Pseudomonas aeruginosa (Pseudomonas aeruginosa) orsakar en mängd olika purulenta-inflammatoriska processer, inklusive generaliserade former. Majoriteten av Pseudomonas aeruginosa-infektioner är av nosokomiellt ursprung. Det isoleras hos var tredje sjukhuspatient. Bakteriens speciella egenskaper och särdragen i dess interaktion med människokroppen skapar objektiva svårigheter i kampen mot infektion. Situationen kompliceras av det växande hotet om antibiotikaresistens.
Pseudomonas aeruginosa har stor anpassningsförmåga. De kan föröka sig under förhållanden med fullständig frånvaro av organiska ämnen, utvecklas även i destillerat vatten och förlorar inte sin livskraft i ett antal desinficerande lösningar. Bakterier infekterar ofta sårytor efter brännskador, rivsår, skärsår etc. De infekterar aldrig frisk vävnad. Infektion kan utvecklas i urinvägarna när katetrar sätts in. Ögonskador uppstår på grund av skador och kirurgiska ingrepp.Pseudomonas aeruginosa-infektion registreras ofta med inflammation i mellanörat. Det påverkar lungor och hjärtklaffar, hjärnhinnor och leder, mag-tarmkanalen och naglar. När bakterier kommer in i blodomloppet utvecklas bakteriell sepsis.
Ris. 1. Pseudomonas aeruginosa. Foto från ett elektronmikroskop. Dator färgläggning.
Hur överförs Pseudomonas aeruginosa? Sjukdomens epidemiologi
Släktet Pseudomonas omfattar cirka 140 underarter av bakterier. Mikroorganismer orsakar utveckling av livshotande och svårbehandlade pseudomonasinfektioner. För sin vitala aktivitet använder bakterier nästan alla naturliga organiska föreningar.
Sjukdomen förekommer året runt. Små barn och äldre drabbas oftare och en hög infektionsnivå registreras på sjukhus, inklusive avdelningar för nyfödda.
Utbredning
Pseudomonas aeruginosa är utbredd i naturen. De lever i jord, växter och vatten, hos djur, insekter, människor och fåglar.
Flytande medium
Bakterier föredrar platser med hög luftfuktighet - luftkonditioneringsapparater, handfat, andningsskydd, luftfuktare, fuktuppsamlare. De finns i 90 % av avloppsvattenproverna, koloniserar ytan på poolplattor och tränger in i sömmarna och bildar en skyddande biofilm som påverkas dåligt av desinfektionsmedel. I vatten vid en temperatur på 37 ° C förblir bakterier livskraftiga i ett år, överlever i antiseptiska lösningar som används i medicinska institutioner, i vätska avsedd för förvaring av kontaktlinser.
Medicinska institutioner
Pseudomonas aeruginosa är utbredd på sjukhusmiljöer.De är de främsta orsakerna till nosokomiala infektioner. Upp till 30 % av de slutna patienterna blir smittade. Smittan överförs via mat och vatten, genom handfat, toaletter, kranhandtag, medicinsk personals händer, delade handdukar, sängkläder, medicinska lösningar och salvor, samt genom medicinsk utrustning och instrument.
Mänsklig
Pseudomonas aeruginosa är en opportunistisk mikroorganism. Det är en del av den normala mänskliga mikrofloran. Det kan hittas på huden i öronen (2%), armhålor och ljumskar, på slemhinnorna i näsan (3%), svalget (7%) och mag-tarmkanalen (upp till 24%). Ett starkt immunförsvar hämmar utvecklingen av infektion.
Ris. 2. Pseudomonas-infektion. Skador på nageln (foto till vänster), ytter- och mellanörat.
Källa, mekanism och faktorer för överföring av infektion
Reservoar och källa Pseudomonas-infektion drabbar människor (patient eller bärare) och djur. Det är möjligt att källan till Pseudomonas aeruginosa kan vara miljön.
Mekanism för överföring av infektion kontakt, luftburna och livsmedelsburna. De farligaste är personer med skadad hud (öppna purulenta sår av olika ursprung) och patienter med lunginflammation.
Till transmissionsfaktorer Pseudomonasinfektion i hemmet inkluderar infekterade hushållsartiklar, krämer, lösningar, handdukar för ansikte och könsorgan, rakborstar, etc.
Faktorer för överföring av Pseudomonas aeruginosa-infektion i medicinska institutioner inkluderar instrument, medicinsk utrustning, anordningar, desinfektionslösningar, medicinska salvor, ögondroppar, patientvårdsartiklar och händerna på medicinsk personal och servicepersonal.
Ris. 3. Skador på hornhinnan på grund av Pseudomonas aeruginosa-infektion. Sår på hornhinnan.
Riskgrupper
Riskgruppen för pseudomonasinfektion inkluderar personer med försvagat immunförsvar - patienter med kroniska infektionssjukdomar, cystisk fibros, nyfödda, små barn och äldre,
Det finns en hög risk att utveckla Pseudomonas aeruginosa-infektion hos patienter med öppna purulenta sår (brännskador, skärsår, rivsår).
Riskgruppen omfattar patienter med permanent kateter, de på mekanisk ventilation m.m.
Pseudomonas aeruginosa tillhör familjen Pseudomonadaceae, släktet Pseudomonas, som inkluderar ett stort antal arter (mer än 20) av patogener, varav tre är patogena för människor:
Arten Pseudomonas aeruginosa orsakar en mängd olika purulenta-inflammatoriska processer.
Arten Pseudomonas mallei är orsaken till körtlar.
Arten Pseudomonas pseudomallei orsakar melioidos.
Bakterier av detta släkte är gramnegativa stavar, strikta aerober, bildar inte sporer och kräver inte näringsmedia.
Pseudomonas aeruginosa upptäcktes 1862 av A. Lücke. Forskaren noterade den karakteristiska blågröna färgen på förbandsmaterialet. 1872 isolerade P. Gessard en ren kultur av patogenen och studerade dess egenskaper. År 1897 registrerades det första utbrottet av nosokomial (sjukhus)infektion, vars orsak var Pseudomonas aeruginosa. År 1899 påpekade S. N. Serkovsky förekomsten av en bakteriell sjukdom hos utmattade patienter och barn - personer med försvagat immunförsvar. Idag är Pseudomonas aeruginosa en av de främsta orsakerna till lokala och systemiska purulenta inflammatoriska processer, särskilt i sjukhusmiljöer.
Bakterierna är stavformade, raka eller lätt krökta, rundade ändar, har 1 eller 2 polära flageller och pili (microvilli), 1 - 5 µm långa och 0,5 - 1,0 µm breda, rörliga i inhemska preparat, bildar inte sporer , Skalet är kapselliknande.
Ris. 6. Gramnegativa bakterier Pseudomonas aeruginosa i utstryk av renkulturer i mikroskop är lokaliserade ensamma, i par eller i form av korta kedjor. Eftersom fagocyterna ligger i cytoplasman kan de deformeras.
Biologiska egenskaper hos patogenen
Slembildning
Bakterier syntetiserar en extracellulär stärkelseliknande substans - slem. Mer virulenta stammar syntetiserar ökade mängder av det. Slem täcker mikrobiella celler med ett tunt lager. Det ger kolonier och buljongkulturer viskositet. I flytande media bildar slem en gråaktig silverfilm. När kulturen åldras blir det flytande mediet grumligt, grumligheten faller gradvis från topp till botten och sedan faller ett slemmigt sediment till botten. Bakteriellt slem betraktas som en patogenicitetsfaktor.
Lukt
Pseudomonas aeruginosa producerar kemikalien trimetylamin, som ger bakteriekulturer doften av kola, jasmin eller vindruvor.
Pigmentbildning
Pseudomonas aeruginosa syntetiserar pigment av blågröna, röda, svartbruna och gula färger.
De flesta stammar producerar ett vattenlösligt fenazidpigment pyocyanin, vilka färger flytningar från sår, förband och näringsmedium blågrönt. Stora mängder pigment produceras av mer virulenta stammar. Pigmentbildning är ett viktigt diagnostiskt tecken. Det är registrerat i 70 - 80 % av de kliniska isolaten. Pyocyanin är lösligt i kloroform.
Ris. 7.Färgning av näringsmediet med enzymet pyocyanin blågrönt.
Många stammar producerar pigment pyoverdine (fluorescein) är ett gulgrönt pigment som fluorescerar i UV-strålar med en våglängd på 254 nm.
Ris. 8. Ett gulgrönt pigment, pyoverdin (foto till vänster), fluorescerar i UV-strålar (foto till höger).
I en sur miljö producerar bakterier pigment pyorubin, som färgar näringsämnet medium rött eller brunt.
Ris. 9. Pigmentet pyorubin färgar näringsmediet rött eller brunt.
Vissa bakteriestammar producerar pyomelanin (melaninpigment), som färgar växtmediet svart, brunrött eller brunsvart.
Ris. 10. Pigmentet pyomelanin färgar näringsmedlet svart, brunrött eller brunsvart.
Pseudomonas aeruginosa uppvisar resistens mot ett antal kemiska föreningar och yttre påverkan:
Använder fenoler, nitrofuranföreningar (växer i furatsilin), karbolsyra.
Blekmedel och kloramin har ingen effekt på det.
UV-strålar har en skadlig effekt på bakterier endast när de exponeras i 3 timmar eller mer.
Pseudomonas aeruginosa har hög proteolytisk aktivitet.
Tack vare närvaron av katalas främjar bakterier nedbrytningen av väteperoxid till molekylärt syre och alkoholer,
De syntetiserar cytokromoxidas, som spelar en stor roll i processerna för ATP-syntes, reglerar aktiviteten i hela andningskedjan och spelar en nyckelroll i cellens produktion av energi.Oxidastestet leder till identifiering av opportunistiska och patogena bakterier.
Bakterier koagulerar blodserum och hydrolyserar kasein.
De bryter ner proteiner och vissa aminosyror (valin och alanin), och motstår förstörelse av elastaser.
De använder hemoglobin (de bildar en hemolyszon på näringsmedia).
De har låg sackarolytisk aktivitet (de oxiderar bara glukos), som används för att identifiera bakterier. Användningen av glukos och L-alanin sker med ackumulering av sura produkter. I detta fall ändrar inte teststickan färg på grund av miljöns neutrala pH (diagnostiskt test).
På grund av det faktum att den proteolytiska aktiviteten hos Pseudomonas aeruginosa överväger den sackarolytiska aktiviteten, bereds näringsmediet för bakterier med en hög koncentration av kolhydrater (upp till 2%) och en låg peptonhalt (högst 0,1%).
De producerar arginindihydrolas och nitratreduktas. De producerar inte lysindekarboxylas.
Trimetylamin syntetiseras. Kemikalien ger Pseudomonas aeruginosa-grödor doften av jasmin, kola eller vindruvor.
De syntetiserar acetat, succinat och pyruvat.
De bildar inte indol.
Producerar svagt svavelväte.
Den utmärkande förmågan hos Pseudomonas aeruginosa är dess begränsade behov av näringsämnen. Det förblir livskraftigt under förhållanden med nästan fullständig frånvaro av strömkällor.
Fysikaliska egenskaper hos bakterier
Resistens mot Pseudomonas aeruginosa
En lång vistelse i miljön och förmågan att motstå en skyddande ökning av patientens kroppstemperatur förklaras av mikroorganismens förmåga att upprätthålla livsduglighet vid miljötemperaturer från 4 till 42C. Den optimala temperaturen anses vara från 20Från till 42MED.
Pseudomonas aeruginosa dör när den kokas.Vid en temperatur på 60C dör inom 15 minuter.
Ecovars Pseudomonas aeruginosa, utbredd på kirurgiska avdelningar, blir mycket resistenta mot antibakteriella läkemedel och antiseptika som furatsilin och rivanol.
Bakterierna är resistenta mot ultraviolett strålning, kvarstår i 2 veckor i damm, 8 veckor i bitar av brännskorpor.
Känslighet hos Pseudomonas aeruginosa
Bakterier är känsliga för effekterna av oxalsyra, 10% bor- och myrsyror, kaliumpermanganat, 5% kloraminlösning, 2% karbolsyra (fenol) lösning. För att desinficera utrustning i medicinska institutioner, använd en 6% väteperoxidlösning och rengöringsmedel. För att stoppa näsblod och behandla sår, använd en 3% lösning av väteperoxid.
Pseudomonas aeruginosa är känslig för bakteriofager.
Ris. 12. Riklig tillväxt av Pseudomonas aeruginosa detekteras vid en temperatur på +20 grader C - +40 grader C. (se provrör med bildning av ett blågrönt pigment).
Pseudomonas aeruginosa-bakterier är strikta aerober (de lever och utvecklas endast i närvaro av atmosfäriskt syre). De är inte krävande på näringsmedia. De förblir livskraftiga i fullständig frånvaro av matkällor. Det finns god tillväxt av mikroorganismer på neutrala medier. Inga tillväxtfaktorer behövs. Den optimala temperaturen för tillväxt är 37C, men de växer också vid en temperatur på 42C. Odlingstiden är 24 timmar. När man odlar på blodagar bildas en rensningszon (hemolys) runt kolonierna.
Ris. 13. På 5 % blodagar är en rensningszon synlig runt kolonierna av Pseudomonas aeruginosa - hemolys.
Tillväxt av bakterier i flytande media
Vid odling på flytande näringsmedia bildas en gråaktig silverfilm på ytan. När grödorna åldras bildas grumlighet, som så småningom faller från topp till botten.
Ris. 14. I provröret till vänster syns det blågröna pigmentet pyocyanin och en gråaktig silverfilm tydligt. I provröret till höger noteras fluorescens av pigmentet, och grumlighet är tydligt synlig, sjunkande från topp till botten.
Tillväxt av bakterier på fasta medier
Form kolonier
Vid odling på fasta medier bildar Pseudomonas aeruginosa små kolonier 2–5 mm i diameter av olika typer: S-typ (konvexa kolonier), R-typ (platta kolonier med oregelbunden form, vikt yta och vågiga kanter, som påminner om en tusenskönablomma ). Kolonierna är släta, genomskinliga, målade i olika färger (vanligtvis blågröna) och har en specifik doft av karamell, jasmin eller vindruvor.
Ris. 15. Kolonier av Pseudomonas aeruginosa i form av en "prästkrage".
Ris. 16. Kolonier av Pseudomonas aeruginosa är släta, genomskinliga, saftiga, slemmiga.
Regnbågslysfenomen
Regnbågslysfenomenet är karakteristiskt för många stammar av Pseudomonas aeruginosa. Det består i det faktum att en film dyker upp på ytan av bakteriekolonier, skimrande med alla regnbågens färger i reflekterat ljus. Detta fenomen orsakas av spontan påverkan av bakteriofager och är endast karakteristiskt för Pseudomonas aeruginosa.
Ris. 17. Renodling av Pseudomonas aeruginosa på lutningar.
Koloniens färg och lukt
Färgning av kolonierna och uppkomsten av en specifik lukt inträffar redan i slutet av den första tillväxtdagen.
Kulturmedia
Det selektiva mediet är näringsagar innehållande cetylperidiniumklorid (CPC-agar).
På kött-peptonagar bildas stora (3 - 5 mm i diameter), rundformade eller platta, slemkolonier, ofta med fenomenet regnbågslys, fast vidhäftande till näringsmediet.
På blodagar bildas en rensningszon (hemolys) runt kolonierna.
På Ploskirevs medium (Ploskirevs agar) växer efter 24 timmar kolonier med intensiv gul färg, efter 48 timmar blir kolonierna bruna till färgen, de är trögflytande och svåra att ta bort med en slinga.
Ris. 18. Bilden visar ett selektivt medium för att odla bakterier - näringsagar som innehåller cetylperidiniumklorid (CPC-agar).
Pseudomonas aeruginosa utsöndrar endotoxiner som har en patogen effekt på patientens kropp, såväl som endotoxiner som frigörs under mikroorganismers död och sönderfall. Bakteriers virulens säkerställs av proteiner i cellväggens yttre membran och pili. Invasionsfaktorer inkluderar proteaser och neuramidas.
Bakteriella exotoxiner
Exotoxiner är avfallsprodukter från mikroorganismer som har ett brett biologiskt aktivitetsspektrum. Följande är av primär betydelse för Pseudomonas aeruginosa:
Exotoxin A
Exotoxin A är ett protein. Dess molekylvikt är 66 - 72 tusen D.
Pseudomonas aeruginosa är den giftigaste av alla avfallsprodukter. Den isoleras av 80 - 90 % av Pseudomonas aeruginosa-stammarna. Toxin A hämmar immunogenes, har invasiva egenskaper och under dess inflytande utvecklas förlamning av intracellulär proteinsyntes. Dess verkan manifesteras av en allmän toxisk effekt. Patienter utvecklar nekros, ödem och metabolisk acidos, vilket kompliceras av utvecklingen av andningssvikt och kollaps.
Toxinet är termolabilt (förlorar sina egenskaper vid förhöjda temperaturer), bryts ner under påverkan av sina egna enzymer, pankreaselastas och pronas (proteolytiskt enzym streptomyces-bakterier). Antikroppar produceras i kroppen på en infekterad person mot exotoxin A.
Exotoxin S
Exotoxin S isoleras av upp till 90 % av patogenstammarna. I människokroppen orsakar det djup skada på lungvävnaden. Den är termostabil (faller inte ihop under påverkan av förhöjda temperaturer). Det neutraliseras inte av antikroppar mot exotoxin A (mycket specifikt).
Cytotoxin
Cytotoxin (surt protein) bildar djupgående strukturella och funktionella förändringar i polymorfonukleära neutrofiler, vilket leder till deras död och utveckling av neutropeni.
Hemolysiner
Som ett resultat av sin vitala aktivitet bildar Pseudomonas aeruginosa termostabila (fosfolipas) och termolabila (fosfolipas C) hemolysiner. Båda ämnena (membranotoxiner) orsakar solubilisering (kolloidal upplösning) och hydrolys av fosfolipider med bildning av fosforylkoliner. Under påverkan av hemolysiner förstörs röda blodkroppar, nekrotisk skada på lungan och levervävnaden uppstår.
Proteolytiska enzymer
Som ett resultat av sin livsaktivitet utsöndrar Pseudomonas aeruginosa ett antal proteolytiska enzymer - aktiva föreningar som bryter ner proteiner. 75 % av all proteolytisk aktivitet orsakas av enzymet proteas II (elastas). Enzymet bryter ner kasein, elastin, fibrin, hemoglobin, immunglobuliner, komplement och andra proteiner. Proteas III (alkaliskt proteas) hydrolyserar många proteiner (inklusive 7-IFN). Enzymet kollagenas bryter ner kollagen i bindväv.Det anses vara den huvudsakliga virulensfaktorn i Pseudomonas aeruginosa lesioner i ögats yttre membran (hornhinnan). Proteolytiska enzymer smälter de drabbade vävnaderna, är ansvariga för allmänna och lokala reaktioner i sjukdomen, främjar djup penetration av bakterier, deras näring och har uttalad (5 g och högre) antilysozymaktivitet.
Bakteriella endotoxiner
Endotoxiner frigörs när bakteriecellen bryts ner. Bland endotoxinerna av Pseudomonas aeruginosa finns:
Enterotoxisk faktor
Detta endotoxin är protein till sin natur, termolabilt och känsligt för verkan av trypsin. Friska vuxna är okänsliga för endotoxin. Hos nyfödda orsakar det enterit med bildandet av purulenta plack och till och med sår. Fall av peritonit har rapporterats.
Permeabilitetsfaktor
Detta endotoxin är termolabilt och känsligt för verkan av trypsin. Ansvarig för vidhäftning av bakterier på cellerna i patientens kroppsvävnader med efterföljande skada. Permeabilitetsfaktorn produceras av Pseudomonas aeruginosa med en hög grad av virulens.
Neuramidas
Neuramidas stör metaboliska processer i patientens kropp som innehåller neuraminsyror. Detta gäller i första hand bindvävselement. Enzymet förstärker effekten av andra gifter som produceras av bakterier med 2-3 gånger.
Leukocidin
Detta enzym frisätts under självupplösning av bakterier (autolys) under påverkan av deras egna enzymer. Lyserar leukocyter.
Andra giftiga ämnen
Adhesion
Bindning till celler i påverkade vävnader av bakterier realiseras genom receptorer inklusive N-acetylneuraminsyror. Främjar vidhäftning av fimbriae (pili eller mikrovilli).Pseudomonas aeruginosa har förmågan att fästa på ytan av katetrar och endotrakeala rör, kvarstå på dem under lång tid och periodvis uppvisa sin infektiösa förmåga. Med tiden förenas bakteriekolonier till en kontinuerlig biofilm, täckt ovanpå med en polysackaridpolymer - glykokalyx. Vidhäftningen ökar när mucociliär transport försämras hos en patient, vilket ofta registreras i ett antal patologier.
Det slemkapselliknande membranet och utsöndrade cellgifter skyddar bakterieceller från fagocytos och desinfektionsmedel.
Ris. 19. Pili och flageller är patogenicitetsfaktorer för bakterier.
Kooperativ känslighet
Pseudomonas aeruginosa kännetecknas av "Quorum sensing" - kooperativt sensitivitetssyndrom. När antalet bakterier förändras modifieras deras huvudsakliga fysiologiska funktioner - syntesen av exotoxiner och bildandet av biofilm. Det vill säga, Pseudomonas aeruginosa är kapabel att fatta allmänna beslut för att anpassa sig till miljöfaktorer. Bakteriesamhällen utvecklar därmed resistens mot höga doser antibiotika. Biofilm som täcker kolonier av mikroorganismer gör det svårt för antimikrobiella medel att penetrera drabbade områden, vilket i hög grad komplicerar behandlingen av en infektionssjukdom.
Även om Pseudomonas aeruginosa har ett betydande antal virulensfaktorer, observeras infektion sällan hos individer med starkt immunsystem och intakta anatomiska barriärer.
Ris. 20. Biofilmtäckande bakterier är en av mikroorganismernas patogenicitetsfaktorer.
Det finns somatiska (O-Ag) och flagellära (N-Ag) antigener.
O-antigeners roll utförs av den bakteriella cellväggen.Antigenet är en endotoxin lipopolysackarid. Typ- och gruppspecifik. Serologisk typning utförs specifikt för detta antigen. Bakterier delas in i serovarier baserade på O-antigener. Närvaron av cirka 20 serogrupper har bevisats.
Flagelärt antigen. Det är ett skyddande antigen. Används för framställning av vacciner.
Antigener pili.
Ris. 21. Ett sår infekterat med Pseudomonas aeruginosa, före och efter behandling.
Under sjukdomsförloppet bildas typspecifika antibakteriella och antitoxiska antikroppar i blodserumet hos patienter, vars roll för att skydda mot återkommande sjukdomar har studerats lite.
