Względnie beztlenowe Gram-ujemne

pałeczki

Zakład Bakteriologii i Biologii

Molekularnej

Rodzina

Enterobacteriaceae

• Gram-ujemne pałeczki, średniej wielkości, z

nielicznymi tylko wyjątkami urzęsione

peritrichalnie. Fermentują glukozę, są oksydazo-

ujemne, katalazo-dodatnie, redukują azotany do

azotynów, in vitro rosną na zwykłych podłożach,

jak np. na agarze odżywczym. Zalicza się do nich

co najmniej 28 rodzajów i ponad 80 gatunków.

Do ich różnicowania wykorzystuje się cechy

fenotypowe ( na podstawie cech genotypowych

niektóre przemianowano do innych gatunków).

• W naturze występują głównie w przewodzie

pokarmowym ludzi i zwierząt i środowisku ich

życia, zanieczyszczają glebę i wodę. Inne, jak

Salmonella Typhi występuje tylko w określonych

niszach, jakimi są jelita człowieka

LP

Niechorobotwórcze

Oportunistyczne

Chorobotwórcze

1

Budvicia

Enterobacter

Salmonella

2

Cedecea

Proteus

Escherichia

3

Erwinia

Serratia

Yersinia

4

Hafnia

Edwardsiella

 

5

Kluyvera

Citrobacter

 

6

Leminorella

Morganella

 

7

Moellerella

Klebsiella ?

 

8

Providencia

Shigella ?

 

9

Rahnella

 

 

10

Tatumella

 

 

Grupy Pałeczek Enterobacteriaceae

E.coli O157

E.coli

Rodzaj Escherichia

• Gatunki: E.coli, E.blattae, E.fergusonii,

E.hermanii, E.vulneri

• Środowisko bytowania: jelito grube i końcowy

odcinek jelit cienkich wszystkich ssaków.

Występuje liczniej u mięso- i wszystkożernych

niż trawożernych. Flora symbiotyczna

współdziałająca w utrzymaniu biologicznej

równowagi; syntetyzują witaminy B,K i H.

• Wydalane z przewodu pokarmowego,

przeżywają w środowisku tygodnie, a nawet

miesiące. Są obecne w glebie, drobinach kału

zawieszonego w powietrzu. Obecność w

wodzie zawsze świadczy o jej zanieczyszczeniu

kałem / miano coli/.

Hodowla E. coli na agarze z
krwią

Hodowla E.coli na podłożu
McConkeya

E.coli – dodatni test na indol

Cechy antygenowe

• Warstwa lipopolisacharydowa zewnętrznej

części ściany komórkowej (głównie łańcuchy
cukrów) stanowi antygen somatyczny O.

• Polisacharydowa otoczka stanowi antygen K
• Rzęski są antygenem białkowym H
• Fimbrie są antygenem białkowym F
• Antygeny O,H i K wykorzystywane są do

podziału E.coli na serotypy. Każdy serotyp
określany jest liczbą stwierdzanych
antygenów, co można zapisać O157:K85:H19

Zakażenia wywołane przez

E.coli

• Zakażenia/zatrucia jelitowe (enteritis,

enterotoksemia)

• Zakażenia posocznicowe (colisepticemia)
• Toksemie (choroba obrzękowa, zapalenie

opon mózgowych)

• Kulawki (joint ill)
• Zakażenia układu moczowego (cystitis,

pyelonephritis)

• Zakażenia układu rozrodczego (metritis,

MMA –mastitis,metritis, agalactia)

• Zakażenia gruczołu mlekowego (coliform

mastitis)

Czynniki chorobotwórczości

E.coli

•

Polisacharydowa otoczka – zapobiega fagocytozie oraz
uszkodzeniu ściany komórkowej przez komplement

•

Endotoksyna (lipid A), głównie w przypadku
septicemii i toksemii. Interferuje z dopełniaczem,
blokuje jego oddziaływanie z zewnętrzna osłona
ściany komórkowej.

•

Fimbrie – białkowe adhezyny warunkujące
przyczepianie się bakterii do glikokaliksu na
powierzchni nabłonka jelita czczego i biodrowego
wrażliwych na enterotoksyny, zapobiega to również
przesuwaniu się bakterii wraz z ruchami
perystaltycznymi do dalszych części przewodu
pokarmowego, którego komórki są niewrażliwe na
oddziaływanie enterotoksyn)

Czynniki chorobotwórczości

E.coli c.d.

• Siderofory – odbierają żelazo z

białek wiążących gospodarza
(wykorzystują do wzrostu własnych
komórek, wpływają na inwazyjność)

• Hemolizyna α (jest białkiem

uszkadzającym błonę komórek
gospodarza) i β

Czynniki chorobotwórczości

E.coli c.d.

• Enterotoksyna LT (ciepło labilna) –białko o

masie 91 000, podobna do toksyny

wytwarzanej prze Vibrio cholerae. Oddziałuje

na system cyklazy adenylowej

doprowadzając do biegunki i odwodnienia,

metabolicznej kwasicy i hyperkalemii.

• Wytwarzanie fimbrii [K88(F4), K99(F5)

wytwarzanie uwarunkowane obecnością

plazmidu], 987P(F6), F41, F165 jest ściśle

związane z produkcja enterotoksyny. K88

występują najczęściej u szczepów

powodujących zakażenia u świń, K99, F41 u

cieląt, K99 u jagniąt

Czynniki chorobotwórczości

E.coli

• Enterotoksyna ST (ciepło stabilna) –

białko o ciężarze 1500-2000, złożona

z; STa (uwarunkowana obecnością

plazmidu), oddziałuje na system

cyklazy guanylowej, powoduje

akumulacje płynu w jelicie myszy i

prosiąt, STb – powoduje akumulacje

płynów tylko w jelicie odsadzonych

prosiąt, mechanizm wywoływania

biegunki nieznany.

Czynniki chorobotwórczości

E.coli c.d.

• VERO-tokyna powoduje zmiany cytotoksyczne w

komórkach linii VERO (VT-I, VT-II), inaczej Shiga-

podobna (SLT-I, Stx1 i SLT-II, Stx2) - jest

cytotoksyną, hamuje syntezę białka w komórce

gospodarza w wyniku interakcji z podjednostką

rybosomu 60S. Powoduje uszkodzenie komórek

nabłonka jelitowego okrężnicy w miejscach

adherencji szczepów.

• SLT-I jest prawie identyczna z toksyną Shigella i

neutralizowana przez przeciwciała przeciwko tej

toksynie.

• SLT-II, odmienna, u człowieka powoduje

krwotoczne zapalenie okrężnicy, powikłaniem

zespół hemolityczno-mocznicowy. Toksyna

wytwarzana przez szczepy powodujące chorobę

obrzękową u świń jest wariantem toksyny SLT-II.

Czynniki predysponujące do zakażenia

zwierząt

• Niedostateczna odporność bierna noworodków
• Intensywna gospodarka hodowlana sprzyjająca

przenoszeniu się szczepów chorobotwórczych

• Zła higiena ( w środowisku życia zwierząt namnażają

się w dużych ilościach szczepy zjadliwe)

• Zwierzęta poniżej 1 tygodnia życia są szczególnie

predysponowane do zakażenia ze względu na
nieustabilizowana florę jelitową, niedostateczna
„pracę” układu immunologicznego, w 1 tygodniu u
cieląt i przez 6 tygodni u prosiąt obecne są receptory
dla adhezyn E.coli

• Stres poodsadzeniowy (oderwanie od matki i

przeniesienie do nowego środowiska)

Czynniki predysponujące do zakażenia

zwierząt c.d.

• Obfita dieta żywieniowa (u cieląt oparta o

ziarno sprzyja kolonizowaniu się w
początkowym odcinku jelit cienkich
szczepów enterotoksycznych z adhezynami
K88 i K99)

• Chorobie obrzękowej sprzyjają: nagłe

zmiany karmy, zbyt gwałtowny wzrost
zwierząt ( na kilka dni przed wystąpieniem
objawów choroby obrzękowej , średnio
wyrażona biegunka)

Kategorie patogenności

E.coli

• Enterotoksyczne (ETEC) – odpowiedzialne

w większości za kolibakteriozy u

noworodków. Posiadają adhezyny z którymi

skorelowane jest wytwarzanie

enterotoksyn. Kolonizuję jelita cienkie.U

ludzi są przyczyna zachorowań

choleropodobnych.

• Enteropatogenne (EPEC) – odpowiedzialne

za zapalenie jelit i biegunki u młodych

zwierząt spowodowane prze inne

mechnizmy niż enterotoksyny

Kategorie patogenności

E.coli

• Enteroinwazyjne (EIEC) – wnikają do

komórek nabłonka jelitowego końcowego
odcinka jelit cienkich. Penetrują do
głębszych warstw jelita i wnikają do
układu limfatycznego gdzie się
namnażają. Odpowiedzialne za
kolisepticemie. Z martwych komórek
uwalnia się endotoksyna. Zwykle
posiadają również otoczkę, adhezyny,
siderofory i produkują α hemolizynę.

Kategorie patogenności

E.coli

• Enterokrwotoczne (EHEC) – kolonizują się

w jelicie grubym (okrężnicy),

przyczepiając się do komórek nabłonka i

zabijając je. Produkują toksyny typu

VERO. Są przyczyną zakażeń

pokarmowych u ludzi wywołując

krwotoczne zapalenie okrężnicy (HC),

zespół hemolityczno-mocznicowy i

małopłytkową plamicę zakrzepową.

Głównym rezerwuarem zarazka jest bydło.

Kategorie patogenności

E.coli

• Enteroagregacyjne (EAEC) – masowe

przyczepianie się E.coli do nabłonka

jelitowego przy pomocy fimbrii

agregacyjno-adhezyjnych (AAF),

wykrywanych na komórkach lini Hep-2.

Izolowane są od zwierząt zdrowych

• Nekrotyczne (NTEC) – wyróżniane przez

niektórych, uwalniają czynnik martwicowy

(cytotoxic necrosing factor CNF1 lub

CNF2). Pewna rola w zakażeniach

jelitowych i układu moczo-płciowego.

Świnie

Prosięta < 7
dni

Biegunka
poporodowa
(kolibakterioza)

Obfita wodnista biegunka, odwodnienie,
śmiertelność 90-100%

Coli-septicemia

Spowodowana szczepami inwazyjnymi,
śmierć w ciągu 48 godz. po porodzie

Zapalenie opon
mózgowych

Ostre zapalenie opon mózgowych,
włóknikowe zapalenie błon surowiczych

Prosięta 2
tygodnie po
odsadzeniu

Poodsadzeniowe
zapalenie jelit
(kolibakterioza)

Biegunka, utrata apetytu, gorączka. W
wywoływaniu zmian uczestniczą
enterotoksyny STb i LT. Śmiertelność
niższa niż u noworodków.

Prosięta po
odsadzeniu

Choroba
obrzękowa

Często nagła śmierć. Obrzęk głowy
(okolice czoła), powiek, krtani, ścian
żołądka, głos podobny do rżenia konia.
Objawy nerwowe, ataksa i porażenia.
Zwykle spowodowana hemolitycznymi
szczepami serotypu O139 i O141
wytwarzającymi toksynę SLT2

Maciory po
porodzie

Zapalenie
gruczołu
mlekowego

Jeden lub więcej gruczołów zajętych
procesem zapalnym

Pierwiastki

MMA (mastitis,
metritis,
agalactiae)

Syndrom chorobowy spowodowany
przez E.coli i inne Enterobacteriaceae i
nierównowagę hormonalną.

Bydło

Cielęta < 1
tygodnia

Biała
biegunka
cieląt
(kolibakterioz
a)

Biegunka, wokół odbytu biały
papkowaty kał, odwodnienie i
wychudzenie. Przy braku
leczenia śmierć w przeciągu 4-
5 dni. Szczepy E.coli zwykle
produkują STa i SLT.

Coli-
septicemia

Nagła śmierć w wyniku szoku
endotoksycznego. U cieląt po
przechorowaniu zarazki
lokalizują się w stawach
doprowadzając do choroby
stawów.

Krowy
mleczne po
porodzie

Zapalenie
gruczołu
mlekowego
(coliform
mastitis)

Przebieg podostry, gorączka,
utrata apetytu, depresja,
zapadnięte oczy, czasami
śmierć w wyniku szoku
endotoksycznego.

Drób

Kurczęta

Zapalenie
pępka

Zakażenie pozostałości
woreczka żółtkowego

Kurczęta w
każdym
wieku

Coli-
septicemia

Zakażenia pierwotne lub
wtórne droga przewodu
pokarmowego, zapalenie
worków powietrznych,
otrzewnej, zapalenie jajników

Coli-
ziarniniaki

Guzowate zmiany w wątrobie i
jelitach zwykle po
kolisepticemii, przebieg
przewlekły

Inne rodzaje

Enterobacteriaceae

•

Shigella – dyzenteria u człowieka i naczelnych.

Możliwe bezobjawowe zakażenia u psów od

chorych właścicieli

•

Klebsiella pneumoniae – zapalenie płuc u człowieka

(zakażenie endogenne), zmiany martwicze,

krwotok, ropnie płuc, u niemowląt enteritis i

meningitidis, zakażenia dróg moczowych. Wysoka

częstość selekcji szczepów o wysokiej ekspresji

chromosomalnie kodowanych β-laktamaz. U

zwierząt zapalenie wymion u krów, szyjki macicy i

macicy u klaczy, zapalenie płuc i ropnie u źrebiąt,

zakażenie układu moczowego u psów.

•

Klebsiella ozenae - zanikowy (cuchnący) nieżyt

nosa (ozena)

•

Klebsiella rhinoscleromatis – ziarniniakowata

choroba „twardziel” (scleroma)

Inne rodzaje

Enterobacteriaceae

• Enterobacter aerogenes – zapalenie gruczołu

mlekowego, zakażenie szyjki macicy u klaczy,

jeden z potencjalnych czynników MMA u

macior.

• Proteus mirabilis – zakażenia dróg moczowych

i ran u ludzi. Otitis externa u psów, kotów.

• Morganella morgani – zakażenia dróg

moczowych u ludzi. Zakażenie ucha

zewnętrznego i układu moczowego u psów.

• Citrobacter freundi – zakaźna hyperplazja

okrężnicy u myszy, mastitis u bydła

• Edwardsiella tarda – zakażenia u ryb

(węgorze, sumy), ssaków morskich – ropnie w

mięśniach, wątrobie, śledzionie

Rodzaj Yersinia

Do rodzaju Yersinia zaliczanych jest ponad
10 gatunków, z których Y.pestis,
Y.enterocolitica i Y.pseudotuberculosis są
chorobotwórcze dla zwierząt i człowieka,
a Y.ruckeri dla ryb
Są małymi ziarniako-pałeczkami,
pasożytują wewnątrzkomórkowo. Barwią
się dwubiegunowo metodą Giemzy w
preparatach bezpośrednich.
Rosną w temp. 22-29

o

C i wolniej niż inne

pałeczki Enterobacteriaceae. Z wyjątkiem
Y.pestis są ruchliwe. Tracą tę cechę kiedy
hodowane są w 37

o

C.

Nie fermentują laktozy.

Serotypy i biotypy

Y.enterocolitica i

Y.pseudotuberculosis

Y.pseudotuberculosis – 10 serotypów
na podstawie różnic w budowie
antygenowej (ant. Somatyczny i
rzęskowy).
Do serotypu I,II i III zalicza się
większość chorobotwórczych
izolatów.
Y.enterocolitica – 5 biotypów i ponad
50 serotypów. Serotyp O:9 posiada
wspólne antygeny z pałeczkami
Brucella – możliwe reakcje krzyżowe
w odczynie aglutynacji

Y.enteroc
olitica

Świnie i inne zwierzęta
domowe i dzikie

Podkliniczne zakażenia
jelitowe, czasami enteritis

Ciężarne owce

Czasami poronienia

Ludzie

gastroenterocolitis

Y.pseudot
uberculos
is

Owce, kozy, bydło, świnie,
jelenie, bawoły

U młodych – enteritis, u
starszych podkliniczne
zakażenia, zapalenie węzłów

chłonnych kreskowych

Bydło,owce, kozy

Czasami poronienia

Świnki morskie i inne

zwierzęta laboratoryjne

Ogniska nekrotyczne w

wątrobie, septicemia

Ptaki przetrzymywane w
klatkach

septicemia

Ludzie

Enterocolitis, zapalenie
węzłów chłonnych

kreskowych

Y.pestis

Ludzie

Dżuma bubonowa
(powiększenie węzłów
chłonnych) i płucna

Gryzonie

Dżuma leśna

Koty

Dżuma kocia

Występowanie , rezerwuar

Y.enterocolitica i Y.pseudotuberculosis występują w
przewodzie pokarmowym wielu dziko żyjących
ssaków, ptaków i zwierząt domowych, które mogą być
rezerwuarem tych bakterii.Świnie są rezerwuarem
Y.enterocolitica serotypu O3 biotypu 4
chorobotwórczego dla człowieka.
U wielu gatunków ptaków bakterie mogą się
namnażać i mechanicznie mogą być przenoszone.
Rosną w zakresie temp. 5-42oC i przeżywają długo w
środowisku wilgotnym i zimnym.
W rejonach endemicznych, rezerwuarem Y.pestis są
dzikie gryzonie. Pchły, a przede wszystkim Xenopsylla
cheopsis przenoszą zakażenie ze szczurów na
człowieka i zwierzęta.
Zakażone koty Y.pestis drogą aerogenną mogą
zakażać człowieka. Również przez pogryzienie lub
zadrapanie. Pchły pasożytujące na kotach mogą
przenieść zakażenie na człowieka.

Chorobotwórczość i

patogeneza

Y.enterocolitica i Y.pseudotuberculosis
wnikają do śluzówki przez komórki M
poprzedzone adhezją przez inwazyny i
adhezyny wykazujące powinowactwo do
integryn usytuowanych na komórce
gospodarza. W śluzowce wnikają do
makrofagów i namżają się w nich i są
transportowane do węzłów chłonnych
kreskowych. Namnażanie w węzłach
prowadzi do zmian nekrotycznych i
nacieku neutrofili. Przeżywanie zarazków
jest zwiększone dzięki wydzielaniu przez
nie białek o właściwościach
antyfagocytarnych interferujacych z
funkcją neutrofili.

Kliniczne formy zakażenia

Yersinioza jelitowa wywołana przez
Y.pseudotuberculosis powszechna u hodowlanych
młodych jeleni, rzadziej u innych młodych zwierząt.
Występuje wodnista biegunka, czasami z domieszka krwi
w kale. Nie leczona prowadzi do szybkiej śmierci. Węzły
chłonne kreskowe powiększone, w wątrobie nekrotyczne
ogniska. Podobnie, ale słabiej przebiegające może być
zakażenie spowodowane przez Y.enterocolitica
Septicemia spowodowana przez Y.pseudotuberculosis
może wystąpić u ptaków przetrzymywanych w klatkach i
awariach. W wątrobie widoczne białe, podobne do
ukłucia szpilki nekrotyczne ogniska.
Gruźlica rzekoma wywołana przez Y.pseudotuberculosis
u gryzoni. Biegunka, wychudzenie, niektóre zwierzęta
nagłe padają w wyniku sepsy. W wątrobie liczne białe
ogniska nekrotyczne.
Dżuma kocia wywołana przez Y.pestis obecne u
gryzoni, które są łatwym łupem dla kotów. Forma
bubonowa, septyczna i płucna. Węzły chłonne
powiększone z czasem zropiałe, gorączka,
przygnębienie , anoreksja.