Stafilococi

Stafilococul a fost descoperit în 1878 de R. Koch și în 1880 de L. Pasteur în material purulent. L. Pasteur, după ce a infectat un iepure, a dovedit în cele din urmă rolul stafilococului ca agent cauzator al inflamației purulente. Numele de „stafilococ” a fost dat în 1881 de A. Ogston (datorită aranjamentului caracteristic al celulelor), iar proprietățile sale au fost descrise în detaliu în 1884 de F. Rosenbach.

Stafilococii sunt celule gram-pozitive, geometric regulate, sferice, cu diametrul de 0,5-1,5 μm, de obicei situate în clustere, catalază-pozitive, reduc nitrații la nitriți, hidrolizează activ proteinele și grăsimile, fermentează glucoza în condiții anaerobe pentru a forma acid fără gaz. De obicei, pot crește în prezența a 15% NaCl și la o temperatură de 45 °C. Conținutul de G+C în ADN este de 30-39% mol. Stafilococii nu au flageli și nu formează spori. Sunt răspândiți în natură. Principalul lor rezervor este pielea oamenilor și a animalelor și membranele mucoase ale acestora care comunică cu mediul extern. Stafilococii sunt anaerobi facultativi, doar o specie (Staphylococcus saccharolyticus) este anaerobă strictă. Stafilococii nu sunt exigenți față de mediile nutritive, cresc bine pe medii obișnuite, temperatura optimă de creștere fiind de 35-37°C, pH 6,2-8,4. Coloniile sunt rotunde, cu diametrul de 2-4 mm, cu margini netede, convexe, opace, colorate în culoarea pigmentului format. Creșterea în cultura lichidă este însoțită de o turbiditate uniformă, în timp, se desprinde un sediment liber. La creșterea pe medii obișnuite, stafilococii nu formează o capsulă, însă, la semănare prin injectare în agar semilichid cu plasmă sau ser, majoritatea tulpinilor de S. aureus formează o capsulă. Tulpinile acapsulare în agar semilichid cresc sub formă de colonii compacte, tulpinile capsulare formează colonii difuze.

Stafilococii au o activitate biochimică ridicată: fermentează glicerolul, glucoza, maltoza, lactoza, zaharoza, manitolul cu eliberare de acid (fără gaz); formează diverse enzime (plasmacoagulază, fibrinolizină, lecitinază, lizozim, fosfatază alcalină, DNază, hialuronidază, telurid reductază, proteinază, gelatinază etc.). Aceste enzime joacă un rol important în metabolismul stafilococilor și determină în mare măsură patogenitatea lor. Enzime precum fibrinolizina și hialuronidază determină o invazivitate ridicată a stafilococilor. Plasmocoagulaza este principalul factor al patogenității lor: protejează împotriva fagocitozei și transformă protrombina în trombină, ceea ce provoacă coagularea fibrinogenului, în urma căreia fiecare celulă este acoperită cu o peliculă proteică ce protejează împotriva fagocitelor.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Factorii de patogenitate ai stafilococilor

Stafilococul este un microorganism unic. Poate provoca peste 100 de boli diferite, împărțite în unsprezece clase conform Clasificării Internaționale din 1968. Stafilococii pot afecta orice țesut, orice organ. Această proprietate a stafilococilor se datorează prezenței unui complex larg de factori de patogenitate.

Factori de adeziune - atașarea stafilococilor la celulele țesuturilor se datorează hidrofobicității lor (cu cât este mai mare, cu atât proprietățile adezive sunt mai puternice), precum și proprietăților adezive ale polizaharidelor, posibil și ale proteinei A, și capacității de a lega fibronectina (un receptor pentru unele celule).

Diverse enzime care joacă rolul factorilor de „agresiune și apărare”: plasmacoagulaza (principalul factor de patogenitate), hialuronidază, fibrinolizină, DNază, enzimă asemănătoare lizozimului, lecitinază, fosfatază, proteinază etc.

Complex de exotoxine secretate:

• toxine care dăunează membranei - a, p, 8 și y. Anterior, acestea au fost descrise ca hemolizine, necrotoxine, leucocidine, toxine letale, adică prin natura acțiunii lor: hemoliza eritrocitelor, necroză la administrare intradermică la un iepure, distrugerea leucocitelor, moartea unui iepure la administrare intravenoasă. Cu toate acestea, s-a dovedit că un astfel de efect este cauzat de același factor - o toxină care dăunează membranei. Are un efect citolitic asupra diferitelor tipuri de celule, care se manifestă în felul următor. Moleculele acestei toxine se leagă mai întâi de receptori încă necunoscuți ai membranei celulare țintă sau sunt absorbite nespecific de lipidele conținute în membrană, apoi formează un heptamer în formă de ciupercă din 7 molecule, format din 3 domenii. Domeniile care formează „capacul” și „marginea” sunt situate pe suprafața exterioară a membranelor, iar domeniul „picior” servește ca un canal-por transmembranar. Prin aceasta intră și ies molecule mici și ioni, ceea ce duce la umflarea și moartea celulelor cu nucleu și la liza osmotică a eritrocitelor. Au fost descoperite mai multe tipuri de toxine care dăunează membranei (formează pori): a-, b-, s- și y-hemolizine (a-, b-, S- și y-toxine). Acestea diferă printr-o serie de proprietăți. Hemolizina a se găsește cel mai adesea în stafilococii izolați de la oameni; lizează eritrocitele umane, de iepure și de berbec. Provoacă un efect letal la iepuri după 3-5 minute de administrare intravenoasă. Hemolizina b se găsește cel mai adesea în stafilococii de origine animală; lizează eritrocitele umane și de berbec (mai bine la o temperatură mai scăzută). Hemolizina S lizează eritrocitele umane și multe eritrocite animale. Efectul letal asupra unui iepure, atunci când este administrat intravenos, apare în decurs de 16-24-48 de ore. Foarte des, stafilococii conțin simultan a- și B-toxine;
• Toxinele exfoliative A și B se disting prin proprietățile lor antigenice, sensibilitatea la temperatură (A este termostabilă, B este termolabilă) și localizarea genelor care controlează sinteza lor (A este controlată de o genă cromozomială, B de o genă plasmidică). Adesea, ambele exfoliatine sunt sintetizate în aceeași tulpină de S. aureus. Aceste toxine sunt asociate cu capacitatea stafilococilor de a provoca pemfigus la nou-născuți, impetigo bulos și erupții cutanate asemănătoare scarlatinei;
• leucocidina adevărată este o toxină care diferă de hemolizine prin proprietățile sale antigenice și acționează selectiv asupra leucocitelor, distrugându-le;
• o exotoxină care provoacă sindromul șocului toxic (SST). Are proprietăți superantigenice. SST se caracterizează prin febră, scăderea tensiunii arteriale, erupții cutanate urmate de descuamarea mâinilor și picioarelor, limfopenie, uneori diaree, leziuni renale etc. Peste 50% dintre tulpinile de S. aureus sunt capabile să producă și să secrete această toxină.

Proprietăți alergenice puternice, posedate atât de componentele structurii celulare, cât și de exotoxine și alte produse reziduale secretate de bacterii. Alergenii stafilococici sunt capabili să provoace reacții de hipersensibilitate atât de tip întârziat (DTH), cât și de tip imediat (IT) - stafilococii sunt principalii vinovați de alergii cutanate și respiratorii (dermatită, astm bronșic etc.). Particularitatea patogenezei infecției stafilococice și tendința acesteia de a deveni cronică își au rădăcinile în efectul DTH.

Antigene cu reacție încrucișată (cu izoantigene ale eritrocitelor A și B, rinichilor și pielii - inducerea autoanticorpilor, dezvoltarea bolilor autoimune).

Factori care inhibă fagocitoza. Prezența lor se poate manifesta prin inhibarea chemotaxiei, protejarea celulelor de absorbția de către fagocite, oferind stafilococilor capacitatea de a se reproduce în fagocite și blocând „explozia oxidativă”. Fagocitoza este inhibată de capsulă, proteina A, peptidglican, acizi teicoici, toxine. În plus, stafilococii induc sinteza supresorilor activității fagocitare de către unele celule ale organismului (de exemplu, splenocite). Inhibarea fagocitozei nu numai că împiedică organismul să elimine stafilococii, dar perturbă și funcția de procesare și prezentare a antigenelor către limfocitele T și B, ceea ce duce la o scădere a intensității răspunsului imun.

Prezența unei capsule în stafilococi crește virulența acestora pentru șoarecii albi, îi face rezistenți la acțiunea fagilor, nu permite tastarea cu seruri aglutinante și maschează proteina A.

Acizii teichoici nu numai că protejează stafilococii de fagocitoză, dar joacă aparent un rol semnificativ în patogeneza infecțiilor stafilococice. S-a stabilit că la copiii care suferă de endocardită, anticorpii împotriva acizilor teichoici sunt detectați în 100% din cazuri.

Acțiunea mitogenă a stafilococilor asupra limfocitelor (această acțiune este exercitată de proteina A, enterotoxine și alte produse secretate de stafilococi).

Enterotoxinele A, B, CI, C2, C3, D, E. Se caracterizează prin specificitate antigenică, stabilitate termică, rezistență la formalină (nu se transformă în anatoxine) și enzime digestive (tripsină și pepsină) și sunt stabile în intervalul de pH de la 4,5 la 10,0. Enterotoxinele sunt proteine cu greutate moleculară mică, cu o greutate moleculară de 26 până la 34 kDa, cu proprietăți superantigenice.

De asemenea, s-a stabilit că există diferențe determinate genetic în ceea ce privește susceptibilitatea la infecția stafilococică și natura cursului acesteia la oameni. În special, bolile stafilococice purulent-septice severe sunt mai des întâlnite la persoanele cu grupele sanguine A și AB, mai rar - la persoanele cu grupele sanguine 0 și B.

Capacitatea stafilococilor de a provoca toxiinfecții alimentare de tip intoxicație este asociată cu sinteza enterotoxinelor. Cel mai adesea, acestea sunt cauzate de enterotoxinele A și D. Mecanismul de acțiune al acestor enterotoxine este puțin înțeles, dar diferă de acțiunea altor enterotoxine bacteriene, care perturbă funcția sistemului adenilat ciclază. Toate tipurile de enterotoxine stafilococice provoacă un tablou similar de intoxicație: greață, vărsături, dureri pancreatice, diaree, uneori dureri de cap, febră, spasme musculare. Aceste caracteristici ale enterotoxinelor stafilococice se datorează proprietăților lor superantigenice: induc o sinteză excesivă de interleukină-2, care provoacă intoxicație. Enterotoxinele excită mușchii netezi ai intestinului și cresc motilitatea tractului gastrointestinal. Intoxicația este cel mai adesea asociată cu consumul de produse lactate infectate cu stafilococi (înghețată, produse de patiserie, prăjituri, brânză, brânză de vaci etc.) și conserve cu unt. Infecția produselor lactate poate fi asociată cu mastita la vaci sau cu boli purulente-inflamatorii ale persoanelor implicate în producția alimentară.

Astfel, abundența diferiților factori de patogenitate în stafilococi și proprietățile lor alergenice ridicate determină caracteristicile patogenezei bolilor stafilococice, natura, localizarea, severitatea cursului și manifestările clinice ale acestora. Avitaminoza, diabetul, imunitatea scăzută contribuie la dezvoltarea bolilor stafilococice.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Rezistența stafilococică

Printre bacteriile care nu formează spori, stafilococii, la fel ca micobacteriile, au cea mai mare rezistență la factorii externi. Tolerează bine uscarea și rămân viabili și virulenți timp de săptămâni și luni în praf fin și uscat, fiind o sursă de infecție cu praf. Lumina directă a soarelui îi ucide doar în câteva ore, iar lumina difuză are un efect foarte slab. De asemenea, sunt rezistenți la temperaturi ridicate: pot rezista la încălzire până la 80 °C timp de aproximativ 30 de minute, căldura uscată (110 °C) îi ucide în 2 ore; tolerează bine temperaturile scăzute. Sensibilitatea la dezinfectanții chimici variază foarte mult, de exemplu, o soluție de fenol 3% îi ucide în 15-30 de minute, iar o soluție apoasă de cloramină 1% - în 2-5 minute.

Epidemiologia infecțiilor stafilococice

Întrucât stafilococii sunt locuitori permanenți ai pielii și mucoaselor, bolile cauzate de aceștia pot fi fie autoinfecții (cu diverse leziuni ale pielii și mucoaselor, inclusiv microtraumatisme), fie infecții exogene cauzate de metode de infecție prin contact - casnice, aeriene, prin praf aerian sau alimentare (intoxicații alimentare). O importanță deosebită este transportul stafilococilor patogeni, deoarece purtătorii, în special în instituțiile medicale (diverse clinici chirurgicale, maternități etc.) și în grupuri închise, pot provoca infecții stafilococice. Transportul stafilococilor patogeni poate fi temporar sau intermitent, dar persoanele care îl au permanent (purtători rezidenți) reprezintă un pericol deosebit pentru ceilalți. La astfel de persoane, stafilococii persistă mult timp și în cantități mari pe mucoasele nasului și gâtului. Motivul transportului pe termen lung nu este pe deplin clar. Poate fi o consecință a slăbirii imunității locale (lipsa de IgA secretorie), a perturbării funcțiilor mucoasei, a creșterii proprietăților adezive ale stafilococului sau poate fi cauzat de unele dintre celelalte proprietăți ale acestuia.

[ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]

Simptomele infecțiilor cu stafilococ

Stafilococii pătrund ușor în organism prin cele mai mici leziuni ale pielii și mucoaselor și pot provoca o varietate de boli - de la acnee la peritonită severă, endocardită, sepsis sau septicopiemie, în care rata mortalității ajunge la 80%. Stafilococii provoacă furuncule, hidradenită, abcese, flegmon, osteomielită; în timp de război - vinovați frecvenți de complicații purulente ale rănilor; stafilococii joacă un rol principal în chirurgia purulentă. Având proprietăți alergenice, pot provoca psoriazis, vasculită hemoragică, erizipel, poliartrită nespecifică. Infectarea produselor alimentare cu stafilococi este o cauză frecventă a intoxicațiilor alimentare. Stafilococii sunt principalii vinovați de sepsis, inclusiv la nou-născuți. Spre deosebire de bacteriemie (prezența bacteriilor în sânge), care este un simptom al unei boli și se observă în multe infecții bacteriene, sepsisul (septicemia - putrefacția sângelui) este o boală independentă, cu un tablou clinic specific, care se bazează pe deteriorarea organelor sistemului reticuloendotelial (sistemul fagocitar mononuclear - MPS). În sepsis, există un focar purulent din care agentul patogen pătrunde periodic în sânge, se răspândește în tot organismul și afectează sistemul reticuloendotelial (MSP), în celulele căruia se înmulțește, eliberând toxine și alergeni. În același timp, tabloul clinic al sepsisului depinde slab de tipul agentului patogen, dar este determinat de deteriorarea anumitor organe.

Septicopiemia este o formă de sepsis în care agentul patogen provoacă focare purulente în diverse organe și țesuturi, adică este un sepsis complicat de metastaze purulente.

Bacteriemia în sepsis și septicopiemie poate fi pe termen scurt și lung.

Există imunitate postinfecțioasă, aceasta fiind cauzată atât de factori umorali, cât și celulari. Antitoxinele, anticorpii antimicrobieni, anticorpii împotriva enzimelor, precum și limfocitele T și fagocitele joacă un rol important în aceasta. Intensitatea și durata imunității împotriva stafilococilor nu au fost suficient studiate, deoarece structura antigenului lor este prea diversă și nu există imunitate încrucișată.

Clasificarea stafilococilor

Genul Staphylococcus include peste 20 de specii, care sunt împărțite în două grupe - stafilococi coagulazo-pozitivi și coagulazo-negativi. Diverse caracteristici sunt utilizate pentru a diferenția speciile.

Stafilococii coagulazo-pozitivi sunt în principal patogeni pentru oameni, dar mulți dintre cei coagulazo-negativi sunt capabili să provoace boli, în special la nou-născuți (conjunctivită neonatală, endocardită, sepsis, boli ale tractului urinar, gastroenterită acută etc.). S. aureus, în funcție de cine este principalul său purtător, este împărțit în 10 ecovaruri (hominis, bovis, ovis etc.).

În stafilococi au fost găsite peste 50 de tipuri de antigene, anticorpii se formează în organism împotriva fiecăruia dintre ele, mulți dintre antigeni având proprietăți alergene. Prin specificitate, antigenele sunt împărțite în generice (comune întregului gen Staphylococcus); antigene cu reacție încrucișată - antigene comune cu izoantigenele eritrocitelor umane, pielii și rinichilor (sunt asociate cu boli autoimune); antigene specifice speciei și antigene specifice tipului. Conform antigenelor specifice tipului detectate în reacția de aglutinare, stafilococii sunt împărțiți în peste 30 de serovariante. Cu toate acestea, metoda serologică de tipizare a stafilococilor nu a primit încă o utilizare pe scară largă. Proteina A, care este formată de S. aureus, este considerată specifică speciei. Această proteină este localizată superficial, este legată covalent de peptidglican, mm-ul său fiind de aproximativ 42 kD. Proteina A este sintetizată în mod special activ în faza de creștere logaritmică la o temperatură de 41 °C, este termolabilă și nu este distrusă de tripsină; Proprietatea sa unică este capacitatea de a se lega de fragmentul Fc al imunoglobulinelor IgG (IgG1, IgG2, IgG4) și, într-o măsură mai mică, de IgM și IgA. Pe suprafața proteinei A au fost identificate mai multe regiuni capabile să se lege de o regiune a lanțului polipeptidic imunoglobulinic situată la granița domeniilor CH2 și CH3. Această proprietate și-a găsit o largă aplicare în reacția de coaglutinare: stafilococii încărcați cu anticorpi specifici, care au centri activi liberi, dau o reacție de aglutinare rapidă atunci când interacționează cu un antigen.

Interacțiunea proteinei A cu imunoglobulinele duce la disfuncția sistemelor complement și fagocitar din organismul pacientului. Are proprietăți antigenice, este un alergen puternic și induce proliferarea limfocitelor T și B. Rolul său în patogeneza bolilor stafilococice nu a fost încă pe deplin elucidat.

Tulpinile de S. aureus variază în ceea ce privește sensibilitatea lor la fagii stafilococici. Pentru a tipa S. aureus, se utilizează un set internațional de 23 de fagi temperatur, care sunt împărțiți în patru grupe:

• Grupa 1 - fagi 29, 52, 52A, 79, 80;
• Grupa 2 - fagi 3A, 3C, 55, 71;
• Grupa 3 - fagi 6, 42E, 47, 53, 54, 75, 77, 83A, 84, 85;
• Grupa 4 - fagi 94, 95, 96;
• în afara grupurilor - fagul 81.

Relația dintre stafilococi și fagi este particulară: aceeași tulpină poate fi lizată fie de un singur fag, fie de mai mulți simultan. Însă, deoarece sensibilitatea lor la fagi este o caracteristică relativ stabilă, tipizarea stafilococilor prin fagi are o mare importanță epidemiologică. Dezavantajul acestei metode este că nu se poate tipa mai mult de 65-70% din S. aureus. În ultimii ani, au fost obținute seturi de fagi specifici pentru tipizarea S. epidermidis.

[ 16 ]

Diagnosticul de laborator al infecțiilor stafilococice

Metoda principală este bacteriologică; au fost dezvoltate și implementate reacții serologice. Dacă este necesar (în caz de intoxicație), se utilizează un test biologic. Materialul pentru examinarea bacteriologică este sânge, puroi, mucus din faringe, nas, secreții din plagă, spută (în caz de pneumonie stafilococică), fecale (în caz de colită stafilococică), în caz de intoxicație alimentară - vărsături, fecale, lavaj gastric, produse suspecte. Materialul este inoculat pe agar sânge (hemoliză), pe agar lapte-sare (gălbenuș de lapte-sare) (creșterea bacteriilor străine este inhibată datorită NaCl, pigmentul și lecitinaza sunt mai bine detectate). Cultura izolată este identificată după caracteristicile speciei, se determină prezența principalelor caracteristici și factori de patogenitate (pigment auriu, fermentație cu manitol, hemoliză, plasmocoagulază), se verifică în mod necesar sensibilitatea la antibiotice și se efectuează tipizarea fagilor, dacă este necesar. Printre reacțiile serologice pentru diagnosticarea bolilor purulente-septice se utilizează RPGA și IFM, în special pentru determinarea anticorpilor împotriva acidului teichoic sau a antigenelor specifice speciei.

Trei metode sunt utilizate pentru a determina enterotoxicitatea stafilococilor:

• serologic - folosind seruri antitoxice specifice într-o reacție de precipitare pe gel, se detectează enterotoxina și se determină tipul acesteia;
• biologic - administrare intravenoasă de filtrat de cultură de stafilococ la pisici, în doză de 2-3 ml la 1 kg de greutate. Toxinele provoacă vărsături și diaree la pisici;
• metoda bacteriologică indirectă - izolarea unei culturi pure de stafilococ dintr-un produs suspect și determinarea factorilor săi de patogenitate (formarea enterotoxinei se corelează cu prezența altor factori de patogenitate, în special RNază).

Cea mai simplă și sensibilă metodă de detectare a enterotoxinelor este metoda serologică.

Tratamentul infecțiilor cu stafilococ

Pentru tratamentul bolilor stafilococice se utilizează în principal antibiotice beta-lactamice, la care trebuie mai întâi determinată sensibilitatea. În infecțiile stafilococice severe și cronice, un efect pozitiv se obține prin terapie specifică - utilizarea autovaccinului, anatoxinei, imunoglobulinei antistafilococice (umane), plasmei antistafilococice.

Prevenirea specifică a infecțiilor stafilococice

Pentru a crea imunitate artificială împotriva infecției stafilococice, se utilizează anatoxina stafilococică (lichidă și tabletă), dar aceasta creează imunitate antitoxică doar împotriva stafilococilor lizați în principal de fagii din grupa I. Utilizarea vaccinurilor din stafilococi uciși sau antigenele acestora, deși duce la apariția anticorpilor antimicrobieni, dar numai împotriva acelor serovarcante din care este fabricat vaccinul. Problema găsirii unui vaccin cu imunitate ridicată, eficient împotriva multor tipuri de stafilococi patogeni este una dintre cele mai importante probleme ale microbiologiei moderne.