintre care:
– Clostridium perfringens – Clostridium septicum – Clostridium oedematiens
Clostridium difficile
Reprezentanţi Anaerobi nesporulaţi sau flora Veillon, care încadrează un număr foarte mare de genuri şi specii bacteriene, care fac parte din fora endogenă, comensală a – tegumentului, – cavităţii bucale, – colonului şi – cavităţii vaginale.
Reprezentanţi, Anaerobi nesporulaţi
În acest grup au fost incluse genuri bacteriene reprezentative sub formă de coci, bacili, atât Gram-pozitive cât şi Gram-negative. Coci gram-pozitivi cuprind genurile: – Peptococcus şi – Peptostreptococcus,
Coci gram-negativi cu genul – Veillonella,
Bacili Gram-pozitivi cuprind genurile: – Actinomyces, – Eubacterium şi – Propionibacterium,
Bacili Gram-negativi cu un număr mare de genuri şi specii, dintre care mai frecvent întâlnite în patologia umană sunt genurile: – – – – – –
Prevotella, Porphyromonas, Bacteroides, Fusobacterium, Eikenella şi specia Actinobacillus actinomycetemcomitans
ANAEROBI SPORULATI
GENUL CLOSTRIDIUM
Caractere comune
sunt bacili Gram-pozitivi sporulaţi, strict anaerobi cu spori termorezistenţi, cu rezistenţă crescută la condiţiile de mediu extern şi la dezinfectanţi (cu exigenţe deosebite în procesul de serilizare); au patogenitate specifică determinată de toxine proteice, care pot fi transformate în anatoxine (vaccinuri); transmiterea infecţiei produsă de aceste bacterii anaerobe sporulate este exogenă (prin instrumente sau obiecte contaminate cu spori de origine telurică).
REPREZENTANTI
Clostridium tetani – agentul etiologic al tetanosului, Clostridium botulinum – care determină botulinismul (o
toxiinfecţie alimentară gravă), Clostridiile gangrenei gazoase: cu mai multe specii, dintre care Clostridium perfringens (prezentă întotdeauna într-o infecţie determinată de aceste bacterii), Clostridium septicum, Clostridium oedematiens, etc, care determină gangrena gazoasă sau sindromul gangrenos (miozita clostridiană, celulita clostridiană), sindromul gangrenos posttraumatic, postoperator sau postabortiv, cu bacteriemie şi septicemie; Clostridium difficile, care provoacă diaree şi colite pseudomembranoase, asociate cu un tratament prelungit cu antibiotice.
Clostridium tetani
HABITAT
Clostridium tetani este prezent, în mod natural, în colonul animalelor (mai rar al omului), de unde este eliminat împreună cu materiile fecale, în mediul extern, transformându-se în spori rezistenţi la temperatură ridicată şi alte condiţii de mediu.
Clostridium tetani coloratie Gram
Sporul terminal confera bacteriei aspecul de “bat de tobosar” sau de ”racheta de tenis”
Patogeneza
Sporii de Clostridium tetani pot ajunge în organismul uman prin intermediul plăgilor traumatice, ulcerelor varicoase, plăgilor ombilicale etc, unde pot găsi condiţii de anaerobioză şi se transformă în forme vegetative, care se înmulţesc masiv şi eliberează toxina tetanică.
Patogeneza
Toxina tetanică este o exotoxină (proteică), care se poate transforma, în laborator, în anatoxină şi se poate utiliza ca vaccin antitetanic, deoarece determină formare de anticorpi specifici, capabili să neutralizeze toxina antitetanică (fiind astfel utili în seroterapie).
Mecanismul de acţiune al toxinei tetanice
Toxina tetanică este eliberată de către Clostridium tetani, în timpul multiplicării acesteia în ţesuturile profunde lezate (exemplu: musculatura striată), în condiţii de anaerobioză. Toxina ajunge la nivelul plăcii neuromusculare, unde pătrunde în filetul nervos prin endocitoză şi este transportată, nemodificată, retroaxonal, până la sinapsa neuromotorie din coarnele anterioare medulare, unde blochează eliberarea mediatorilor inhibitori ai contracţiei musculare (de exemplu, glicina) determinând fenomenele clinice caracteristice tetanosului.
Mecanismul de actiune al toxinei tetanice
Manifestari clinice
Se caracterizează prin spasme musculare violente, generalizate sau localizate. Primele semne sunt: – trismusul (contracţie dureroasă a muşchilor maseteri), cu apariţia fenomenului de „risus sardonicus” (râs sardonic); – anxietate, – transpiratii – contracţii generalizate, dureroase, permanente, paroxistice (provocate de stimuli externi), – aritmii cardice şi afectări ale sistemului nervos central.
Contracţiile cele mai puternice pot fi cele ale muşchilor cefei şi spatelui, cu realizarea poziţiei de „opistotonus”. Complicatiile includ fracturi, hematoame intramusculare, rupturi musculare, afectari pulmonare, renale, cardiace Moartea pacientului se poate produce prinspasme ale laringelui.
Risus Sardonicus la un caz de tetanos
Opisthotonos in Tetanus Patient
Manifestari clinice
Perioada de incubatie variaza de la cateva zile la cateva saptamani in functie de inocul si de locul de patrundere al bacteriei Tipuri de infectie: – – – –
Tetanos generalizat Tetanos cefalic Tetanos localizat (tetanosul plagilor) Tetanosul nou-nascutului
Profilaxie
aseptizarea plăgilor şi curăţirea acestora; vaccinarea antitetanică cu anatoxină; seroterapia antitetanică (imunizarea pasivă prin administrare de ser imun, care conţine anticorpi antitoxină tetanică, neutralizanţi),
Clostridium botulinum
Patogeneza
Este agentul etiologic al botulismului, o intoxicaţie datorată ingestiei de toxină botulinică eliberată de bacilul botulinic în alimentele contaminate conservate (în care s-a realizat condiţii de anaerobioză), ca de ex: – peşte conservat, – cârnaţi (denumirea de botulism provine de la franţuzeascul „botulum”=cârnaţi), – conserve de diferite vegetale contaminate cu spori de Clostridium botulinum proveniţi din sol, vegetale, fructe, legume, etc..
Patogeneza
Odată ajunşi în conserve sau mezeluri, sporii se transformă în forme vegetative şi eliberează, în alimente, şapte tipuri de toxină antigenică, specifică de tip. Tipurile A, B şi E sunt mai frecvent implicate în producerea infecţiei
Patogeneza
Toxina botulinică ingerată se absoarbe la nivel intestinal, în limfaticele intestinale, apoi în sânge şi astfel se răspândeşte la nivel periferic în sinapsele neuromusculare, colinergice, în joncţiunea neuromusculară (la nivelul plăcii motorii) La acest nivel, inhibă eliberarea acetilcolinei şi determină pareze sau paralizii.
Mecanismul de actiune al toxinei botulinice
Manifestari clinice
După ingerarea alimentului contaminat intoxicaţia botulinică se manifestă de obicei după o perioadă scurtă de incubaţie (24-36 de ore), extrem de rar la 5 ore până la 8 zile, urmată de o perioadă de invazie, cu: – – – – – –
semne digestive nespecifice: (vomismente), apoi instalarea paraliziei: oculare (diplopia), disfagia dureroasă, tulburări de deglutiţie, colici vezicale, afectarea musculaturii scheletice (exemplu: a membrelor inferioare) cu apariţia fenomenului de paralizie flască.
Manifestari clinice
Tipuri de botulism: – Toxiinfectia alimentara – Botulismul copiilor – Botulismul plagilor (foarte rar)
Evoluţia bolii poate fi spre deces, în proporţie diferită, în funcţie de serotipul de Clostridium botulinum şi de zona geografică, sau poate fi o evoluţie favorabilă cu intrare în convalescenţă şi revenirea la normal, cu străbaterea inversă a fazelor descrise maisus.
Clostridium perfringens si Clostridiile gangrenei gazoase
Mai multe specii din genul Clostridium sunt capabile să producă gangrena gazoasă, dar, întotdeauna, este implicată şi Clostridium perfringens, considerată un prototip al grupului şi deteminând, alături de alte specii
(Clostridium septicum, Clostrdium oedematiens, etc), necroza ţesuturilor, cu producerea importantă de gaz.
Habitat
Acest grup de clostridii sunt bacili mari, Gram-pozitivi, prezenţi în colonul animalelor sau omului, ca bacterii comensale, care odată eliminaţi, în mediul extern, formează spori prezenţi în pământ sau apă.
Micro & Macroscopic C. perfringens Bacili gram pozitivi
zona dubla de hemoliza
Factori de virulenţă
Potenţailul patogenetic al acestor clostridii este determinat de enzime şi numeroase – toxine (alpha, beta, gamma, epsilon, theta, delta, kappa şi lambda toxine), la care se adaugă – O neuraminidază şi – o exotoxină (capabilă să determine intoxicaţii alimentare).
Alpha toxina produsă de Clostridium perfringens este o hemolizină şi o toxină cu rol în distrucţia tisulară masivă, având şi toxicitate hepatică. Alte toxine, produc, mai ales, o creştere a permeabilităţii capilare cu producerea edemului.
Patogeneza
Clostridium perfringens este o bacterie
ubicuitară (foarte răspândită în natură). Alături de alte clostridii ale gangrenei gazoase, aceasta poate pătrunde – în plăgi traumatice (infecţii exogene), sau – prin contaminare chirurgicală (din flora exogenă), – avort septic, etc; – prin injecţii cu substanţe ischemiante
Patogeneza
Pentru producerea gangrenei, însă, sunt necesare condiţii de anerobioză pentru multiplicarea clostridiilor şi eliberarea de enzime şi toxine, care – vor degrada ţesuturile (cu putrefacţie) sau – vor determina toxemia.
Forme clinice
Cea mai frecventă este gangrena gazoasă (mionecroza), cu evoluţie rapidă spre afectarea musculaturii pe arii extinse, şoc toxic, blocaj renal şi deces, în câteva zile. Macroscopic, ţesutul muscular este devitalizat, necrotic, cu prezenţă de gaz. Alte forme clinice: – celulite, – fasceite şi – alte localizări tisulare clostridiene, care se pot dezvolta datorită colonizării tegumentului şi producerii de supuraţii cu gaz
Celulita
Profilaxie
aseptizarea sistematică şi curăţirea plăgilor care au venit în contact cu pământul sau obiecte murdărite cu pământ; măsuri profilactice foarte atente în intervenţiile chirurgicale pe abdomen sau pelvis, ca şi în alte intervenţii chirurgicale; sterilizarea corectă a instrumentarului medical şi aseptizarea tegumentuluiîn cazul administrarii de injecţii intramusculare, cu evitarea producerii hematoamelor
Anaerobi nesporulaţi (flora Veillon)
Bacteriile din flora Veillon reprezintă un grup complex şi foarte diferit de bacterii anaerobe, aerotolerante, microaerofile, care fac parte din microbiocenozele corpului uman şi sunt condiţionat patogene. Taxonomia acestora este neclară şi pot fi repartizate în genuri şi grupuri reprezentative, după caracterele biologice şi patologice. După caracterul de coloraţie, pot fi grupate în patru mari categorii: – – – –
coci gram-pozitivi, coci gram-negativi, bacili gram-pozitivi şi bacili gram-negativi:
Coci gram-pozitivi anaerobi
genul Peptococcus, cuprinde coci gram-pozitivi aşezaţi în grămezi, asemănător stafilococilor; genul Peptostreptococcus, include coci gram-pozitivi aşezaţi în lanţuri, mai scurte sau mai lungi, asemănător streptococilor aerobi. Ambele genuri fac parte din flora normală – – – –
a pielii, cavităţii bucale, intestinale şi a celei vaginale,
– – – –
chisturi dermoide, hidrosadenite, ulcere ischiemice sau infecţii necrotice (în asociaţie cuanaerobii din genul Bacteroides), mai ales la persoane cu rezistenţă scăzută lainfecţii sau la cele cu imunodeficienţe
In anumite condiţii, pot determina
Peptostreptococcus
Coci gram-negativi anaerobi
Au ca reprezentant genul Veillonella, replica anaerobă a Neisseriilor, deoarece sunt bacterii aşezate în diplo sau în grămezi mici. Fac parte din flora normală a – cavităţii bucale, – căilor respiratorii superioare – a căilor genitale,
Pot fi implicate în producerea infecţiilor – parodontale, – a ţesuturilor moi, – în infecţii pulmonare sau pleurale, etc.
Veillonella
Bacili gram-pozitivi anaerobi,
Reprezentaţi de trei genuri principale: – Actinomyces, – Eubacterium şi – Propionibacterium,
Intră în mod normal în microbiocenoza – cavităţii bucale, – tractului genital, – colonului şi tegumentului,
Pot determina infecţii, dintre care unele cu evoluţie gravă, între acestea:
– actinomicoza (cervico-facială, pleuro-pulmonară, intraabdominală şi cea pelviană) dar şi – abcesele (cerebrale, hepatice, pulmonare, etc) alături de participarea acestor anaerobi la – producerea bolii parodontale. – În plus Propionibacterium acnes este implicat în producerea şi întreţinerea acneei juvenile.
Actinomyces israelii
Propionibacterium
Bacili gram-negativi anaerobi.
Această categorie de anerobi nesporulaţi reprezintă cea mai importantă componentă anaerobă a cavităţilor umane, fiind implicate în mai mult de jumătate din patologia infecţioasă cu anaerobi. Morfologic, se caracterizează printr-un polimorfism accentuat, putându-se prezenta ca bacili mici sau mari, cu capete bifurcate sau pot exista forme filamentoase. Aşezarea este de asemenea, foarte variată.
În acest grup au fost încadrate mai multe genuri şi specii de anaerobi, dintre care mai bine cunoscute sunt genurile: – – – – –
Bacteroides, Prevotella, Porphyromonas, Fusobacterium, Eikenella, etc.
Genul Bacteroides, prezent în număr mare în flora normală, comensală a colonului, dar, uneori, bacteriile din acest gen pot cauza infecţii de tipul: – colitelor ulcerative, iar când ajung în alte arii anatomice decât cea normală, pot determina – abcese (pulmonare, hepatice, etc), – septicemie.
Bacteroides fragilis
Genul Prevotella, încadrează cocobacili gramnegativi şi bacili gramnegativi polimorfi, iar speciile reprezentative ale acestui gen sunt: – Prevotella intermedia şi – Prevotella melaninogenica, care, alături de alte specii, pot determina
infecţii ale tractului respirator superior, ale tractului genital feminin, iar în asociaţie cu alte specii anaerobe nesporulate, abcese hepatice, pulmonare, empieme, infecţii pelvice şi abcese tubo-ovariene.
Genul Porphyromonas, cuprinde bacili gramnegativi anaerobi, aerotoleranţi sau microaerofili, fac parte din flora normală a – cavităţii orale sau – a altor cavităţi,
pot fi implicaţi în producerea unor infecţii – gingivale, – periapicale sau – parodontale.
De asemenea, aceste bacterii au fost izolate în cadrul unor infecţii – – – –
genitale, perianale, axilare sau cerebrale
Genul Fusobacterium,
bacili gram-negativi polimorfi, prezenţi în flora normală a cavităţii bucale şi colonului, dar pot determina frecvent infecţii în asociaţie cu alte specii anaerobe nesporulate. Astfel, una din speciile reprezentative ale acestui gen, Fusobacterium necrophorum a fost identificată ca agent etiologic, alături de Porphyromonas şi Bacteroides fragilis, în infecţii pleuropulmonare cu anaerobi. Alte specii din genul Fusobacterium, în asociaţie cu cele din genurile Actinomyces şi Prevotella au determinat infecţii bucodentare Se ştie azi că boala parodontală, de exemplu, este o infecţie bacteriană mixtă, determinată de cel puţin 10 specii de bacterii anaerobe nesporulate
Fusobacterium.nucleatum
Alte infecţii în care pot fi implicate asociaţii de anaerobi nesporulaţi sunt: • infecţiile abdominale cu: Bacteroides fragilis, Prevotella spp, care pot fi implicate în determinarea complicaţiilor postchirurgicale pe abdomen sau pot produce abcese periapendiculare, subdiafragmatice ori hepatice, • infecţii pleuropulmonare, predominant cu Fusobacterium necrophorum, Bacteroides fragilis şi Porphyromonas spp, • infecţii osoase, cu asociaţii între: Bacteroides spp, Prevotella spp şi Peptostreptococcus spp.
