2. مکانیسم بیماریزایی عفونت های باکتریایی معصومه رحیمی

3. PATHOGENENVIRONMENT HOST DISEASE TRIAD Host-Parasite Interactions OTHER MICROBES Microbial Interactions

5. باکتری هایی که در بدن انسان وجود دارند و در حالت عادی بیماری زایی نمی کنند را فلورنرمال گویند. پوست و مخاط عمده ترین ارگان هایی هستند که روی آن ها فلورنرمال وجود دارد. در مواقعی فلورنرمال مفید هم می باشد. بعضی از ویتامین ها توسط فلورنرمال در بدن تولید می شوند. این ها برای بدست آوردن مواد غذایی با هم رقابت می کنند و مانع از رشد باکتری های بیماری زا می شوند. ولی در شرایطی مانند سرکوب سیستم ایمنی بیماری زایی می کنند. فلورنرمال:

7. برای اینکه یک باکتری را به عنوان بیماری عفونی بشناسیم باید چهار ویژگی را داشته باشد که این چهار ویژگی اصول کخ است: 1- بایستی میکروب را در رابطه با بیماری مشاهده کنیم. 2- باید بتوانیم از آن میکروب خاص، کشت خالص تهیه کنیم. 3- میکروبی را که از آن کشت خالص تهیه کردیم به یک حیوان حساس تزریق می کنیم و همان بیماری در همان حیوان حساس باید به وجود بیاید. 4- دوباره از آن حیوان حساس میکروبی که جدا می کنیم باید همان میکروب اولیه باشد که کشت خالص داده ایم.

8. میکرو ارگانیسم هایی که معیارهای فرضیه های کخ را نداشتند ولی بیماری ایجاد می کنند: 1- ترپونماپالیدوم عامل سفلیس 2- مایکو باکتریوم لپرا عامل جزام که این دو باکتری در محیط آزمایشگاهی رشد نمی کنند اما در مدل های حیوانی می توانند عفونت ایجاد نمایند. 3- نایسریاگنوره عامل سوزاک که در هیچ مدل حیوانی نمی تواند بیماری ایجاد کند ولی به راحتی در محیط آزمایشگاه کشت داده می شود و می تواند به طور تجربی در انسان ایجاد بسیاری کند.

9. حيوانات، ميزبان بسياري از ميكروارگانيسم ها هستند. اين ميكروارگانيزم ها به وسيله آلودگي خاك ، آب و يا از طريق خوردن گوشت و لبنيات آلوده به انسان منتقل مي شود و عامل بيماري هاي مشترك در بين انسان و حيوان هستند. ( مثل تب مالت، سياه زخم و بسياري از بيماري هاي ريكتزيايي و ويروسي )

10. منشا اين ارگانيزم هاي بيماريزا را كاركنان بيـمارستان ، بيماران بستـري و يا فلور نرمال تشكيـل ميدهد. اين بيماريزاها به ترتيب اهميت عبارتند از: استافيـلوكك اورئوس، اشرشيــا كــلي، پســودوموناس آئروژينوزا، اسينتو باكتر بوماني، كلبسيلا و... اين باكتري ها در هنگام عمل جراحي، تزريق مايعات داخل وريدي، سوندهاي ادراري و لوله هاي دستگاه احياي تنفسي در بدن بيماران بستري، شرايط سوختگي ها، ضعف سيستم ايمني بدن و... وارد بدن شده و ايجاد بيماري مي كنند. به ويژه بيماراني كه به علت تجويز آنتي بيوتيك ها، فلور طبيعي آنها تغيير كرده و يا به علت تجويز كورتون و داروهاي شيمي درماني، سيستم ايمني آنها ضعيف شده است، استعداد ابتلاي به عفونت هاي فرصت طلب بيمارستاني را دارند.

16. چسبندگی ( (attachment,adhesion,adherenc: فرآیندی که طی آن باکتریها به سطح سلول های میزبان متصل می شوند، چسبندگی یا اتصال یکی از مراحل اولیه و حائز اهمیت در فرآیند عفونت است. عفونت (Infection ): مرحله ای که عامل عفونی وارد بدن میزبان می شود و به نسج مناسب برای تکثیر خود دست می یابد و تکثیر پیدا می­کند. نکته: تکثیر باکتری هایی که جزء فلور طبیعی دستگاه گوارش، پوست، و.. هستند عفونت در نظر گرفته نمی شود. نکته: باکتری های بیماریزا ( مثل سالمونلا) حتی اگر فرد مبتلا فاقد علامت بالینی باشد به عنوان عفونت در نظر می شود و در این حالت آنرا عفونت تحت بالینی (Subclinical infection) می گویند در نتیجه انسان یا حیوانی که در این حالت است و قادر به مبتلا ساختن فرد یا حیوان دیگری است را حامل یا ناقل (carrier) می گویند.

17. باکتریمی (Bacteremia): باکتری در خون باشد و تکثیر نداشته باشد. سپتی سمی (Cepticemia) : باکتری در خون باشد و تکثیر پیدا کند. بیماریزایی (pathogenicity) : توانایی یک عامل عفونی در ایجاد بیماری را گویند. باکتری غیر بیماریزا (Noupathogen) : باکتری که باعث ایجاد بیماری نمی شود وممکن است بخشی از فلور طبیعی باشد. باکتری بیماریزا (pathogen) : باکتری که توانایی ایجاد بیماری دارد. (هم در فرد سالم و غير سالم)

18. باکتری بیماریزای فرصت طلب(opportunistic pathogen): باکتری که فقط زمانی می تواند باعث ایجاد بیماری شود که مقاومت میزبان دچار اختلال شده باشد مثل پسودوسوناس ائروژینوزا دربیماران دچار سوختگی ومبتلایان به سیستیک فیبروزیس ویرولانس (virulence): توانایی کمی یک عامل عفونی در ایجاد بیماری عوامل ویرولانس حتی اگر به مقادیر کمی وارد بدن میزبان شوند بیماری ایجاد می کنند. ویرولانس شامل: 1- توانایی تهاجم(Invasion) به بافت ها بدن. 2- سم زایی (Toxigenicity) می باشد. نکته : برای نشان دادن ویرولانس یک باکتری از واحدی به نام LD50 یا Lethal LD50 یا دوز کشنده استفاده می شود. LD50 نشان دهنده مقدار باکتری یا میزان سمی از باکتری است که قادر است 50 درصد حیوانات مورد آزمایش را در شرایط استاندارد از پای دراورد.

19. تهاجم (Invasion): فرایندی که طی آن میکروب ها وارد سلول های نسوج میزبان شده و در داخل بدن انتشار می یابند. نکته: معمولاً قدرت تهاجم بالا در باکتری هایی دیده می شود که کمترین قدرت تولید سم را دارند مانند يرسینیا پستیس عامل طاعون وکمترین قدرت تهاجم در باکتری هایی دیده می شود که بیشترین قدرت تولید سم رادارند مانند كورینه باکتریوم دیفتری عامل دیفتری تولید سم (toxigenicity): توانایی میکروارگانیسم در تولید سمی که بیماری ایجاد می کند. اگرسین: فرآورده های باکتریایی موثر علیه دفاع میزبانی را روی هم رفته اگرسین می نامند. باکتری ها مانند ساير میکروارگانیسم ها برای کلونیزه شدن درمحل و ایجاد عوارض بالینی در میزبان خود احتیاج به یکسری فاکتورهای بیماریزا یا ویرولانس دارد که به انها اشاره خواهد شد.

20. باکتری ها برای زندگی دربدن میزبان و یا آزاد یا ساپروفیتی تطابق یافته اند و در روند تطابق، عوامل بیماریزا بین 1- نیازها 2- محصولات متابولیک تعادل برقرار می کنند. پیام های محیطی اغلب بیان ( تجلی) ژن های بیماریزا را کنترل می کنند، پیام های محیطی شایع همراه با مثال عبارتند از: دما: بیان ژن های بیماریزا بوردتلا پرتوسیس دردمای 37 oc افزایش می یابدودرمحیط باغلظت بالای اسید نیکوتینیک یا سولفات منیزیوم ویا دمای پائین ، کاهش می یابد. عوامل ویرولانس ویبریوکلرا در دمای 30 oc نسبت به نسبت به 37 oc بیشتر است. Yops ( یاپ ها ) از عوامل ویرولانس يرسینیا در دمای 37 oc بیشتر از 25 oc می باشد يرسینیا انتروکولیتکا و لیستریا مونوسیتوژنز دردمای 25 oc متحرک و در دمای 37 oc غیر متحرک می باشند بنابراین علی رغم اینکه حرکت آنها بستگی به دمای محیط دارد، احتمالاً حرکت در بیماریزایی توسط این دو باکتری نقشی ندارد.

21. دسترسی به آهن: تولید سم کورینه باکتریوم دیفتری در محیط کشت دارای مقدار آهن، فوق العاده افزایش می یابد. مکانسیم کسب آهن Siderophores (سیدروفورها) : 1. Catecholes (کاتکول ها یا فنولات ): انتروباکتین 2. Hydroxamates: معمولا در قارچ ها: فری کروم نکته: ژن سم دیفتری باکتریوفاژهای معتدل حمل می شود و سم فقط توسط گونه هایی که با فاژ لیزوژن آلوده شده اند تولید می شود. اسمولالیته: در تنظیم عوامل ویرولانس ویبرویوکلرا نقش دارد. PH محیط: تولید سم ویبریوکلرا در PH=6 بیشتر از PH=8.5 می باشد.

22. یون های خاص مثل کلسیم: yops (یاپ ها) مجموعه ای از پروتئین ها کد شده توسط پلاسمید می باشند که از عوامل ویرولانس يرسینيا هستند و می توانند به عملکرد ضد فاگوسیتوز منجر شوند. یاپ ها در غیاب کلسیم ودر دمای 37 oc به مقدار حداکثر تولید می شوند. مرحله رشدی عوامل تغذیه ای: کلامیدیا پسی تاسی برای ایزولوسین درون سلولی با سلول میزبان رقابت دارد و کمبود این اسید آمینه مانع رشد آن می شود.

23. 1- چسبندگی: چسبیدن یا اتصال که گام اولیه در روند عفونت است با پیدایش میکروکلونی ومراحل بعدی دنبال می شود و تعامل بین باکتری و سطوح بافتی در روند اتصال پیچیده ای و باکتری ها دارای مولکول سطحی خاصی هستند که با سلولهای میزبان واکنش می دهند که نمونه ای از مثال ها شامل: سطح سطول و باکتری هر دو دارای بار منفی است و همدیگر را دفع می کنند اما خاصیت هیدروفولیک واجزاء اختصاصی باکتری ومیزبان براین مشکل غلبه کرده وباعث اتصال سلول و باکتری خواهد شد.

24. باکتریعامل چسبندگیگیرنده اشریشیاکلی گونه های سالمونلا گونه های کلبسیلا استرپتوکوکوس پیوژنز استرپتوکوکوس موتانس میکوپلاسما پنمونيه وبیریوکلرا گونه های کلامیدیا فیمبریه حساس به مانوز و فیمبریه مقاوم به مانوز فیمبریه حساس به مانوز اسید لیپوتیکوتیک اسید +Mpro گلوکان ساختارهای انتهایی اختصاصی سلول ( پروتئین ها ) p1 پیلی نوع VI لکتین سطح سلول D – مانوز D- مانوز فیبرونکتین سیالیک اسید فوکوز و مانوز N- استیل گلوکز آمین فیبرونکتین

25. فیمبریه های حساس به مانوز: ادهسین هایی که توسط D- مانوز متوقف می شوند. فیمبریه های مقاوم به مانوز: ادهسین هایی که توسط D- مانوز متوقف نمی شوند. در استرپتوکوکوس موتانس چسبندگی با تولید گلوکان برون سلولی غیرمحلول درآب در سطح سلول ارتباط دارد. این پلیمر بوسیله آنزیم گلوکوزیل ترانسفراز مترشحه از سلول از ساکارز ساخته شده و به دندان می چسبد. چسبندگی همچنین با آلودگی های ویروسی تغییر پیدا می کند، مثلاً سلولهای آلوده با ویروس آنفلونزا، پذیرنده های تازه ای پیدا می کنند که نسبت به استافیلوکوکوس ها گرایش پیدا می کند به همین دلیل در جریان بیماری ها ی تنفسی، تشکیل کلنی استافیلوکوک ها در اوروفارنکس فوق العاده افزایش پیدا می کند.

26. در بین باکتری ها متفاوت می باشد.مثلاً سالمونلا ازطریق اتصالات بین سلولهای اپيتلیوم و نایسریا گنوره وکلامیدیا تراکوماتيس و يرسینیا بطورمستقیم به سلولهای اپیتلیال حمله می کنند. شیگلا، یرسینیا انتروکولیتیکا و لیستریامونوستیوژنز از طریق پلی ریزاسیون رشته های اکتین به سلولهای مجاور حمله می کنند. در شیگلا سه پروتئین IpaB, IpaC, IpaD دخالت دارد و در لیستریا مونوسیتوژنز اینترنالین ها دو پروتئین هستند که در این روند نقش مهمی دارند.

27. روش هایی که بواسطه آن از مرگ فاگوسیتوزی می گریزند: روشمثال ممانعت از ممزوج شدن فاگولیزوزوم مقاومت به آنزیم های لیزوزومی سازش با تکثیر در سیتوپلاسم گونه های لژیونلا، مایکوباکتریوم توبرکلورنس، گونه های کلامیدیا سالمونلا تیفی موریوم، گونه های کوکسیلا و ارلیشیا، مایکوباکتریوم لپره ،گونه های لیشمانیا گونه های نایسریا، گونه های فرانسیسلا، گونه های ریکتزیا

28. نایسریا گنوره جهت تهاجم به سلولهای میزبان استفاده می کنند: 1. شرابه یا pili به عنوان مکانیسم اتصال اولیه 2. پروتئین های همراه با کدروت(Opacity Associated Protein (opa)) چرا گاهی پاسخ آنتی بادی میزبان نمی تواند باکتری را از بین ببرد؟؟؟ تغییر آنتی ژن سطحی آنتی ژن باکتریایی به اشتباه آ نتی ژن خودی تلقی شود پوشاندن باکتری به وسیله پروتئین میزبان

29. که شامل : 1- اگزوتوکسین نکته: بعضی از انواع اگزوتوکسین در ایجاد بیماری اسهالی و مسمومیت غذایی نقش دارند را انتروتوکسین می گویند. 2- اندوتوکسین یا لیپوپلی ساکارید باکتری های گرم منفی (LPS)

30. اندوتوکسین هااگزوتوکسین ها فقط در باکتری های گرم منفی یافت می شوند. هم توسط باکتری های گرم مثبت وگرم منفی ترشح می شوند. بخش اساسی دیواره سلولی باکتری های گرم منفی، پس از مرگ باکتری و گاهی در جریان رشد باکتری آزاد می شود. برای داشتن فعالیت بیولوژیک لازم نیست حتماً آزاد شود. توسط سلول زنده ترشح می شوند و در محیط کشت مایع غلظت بالا دارند. مجموعه لیپو پلی ساکارید و قسمت LipidA عامل سمیت آن است. پلی پپتید ( پروتئین ) با وزن مولکولی 10 هزار تا 900 هزار دالتون معمولاً پایدار، درحرارت بالای 60 oc به مدت چند ساعت سمیت خود را حفظ می کنند. نسبتاً ناپایدار، سمیت اغلب به سرعت در حرارت بالای 60 oc به سرعت از بین می رود. ایمونوژیک ضعیف، آنتی بادی ها، آنتی توکسیک و محافظت کننده هستند. ارتباط بین غلظت آنتی بادی و پیشگیری از بیماری کمتر از اگزوتوکسین هاست. بسیار آنتی ژنتیک هستند، تولید آنتی توکسین زیادی را تحریک می کنند، آنتی توکسین سم را خنثی می کند. به توکسوئید تبدیل نمی شوند. توسط فرمالین، اسید، حرارت و غیره به توکسوئید آنتی ژنتیک و غیر سمی تبدیل می شوند، توکسوئید برای ایمنی زایی بکار می رود ( مثل توکسوئید کزاز ) سمیت متوسط دارند، در مقادیر دهها و صدها میکروگرم حیوانات را می کشند. بسیار سمی، در مقادیر بسیار کم ( میکروگرم و حتی کمتر ) هم حیوانات را می کشند. گیرنده اختصاصی برای آنها روی سلول ها پیدا نشده است. معمولاً به گیرنده های اختصاصی روی سلول ها می چسبد. معمولاً با آزاد سازی اینترلوکین 1 و 6 و تومور نکروزینگ فاکتور آلفا واسطه های دیگر در میزبان ایجاد تب می کند. معمولا ً در میزبان تب ایجاد نمی کند. سنتز آنها مستقیماً توسط ژن های کروموزمی صورت می گیرد. معمولاً توسط ژن های خارج کروموزومی ( مثل پلاسمید ) کنترل می شوند.

31. بسیاری از اگزوتوکسین ها از دوجزء تشکیل یافته اند : جزء A نقش سمی جزء B سبب اتصال سموم به سلول میزبان و تسهیل ورود اگزوتوکسین سوپر آنتی ژن ها نیز گروه ویژه ای از سموم هستند که مولکول های شبه سمی می باشند این سموم سلول های Tرا از طریق اتصال به گیرنده سلول T و مولکول های MHCII روی سلول ها دیگر، بدون نیاز به آنتی ژن (Ag) فعال می سازند و این عملکرد موجب فعال شدن غیر اختصاصی سلول های T شده می تواند موجب بروز پاسخ های شبه اتوایمنی خطرآفرین در اثر برانگیختن مقادیر عظیمی از اینترلوکین ها مانند IL-2 IL-1 شوند. سوپر آنتی ژن شامل : 1. سم سندرم شوک سمی استافیلوکوکوس اورئوس 2. انترتوکسین های استافیلوکوکوس ( حداقل 6 نوع مشخص دارد ، اغلب استفراغ جهنده وکمتر اسهال ) 3. سم اریتروژن A ( اگزوتوکسین تب زای A) استرپتوکوکوس پایوژنز 4. سم اریتروژن C استرپتوکوک پایوژنز

34. نکته: مسمومیت غذایی استافیلوکوکی شایعترین مسمومیت غذایی است. وزن مولکولی: 1. 3000 تا5000 دالتون لیپوالگوساکارید LOS 2. تا چند میلیون دالتون لیپوپلی ساکارید LPS آنها را می توان توسط فنل وآب استخراج نمود، این ترکیبات سه ناحیه عمده دارند که شامل : 1. پلی ساکارید اختصاصی o که ایمنی اختصاصی می دهد و شاخص های اختصاصی ایجاد می کند ( خارجی ترین لایه دیواره سلولی ) 2. پلی ساکارید مرکزی (core) در همه باکتری های گرم منفی مشابه است. 3. لیپید A با KDO( 2- کتو 3- دئوکسی اکتونیک اسید ) که مسئول سمیت اولیه است. لیپید به پپتیدوگلیکان (PG) وصل است.

35. این اثرات صرف نظر از باکتری های مولد آنها مشابه است البته به جزء د رمورد LPS باکتروئید ها که ساختار متفاوتی دارند و کمتر سمی هستند بنابراین سمیت ناشی از اندوتوکسین شامل: 1. تب با رها سازی TNF, IL-6, IL-1 2. لكوپنی و متعاقباً لكوسیتوز 3. فعال سازی کمپلمان 4. ترمبوسایتوپنی 5. انعقاد داخل عروقی منتشره (Disseminated Intravascular Coagulation = DIC) با فعال سازی فاکتورهاگمن 6. کاهش جریان خون ( هیپوتانسیون ) 7. هیپوگلایسمی 8. شوک و مرگ

36. 4- آنزیم ها: 1. هیالورونیداز 2. پروتئاز 3. نوکلئاز 4. لیپاز 5. کلاژناز 6. آنزیم متلاشی کننده فیبرین 7. کواگولاز 8. لکوسیدین: باعث همولیز گلبول های سفید می شود. 9. آنزیم کیناز: باعث انتشار عفونت می شود. 10. همولیزین ها: الف) بتا: باعث لیز کامل گلبول های قرمز می شود. اطراف کلنی باکتری شفاف و بی رنگ است. ب) آلفا: باعث لیز ناقص گلبول های قرمز می شود. اطراف کلنی باکتری ها سبز رنگ می شود. آنزیم هیالورونیداز: باعث انتشار عفونت می شود. اسید هیالورونیک میان بافتی را تجزیه می کند. اسید هیالورونیک یکی از مواد عمده ی تشکیل دهنده ی فضای میان بافتی است که تجزیه اش باعث انتشارعفونت می شود.

37. IgA پروتئاز های باکتری هایی که در سطوح مخاطی مستقر شوند باید مشکل به دام افتادن در لایه مخاطی را حل کرده باشند، که آنها با داشتن آنزیم پروتئاز IgA بر این مسئله فائق می آیند. نیسریا گونوره نیسریا مننژیتیدس هموفیلوس آنفلونزا استرپتوکوک پنومونیه

38. نقش بیوفیلم های باکتریایی بیوفیلم (Biofilm) تجمعی از باکتری های متعامل است که به یک سطح سفت یا به همدیگر چسبیده اند و بوسیله یک ماتریکس اگزوپلی ساکاریدی احاطه شده اند. بیوفیلم ها یک پوشش لجن مانند روی سطوح سفت می سازند و در سرتاسر طبیعت وجو دارند. ممکن است فقط یک گونه منفرد و یا بیشتر از یک گونه باکتری (گاهی قارچ ها و مخمرها) در ساخت بیوفیلم دخالت دارند. در عفونت های انسانی، بیوفیلم ها مهم هستند زیرا پایدار بوده و درمان آنها مشکل است. مثال بیوفیلم: عفونت های استافیلوکوک اپیدرمیس و استافیلوکوک اورئوس روی کاتتر، عفونت چشمی در لنزهای تماسی و داخل چشمی عفونت راه های هوایی توسط پسودوموناس آئروژینوزا در بیماران مبتلا به سیستیک فیبروزیس

39. گام نخست در تشکیل بیوفیلم، کلونیزاسیون (Colonization) روی یک سطح است. باکتری ها از تاژک و یا مژه برای حرکت و نزدیک شدن به یکدیگر و ایجاد یک توده استفاده کنند، در حالی که برخی به کمک تقسیم سلولی فرایند تشکیل کلونیزاسیون را آغاز می کنند. باکتری ها به طور مداوم مقادیر اندکی از مولکول هایی به نام پیام های quorum-sensing ترشح می کنند، مانند پیام های اسیل هوموسرین لاکتون.

40. با افزایش تعداد باکتری، غلظت این پیام ها نیز افزایش می یابد و نهایتا باکتری با تغییر فعالیت ژن ها، رفتار خود را تغییر می دهند: پلی ساکارید خارج سلولی می سازند (پسودوموناس آئروژینوزا، آلژینات تولید می کند). ژن هایی فعال شوند که روی مسیر متابولیک و تولید عوامل ویرولانس اثر می گذارند. باکتری های واقع در قعر ماتریکس، متابولیسم خود را کاهش می دهند. باکتری های واقع در ماتریکس اگزوپلی ساکاریدی ممکن است از مکانیسم های ایمنی میزبان در امان باشند. ماتریکس، مانعی در برابر انتشار برخی داروهای ضد میکروبی است. برخی از باکتری های واقع در بیوفیلم، مقاومت چشمگیری در برابر داروهای ضد میکروبی دارند که به مراتب بالاتر از حالت زندگی آزاد در محیط یا آبگوشت دارند. به همین دلیل شاید درمان عفونت های مرتبط با بیوفیلم دشوار است.

41. Nosocomial infection فرق اگزوتوكسين و اندوتوكسين برخي آنزيم به عنوان فاكتورهاي بيماريزا روش هایی که بواسطه آن از مرگ فاگوسیتوزی سوپر آنتي ژن تنظيم عوامل ويرولانس Biofilm با اميد موفقيت روز افزون شما