Pseudomonas aeruginosa (Pseudomonas aeruginosa) forårsaker en rekke purulente inflammatoriske prosesser, inkludert generaliserte former. Flertallet av Pseudomonas aeruginosa-infeksjoner er av nosokomial opprinnelse. Det er isolert hos hver tredje innlagte pasient. De spesielle egenskapene til bakterien og særegenhetene ved dens interaksjon med menneskekroppen skaper objektive vanskeligheter i kampen mot infeksjon. Situasjonen er komplisert av den økende trusselen om antibiotikaresistens.
Pseudomonas aeruginosa har stor tilpasningsevne. De er i stand til å reprodusere under forhold med fullstendig fravær av organiske stoffer, utvikle seg selv i destillert vann, og mister ikke levedyktigheten i en rekke desinfiserende løsninger. Bakterier infiserer ofte såroverflater etter forbrenning, rifter, kutt osv. De infiserer aldri sunt vev. Infeksjon kan utvikle seg i urinveiene når katetre settes inn. Øyeskader oppstår på grunn av skader og kirurgiske inngrep.Pseudomonas aeruginosa-infeksjon er ofte registrert med betennelse i mellomøret. Det påvirker lunger og hjerteklaffer, hjernehinner og ledd, mage-tarmkanalen og negler. Når bakterier kommer inn i blodet, utvikles bakteriell sepsis.
Ris. 1. Pseudomonas aeruginosa. Foto fra et elektronmikroskop. Datamaskin fargelegging.
Hvordan overføres Pseudomonas aeruginosa? Epidemiologi av sykdommen
Slekten Pseudomonas inkluderer rundt 140 underarter av bakterier. Mikroorganismer forårsaker utvikling av livstruende og vanskelig å behandle pseudomonas-infeksjoner. For sin vitale aktivitet bruker bakterier nesten alle naturlige organiske forbindelser.
Sykdommen forekommer hele året. Små barn og eldre rammes oftere, og det registreres et høyt smittenivå på sykehus, inkludert avdelinger for nyfødte.
Utbredelse
Pseudomonas aeruginosa er utbredt i naturen. De lever i jord, planter og vann, hos dyr, insekter, mennesker og fugler.
Flytende medium
Bakterier foretrekker steder med høy luftfuktighet - klimaanlegg, vasker, åndedrettsvern, luftfuktere, fuktighetssamlere. De finnes i 90 % av avløpsvannprøvene, koloniserer overflaten av bassengfliser og kommer inn i sømmene, og danner en beskyttende biofilm som er dårlig påvirket av desinfiserende løsninger. I vann ved en temperatur på 37 ° C forblir bakterier levedyktige i et år, overlever i antiseptiske løsninger som brukes i medisinske institusjoner, i væske beregnet på oppbevaring av kontaktlinser.
Medisinske institusjoner
Pseudomonas aeruginosa er utbredt på sykehus.De er de viktigste årsakene til nosokomiale infeksjoner. Opptil 30 % av innlagte pasienter blir smittet. Smitten overføres gjennom mat og vann, gjennom vasker, toaletter, kranhåndtak, hender på medisinsk personell, felles håndklær, sengetøy, medisinske løsninger og salver, samt gjennom medisinsk utstyr og instrumenter.
Menneskelig
Pseudomonas aeruginosa er en opportunistisk mikroorganisme. Det er en del av den normale menneskelige mikrofloraen. Det kan finnes på huden på ørene (2%), armhulene og lysken, på slimhinnene i nesen (3%), svelget (7%) og mage-tarmkanalen (opptil 24%). Et sterkt immunsystem hemmer utviklingen av infeksjon.
Ris. 2. Pseudomonas-infeksjon. Skade på neglen (bilde til venstre), ytre øre og mellomøre.
Kilde, mekanisme og faktorer for overføring av infeksjon
Reservoar og kilde Pseudomonas-infeksjon rammer mennesker (pasient eller bærer) og dyr. Det er mulig at kilden til Pseudomonas aeruginosa kan være miljøet.
Mekanisme for overføring av infeksjon kontakt, luftbåren og matbåren. De farligste er personer med skadet hud (åpne purulente sår av ulik opprinnelse) og pasienter med lungebetennelse.
Til overføringsfaktorer Pseudomonas-infeksjon hjemme inkluderer infiserte husholdningsartikler, kremer, løsninger, håndklær for ansikt og kjønnsorganer, barberkoster, etc.
Faktorer for overføring av Pseudomonas aeruginosa-infeksjon i medisinske institusjoner inkluderer instrumenter, medisinsk utstyr, enheter, desinfiserende løsninger, medisinske salver, øyedråper, pasientbehandlingsartikler og hendene til medisinsk og servicepersonell.
Ris. 3. Skade på hornhinnen på grunn av Pseudomonas aeruginosa-infeksjon. Hornhinnesår.
Risikogrupper
Risikogruppen for pseudomonasinfeksjon inkluderer personer med svekket immunforsvar – pasienter med kroniske infeksjonssykdommer, cystisk fibrose, nyfødte, små barn og eldre,
Det er høy risiko for å utvikle Pseudomonas aeruginosa-infeksjon hos pasienter med åpne purulente sår (forbrenninger, kutt, rifter).
Risikogruppen inkluderer pasienter med permanent kateter, de på mekanisk ventilasjon mv.
Pseudomonas aeruginosa tilhører familien Pseudomonadaceae, slekten Pseudomonas, som inkluderer en rekke arter (mer enn 20) av patogener, hvorav tre er patogene for mennesker:
Arten Pseudomonas aeruginosa forårsaker en rekke purulente inflammatoriske prosesser.
Arten Pseudomonas mallei er årsak til kjertler.
Arten Pseudomonas pseudomallei forårsaker melioidose.
Bakterier av denne slekten er gram-negative staver, strenge aerober, danner ikke sporer og krever ikke næringsmedier.
Pseudomonas aeruginosa ble oppdaget i 1862 av A. Lücke. Forskeren la merke til den karakteristiske blågrønne fargen på bandasjematerialet. I 1872 isolerte P. Gessard en ren kultur av patogenet og studerte dets egenskaper. I 1897 ble det første utbruddet av nosokomial (sykehus) infeksjon registrert, årsaken til dette var Pseudomonas aeruginosa. I 1899 påpekte S. N. Serkovsky forekomsten av en bakteriell sykdom hos utmattede pasienter og barn - mennesker med svekket immunforsvar. I dag er Pseudomonas aeruginosa en av de viktigste årsakene til lokale og systemiske purulente inflammatoriske prosesser, spesielt i sykehusmiljøer.
Bakteriene er stavformede, rette eller svakt buede, avrundede ender, har 1 eller 2 polare flageller og pili (microvilli), 1 - 5 µm i lengde og 0,5 - 1,0 µm i bredde, bevegelige i innfødte preparater, danner ikke sporer , Skallet er kapsellignende.
Ris. 6. Gram-negative bakterier Pseudomonas aeruginosa i utstryk av renkulturer under mikroskop er lokalisert enkeltvis, i par eller i form av korte kjeder. Ved å være lokalisert i cytoplasmaet kan fagocytter bli deformert.
Biologiske egenskaper av patogenet
Slimdannelse
Bakterier syntetiserer et ekstracellulært stivelseslignende stoff - slim. Mer virulente stammer syntetiserer økte mengder av det. Slim dekker mikrobielle celler med et tynt lag. Det gir kolonier og buljongkulturer viskositet. I flytende medier danner slim en gråaktig sølvfilm. Ettersom kulturen eldes, blir det flytende mediet uklar, grumset faller gradvis fra topp til bunn, og deretter faller et slimete sediment til bunnen. Bakterieslim betraktes som en patogenisitetsfaktor.
Lukt
Pseudomonas aeruginosa produserer kjemikaliet trimetylamin, som gir bakteriekulturer lukten av karamell, sjasmin eller druer.
Pigmentdannelse
Pseudomonas aeruginosa syntetiserer pigmenter av blågrønne, røde, svartbrune og gule farger.
De fleste stammer produserer et vannløselig fenazidpigment pyocyanin, som farger utflod fra sår, bandasjer og næringsmiddel blågrønn. Store mengder pigment produseres av mer virulente stammer. Pigmentdannelse er et viktig diagnostisk tegn. Det er registrert i 70 - 80 % av kliniske isolater. Pyocyanin er løselig i kloroform.
Ris. 7.Farging av næringsmediet med enzymet pyocyanin blågrønt.
Mange stammer produserer pigment pyoverdine (fluorescein) er et gulgrønt pigment som fluorescerer i UV-stråler med en bølgelengde på 254 nm.
Ris. 8. Et gulgrønt pigment, pyoverdin (bildet til venstre), fluorescerer i UV-stråler (bildet til høyre).
I et surt miljø produserer bakterier pigment pyorubin, som farger næringsstoffet medium rødt eller brunt.
Ris. 9. Pigmentet pyorubin farger næringsmediet rødt eller brunt.
Noen stammer av bakterier produserer pyomelanin (melaninpigment), som farger vekstmediet svart, brunrødt eller brunsvart.
Ris. 10. Pigmentet pyomelanin farger næringsmiddelet svart, brunrødt eller brunsvart.
Pseudomonas aeruginosa viser motstand mot en rekke kjemiske forbindelser og ytre påvirkninger:
Bruker fenoler, nitrofuranforbindelser (vokser i furatsilin), karbolsyre.
Blekemiddel og kloramin har ingen effekt på det.
UV-stråler har en skadelig effekt på bakterier kun når de eksponeres i 3 timer eller mer.
Pseudomonas aeruginosa har høy proteolytisk aktivitet.
Takket være tilstedeværelsen av katalase fremmer bakterier nedbrytningen av hydrogenperoksid til molekylært oksygen og alkoholer,
De syntetiserer cytokromoksidase, som spiller en viktig rolle i prosessene for ATP-syntese, regulerer aktiviteten til hele respirasjonskjeden og spiller en nøkkelrolle i produksjonen av energi i cellen.Oksidasetesten er ledende i identifiseringen av opportunistiske og patogene bakterier.
Bakterier koagulerer blodserum og hydrolyserer kasein.
De bryter ned proteiner og noen aminosyrer (valin og alanin), og motstår ødeleggelse av elastaser.
De bruker hemoglobin (de danner en hemolysesone på næringsmedier).
De har lav sakkarolytisk aktivitet (de oksiderer bare glukose), som brukes til å identifisere bakterier. Utnyttelsen av glukose og L-alanin skjer ved akkumulering av sure produkter. I dette tilfellet endrer ikke teststrimmelen farge på grunn av miljøets nøytrale pH (diagnostisk test).
På grunn av det faktum at den proteolytiske aktiviteten til Pseudomonas aeruginosa råder over den sakkarolytiske aktiviteten, tilberedes næringsmediet for bakterier med høy konsentrasjon av karbohydrater (opptil 2%) og lavt peptoninnhold (ikke mer enn 0,1%).
De produserer arginindihydrolase og nitratreduktase. De produserer ikke lysindekarboksylase.
Trimetylamin syntetiseres. Kjemikaliet gir Pseudomonas aeruginosa-vekster lukten av sjasmin, karamell eller druer.
De syntetiserer acetat, succinat og pyruvat.
De danner ikke indol.
Produserer svakt hydrogensulfid.
Den særegne evnen til Pseudomonas aeruginosa er dets begrensede behov for næringsstoffer. Den forblir levedyktig under forhold med nesten fullstendig fravær av strømkilder.
Fysiske egenskaper til bakterier
Resistens mot Pseudomonas aeruginosa
Et langt opphold i miljøet og evnen til å motstå en beskyttende økning i pasientens kroppstemperatur forklares av mikroorganismens evne til å opprettholde levedyktighet ved miljøtemperaturer fra 4 til 42C. Den optimale temperaturen anses å være fra 20Fra til 42MED.
Pseudomonas aeruginosa dør ved koking.Ved en temperatur på 60C dør innen 15 minutter.
Ecovars Pseudomonas aeruginosa, utbredt på kirurgiske avdelinger, blir svært resistente mot antibakterielle medisiner og antiseptika som furatsilin og rivanol.
Bakteriene er motstandsdyktige mot ultrafiolett stråling, vedvarer i 2 uker i støv, 8 uker i biter av brenneskorper.
Følsomhet av Pseudomonas aeruginosa
Bakterier er følsomme for effekten av oksalsyre, 10 % borsyre og maursyre, kaliumpermanganat, 5 % kloraminløsning, 2 % karbolsyre (fenol) løsning. For å desinfisere utstyr i medisinske institusjoner, bruk en 6% hydrogenperoksidløsning og vaskemiddel. For å stoppe neseblod og behandle sår, bruk en 3% løsning av hydrogenperoksid.
Pseudomonas aeruginosa er følsom for bakteriofager.
Ris. 12. Rikelig vekst av Pseudomonas aeruginosa påvises ved en temperatur på +20 grader C - +40 grader C. (se reagensglass med dannelse av et blågrønt pigment).
Pseudomonas aeruginosa-bakterier er strenge aerobe (de lever og utvikler seg bare i nærvær av atmosfærisk oksygen). De er ikke krevende på næringsmedier. De forblir levedyktige i fullstendig fravær av matkilder. Det er god vekst av mikroorganismer på nøytrale medier. Ingen vekstfaktorer er nødvendig. Den optimale temperaturen for vekst er 37C, men de vokser også ved en temperatur på 42C. Kulturtiden er 24 timer. Ved dyrking på blodagar dannes det en klaringssone (hemolyse) rundt koloniene.
Ris. 13. På 5 % blodagar er en rydningssone synlig rundt koloniene til Pseudomonas aeruginosa - hemolyse.
Vekst av bakterier i flytende medier
Ved dyrking på flytende næringsmedium dannes det en gråaktig sølvfilm på overflaten. Når avlingene eldes, dannes det uklarhet, som til slutt faller fra topp til bunn.
Ris. 14. I reagensrøret til venstre er det blågrønne pigmentet pyocyanin og en grå-sølvfilm godt synlig. I reagensrøret til høyre er fluorescens av pigmentet notert, og turbiditet er godt synlig, synkende fra topp til bunn.
Vekst av bakterier på faste medier
Skjema kolonier
Ved dyrking på faste medier danner Pseudomonas aeruginosa små kolonier 2–5 mm i diameter av forskjellige typer: S-type (konvekse kolonier), R-type (flate kolonier med uregelmessig form, foldet overflate og bølgete kanter, som minner om en tusenfrydblomst ). Koloniene er glatte, gjennomskinnelige, malt i forskjellige farger (vanligvis blågrønne), og har en spesifikk lukt av karamell, sjasmin eller druer.
Ris. 15. Kolonier av Pseudomonas aeruginosa i form av en « tusenfryd».
Ris. 16. Kolonier av Pseudomonas aeruginosa er glatte, gjennomskinnelige, saftige, slimete.
Regnbuelyseringsfenomen
Regnbuelyse-fenomenet er karakteristisk for mange stammer av Pseudomonas aeruginosa. Den består i det faktum at en film vises på overflaten av bakteriekolonier, iriserende med alle regnbuens farger i reflektert lys. Dette fenomenet er forårsaket av spontan påvirkning av bakteriofager og er bare karakteristisk for Pseudomonas aeruginosa.
Ris. 17. Renkultur av Pseudomonas aeruginosa på skrå.
Kolonifarge og lukt
Farging av koloniene og utseendet til en spesifikk lukt forekommer allerede ved slutten av den første vekstdagen.
Kulturmedier
Det selektive mediet er næringsagar som inneholder cetylperidiniumklorid (CPC-agar).
På kjøtt-pepton-agar dannes det store (3 - 5 mm i diameter), rundformede eller flate, slimete kolonier, ofte med fenomenet regnbuelyse, godt festet til næringsmediet.
På blodagar dannes det en klaringssone (hemolyse) rundt koloniene.
På Ploskirevs medium (Ploskirevs agar) vokser etter 24 timer kolonier med intens gul farge, etter 48 timer blir koloniene brune i fargen, de er tyktflytende og vanskelige å fjerne med en løkke.
Ris. 18. Bildet viser et selektivt medium for dyrking av bakterier - næringsagar som inneholder cetylperidiniumklorid (CPC-agar).
Pseudomonas aeruginosa skiller ut endotoksiner som har en patogen effekt på pasientens kropp, samt endotoksiner som frigjøres under død og nedbrytning av mikroorganismer. Virulensen til bakterier sikres av proteiner i den ytre membranen av celleveggen og pili. Invasjonsfaktorer inkluderer proteaser og neuramidase.
Bakterielle eksotoksiner
Eksotoksiner er avfallsprodukter fra mikroorganismer som har et bredt biologisk aktivitetsspekter. Følgende er av primær betydning for Pseudomonas aeruginosa:
Eksotoksin A
Eksotoksin A er et protein. Dens molekylvekt er 66 - 72 tusen D.
Pseudomonas aeruginosa er det giftigste av alle avfallsprodukter. Den er isolert av 80 - 90 % av Pseudomonas aeruginosa-stammer. Toksin A hemmer immunogenese, har invasive egenskaper, og under dets påvirkning utvikles lammelse av intracellulær proteinsyntese. Dens handling manifesteres av en generell giftig effekt. Pasienter utvikler nekrose, ødem og metabolsk acidose, som er komplisert av utvikling av respirasjonssvikt og kollaps.
Giftstoffet er termolabilt (mister egenskapene ved høye temperaturer), brytes ned under påvirkning av egne enzymer, bukspyttkjertellastase og pronase (proteolytisk enzym streptomyces-bakterier). Antistoffer produseres i kroppen til en infisert person mot eksotoksin A.
Eksotoksin S
Exotoxin S isoleres av opptil 90 % av patogenstammene. I menneskekroppen forårsaker det dyp skade på lungevev. Den er termostabil (kollapser ikke under påvirkning av forhøyede temperaturer). Det nøytraliseres ikke av antistoffer mot eksotoksin A (svært spesifikt).
Cytotoksin
Cytotoksin (surt protein) danner dyptgripende strukturelle og funksjonelle endringer i polymorfonukleære nøytrofiler, noe som fører til deres død og utvikling av nøytropeni.
Hemolysiner
Som et resultat av sin vitale aktivitet, danner Pseudomonas aeruginosa termostabile (fosfolipase) og termolabile (fosfolipase C) hemolysiner. Begge stoffene (membranotoksiner) forårsaker solubilisering (kolloidal oppløsning) og hydrolyse av fosfolipider med dannelse av fosforylkoliner. Under påvirkning av hemolysiner blir røde blodlegemer ødelagt, nekrotisk skade på lunge- og levervev oppstår.
Proteolytiske enzymer
Som et resultat av sin livsaktivitet utskiller Pseudomonas aeruginosa en rekke proteolytiske enzymer - aktive forbindelser som bryter ned proteiner. 75 % av all proteolytisk aktivitet er forårsaket av enzymet protease II (elastase). Enzymet bryter ned kasein, elastin, fibrin, hemoglobin, immunglobuliner, komplement og andre proteiner. Protease III (alkalisk protease) hydrolyserer mange proteiner (inkludert 7-IFN). Enzymet kollagenase bryter ned kollagen i bindevev.Det regnes som den viktigste virulensfaktoren i Pseudomonas aeruginosa-lesjoner i øyets ytre membran (hornhinnen). Proteolytiske enzymer smelter det berørte vevet, er ansvarlige for generelle og lokale reaksjoner i sykdommen, fremmer dyp penetrasjon av bakterier, deres ernæring, og har uttalt (5 g og over) antilysozymaktivitet.
Bakterielle endotoksiner
Endotoksiner frigjøres når bakteriecellen brytes ned. Blant endotoksinene til Pseudomonas aeruginosa er:
Enterotoksisk faktor
Dette endotoksinet er protein i naturen, termolabilt og følsomt for virkningen av trypsin. Friske voksne er ufølsomme for endotoksin. Hos nyfødte forårsaker det enteritt med dannelse av purulente plakk og til og med sår. Tilfeller av peritonitt er rapportert.
Permeabilitetsfaktor
Dette endotoksinet er termolabilt og følsomt for virkningen av trypsin. Ansvarlig for adhesjon av bakterier på cellene i pasientens kroppsvev med påfølgende skade. Permeabilitetsfaktoren produseres av Pseudomonas aeruginosa med høy grad av virulens.
Neuramidase
Neuramidase forstyrrer metabolske prosesser i pasientens kropp som inneholder neuraminsyrer. Dette gjelder først og fremst bindevevselementer. Enzymet forsterker effekten av andre giftstoffer produsert av bakterier med 2-3 ganger.
Leukocidin
Dette enzymet frigjøres under selvoppløsning av bakterier (autolyse) under påvirkning av deres egne enzymer. Lyserer leukocytter.
Andre giftige stoffer
Adhesjon
Tilknytning til celler i berørt vev av bakterier realiseres gjennom reseptorer inkludert N-acetylneuraminsyrer. Fremmer feste av fimbriae (pili eller mikrovilli).Pseudomonas aeruginosa har evnen til å feste seg til overflaten av katetre og endotrakealrør, vedvare på dem i lang tid og periodisk vise sin smittsomme evne. Over tid forenes bakteriekolonier til en kontinuerlig biofilm, dekket på toppen med en polysakkaridpolymer - glykokalyx. Adhesjonen øker når mucociliær transport er svekket hos en pasient, noe som ofte registreres i en rekke patologier.
Den slimkapsellignende membranen og utskilte cytotoksiner beskytter bakterieceller mot fagocytose og desinfeksjonsmidler.
Ris. 19. Pili og flagella er patogenisitetsfaktorer for bakterier.
Samarbeidsfølsomhet
Pseudomonas aeruginosa er preget av "Quorum sensing" - kooperativt sensitivitetssyndrom. Når antallet bakterier endres, endres deres viktigste fysiologiske funksjoner - syntesen av eksotoksiner og dannelsen av biofilm. Det vil si at Pseudomonas aeruginosa er i stand til å ta generelle beslutninger for å tilpasse seg miljøfaktorer. Bakteriesamfunn utvikler dermed resistens mot høye doser antibiotika. Biofilm som dekker kolonier av mikroorganismer gjør det vanskelig for antimikrobielle midler å penetrere berørte områder, noe som i stor grad kompliserer behandlingen av en infeksjonssykdom.
Selv om Pseudomonas aeruginosa har et betydelig antall virulensfaktorer, er infeksjon sjelden observert hos individer med sterkt immunsystem og intakte anatomiske barrierer.
Ris. 20. Biofilmdekker bakterier er en av patogenisitetsfaktorene til mikroorganismer.
Det er somatiske (O-Ag) og flagellære (N-Ag) antigener.
Rollen til O-antigener utføres av bakteriecelleveggen.Antigenet er et endotoksin lipopolysakkarid. Type- og gruppespesifikk. Serologisk typing utføres spesifikt for dette antigenet. Bakterier deles inn i serovarer basert på O-antigener. Tilstedeværelsen av rundt 20 serogrupper er påvist.
Flagellar antigen. Det er et beskyttende antigen. Brukes til fremstilling av vaksiner.
Antigener pili.
Ris. 21. Et sår infisert med Pseudomonas aeruginosa, før og etter behandling.
I løpet av sykdommen dannes det typespesifikke antibakterielle og antitoksiske antistoffer i blodserumet til pasienter, hvis rolle i å beskytte mot tilbakevendende sykdommer er lite studert.
