Pro vyhledávání v celé knize zadejte termín nebo frázi do níže uvedeného formuláře
Bordetella pertussis a černý kašel (strana 1)
(Tato kapitola má 3 strany)
© Kenneth Todar, PhD
Bordetella pertussis,původce černého kašle neboli pertuse. Barvení podle Grama. (CDC)
Bordetella pertussis
Kašel černý (pertussis) je způsoben bakterií Bordetellapertussis. B. pertussis je velmi malýGram-negativníaerobníkokokobacil, který se vyskytuje jednotlivě nebo ve dvojicích. Její metabolismus je respirační, nikdy ne fermentační, a taxonomicky je Bordetella v Bergey’sManual řazena mezi „Gramnegativní aerobní tyčinky a koky“.Bordetella není zařazena do žádné čeledi. Bakterie jsou nutričně náročné a obvykle se kultivují na bohatých médiích doplněných krví. Lze je však pěstovat i na syntetickém médiu, které obsahuje pufr, soli, zdroj energie v podobě aminokyselin a růstové faktory, jako je nikotinamid (na který jsou přísné požadavky). I na krevním agaru roste organismus pomalu a k vytvoření bodových kolonií potřebuje 3-6 dní.
Bordetella pertussis kolonizuje řasinky dýchacího epitelu savců (obrázek 1). Obecně se má za to, že B. pertussisneinvaduje do tkání, ale některé nedávné práce prokázaly, žebakterieinvaduje do alveolárních makrofágů. Bakterie je patogenem pro člověka amožná i pro vyšší primáty a není znám žádný jiný rezervoár. Černý kašel je relativně mírné onemocnění u dospělých, ale má významnou úmrtnost u kojenců. Až do zavedení očkování ve 30. letech 20. století byl černý kašel jedním z nejčastějších a nejzávažnějších onemocnění kojenců ve Spojených státech amerických.
Patogeneze
Onemocnění pertuse má dvě fáze. První stadium, kolonizace, je onemocnění horních cest dýchacích s horečkou, malátností a kašlem, jehož intenzita se zvyšuje přibližně po dobu 10 dnů. Během tohoto stádia lze organismus získat ve velkém množství z faryngeálních kultur a intenzitu a trvání onemocnění lze snížit antimikrobiální léčbou.Adherenční mechanismy B. pertussis zahrnují „filamentoushemagglutinin“ (FHA), což je struktura podobná fimbriím na povrchu bakterie, a na buňky vázaný pertusový toxin (PTx). Krátkodobé působení rozpustných toxinůhraje roli i při invazi ve fázi kolonizace.
Obrázek1. Kolonizace trachealepiteliálních buněk bakterií Bordetella pertussis
Druhé neboli toxemické stadium pertuse následuje po relativně nespecifických příznacích kolonizačního stadia. Začíná postupně prodlouženým a paroxysmálním kašlem, který často končí charakteristickým vdechovým záchvatem (whoop). Pro poslech charakteristického zvuku černého kašle klikněte na whoop.wav (whoop.wav je chráněn autorskými právy Dr. DougaJenkinsona, Nottingham, Anglie. www.whoopingcough.net). Během této druhé fáze se B. pertussis může zřídka uzdravit a antimikrobiální látky nemají na průběh onemocnění žádný vliv. jak je popsáno níže, tato fáze je zprostředkována řadou rozpustnýchtoxinů.
Kolonizace
Studie B. pertussis a jejích adhezinů se soustředily na kultivaci savčích buněk, které postrádají většinu vlastností řasinkových epiteliálních buněk. byly však vyvozeny některé obecné závěry. Dva nejdůležitějšíkolonizačnífaktory jsou vláknitý hemaglutinin (FHA) a pertusový toxin (PTx). Vláknitý hemaglutinin je velký (220 kDa) protein, který vytváří na povrchu buněk vláknité struktury. FHA se váže na galaktózové zbytky na sulfátovém glykolipidu zvaném sulfatid, který je velmi častý na povrchu řasinkových buněk. Mutace ve strukturním genu FHA snižují schopnost organismu kolonizovat a protilátky proti FHA poskytují ochranu před infekcí. Je však nepravděpodobné, že FHA je jediným adhezivem, které se podílí na kolonizaci. Strukturní gen pro FHA byl klonován a exprimován v E. coli, což zvyšuje možnost jeho produkce pro použití v komponentní vakcíně.
Jeden z toxinů B. pertussis, pertussis toxin (PTx), se také podílí na adherenci k tracheálnímu epitelu. Pertussistoxin je protein o velikosti 105 kDa složený ze šesti podjednotek: S1, S2, S3, (2)S4 aS5.Toxin je vylučován do extracelulární tekutiny i vázán na buňky.Některé složky toxinu vázaného na buňky (S2 a S3) fungují jako adheziny a zřejmě vážou bakterie na hostitelské buňky. S2 a S3 využívají různé receptory na hostitelských buňkách. S2 se specificky váže na glykolipid zvanýlaktosylceramid, který se nachází především na řasinkových epiteliálních buňkách. S3 se váže na glykoprotein, který se nachází hlavně na fagocytujících buňkách.
Podjednotka S1 pertusového toxinu je složka A s ADPribosylační aktivitou a předpokládá se, že funkce S2 a S3 se podílí na vazbě neporušeného (extracelulárního) toxinu na povrch cílové buňky. Protilátky proti složkám PTx zabraňují kolonizaci řasinkových buněk bakteriemi a poskytují účinnou ochranu před infekcí. Je tedy zřejmé, že pertusový toxin je důležitým faktorem virulence v počáteční kolonizační fázi infekce.
Protože podjednotka S3 pertusového toxinu je schopna se vázat na povrch fagocytů a protože se FHA naváže na integrin CR3 na povrchu fagocytů (receptor pro komplement C3b), spekuluje se, že se bakterie může přednostně vázat na fagocyty, aby usnadnila své vlastní pohlcení. Úloha této samoiniciované fagocytózy není jasná. bakterie přijaté touto abnormální cestou se mohou vyhnout stimulaci oxidačního výbuchu, který normálně doprovází fagocytární vychytávání bakteriálních buněk, které jsou opsonizovány protilátkami nebo komplementem C3b. Jakmile se bakterie dostanou dovnitř buněk, mohou využívat jiné toxiny (např. toxin adenylátcyklázy) k oslabení baktericidní aktivity fagocytů. V každém případě existuje určitý důkaz, že Bordetella pertussis může tento mechanismus využít k tomu, aby se dostala do fagocytů a přetrvávala v nich jako intracelulární parazit. Pokud je B.pertuss intracelulární parazit, vysvětlovalo by to, proč imunita proti pertusi lépe koreluje s přítomností specifických cytotoxických T-buněk než s přítomností protilátek proti bakteriálním produktům.
B. pertussis produkuje nejméně dva další typy adhezinů, dva typy fimbrií a nefimbriální povrchový protein zvaný pertaktin, ale jejich úloha v adherenci a patogenezi není přesně stanovena.
pokračování kapitoly
další strana
.