background image

Rodzina 
Enterobacteriaceae 

Rodzaj: Salmonella, 
Shigella, Proteus

background image

General 
characteristics 
of Salmonella
 
spp.

Gram negative rod

Motile

Non - sporeforming

Do not ferment lactose 
on MacConkey agar

Produce gas when 
fermenting glucose

Produce H2S from 
thiosulfate

Possess O, H, and Vi 
(capsular) antigens

background image

All bacteria from the genera 

Salmonella belong to two main 

species

1.

S. bongori (10 serotypes) – rare

2.

S. choleraesuis – it is divided into 6 

subspecies:

S. choleraesuis subsp. arizonae

S. choleraesuis subsp. choleraesuis

S. choleraesuis subsp. diarizonae

S. choleraesuis subsp. houtenae

S. choleraesuis subsp. indica

S. choleraesuis subsp. salamae

Within those subspecies there are known 

over 2500 serotypes that are named!

background image

To S. choleraesuis subsp. 

choleraesuis belong the most 

common serotypes

S. enteritidis 

S. typhi

S. paratyphi A, B or C

S. galinarum

In a special Kauffmann-White’s table 
there are collected the schemes of 
antigenic structure(depending on O and H 
antigenes) for all bacteria from the genera 
Salmonella

background image

Determinants of Salmonella 

pathogenicity

Endotoxin = LPS = lipopolysaccharide 

(with an antigenic polysaccharide = antigen 

O): fever, hypoglycemia,leucopenia, 

hypotension,perfussion disturbances, 

activation of C3 and complement, 

disseminated intravascular clotting,shock

Invasins: proteins taking part in adherence to, 

and penetration of, intestinal epithelial cells.

Factors involved in resistance to phagocytosis

Factors involved in resistance to acidic pH

Vi antigen (capsular polysaccharide with 

antiphagocytic properties)

background image

Epidemiology

Reservoir: animals

Invasion route: alimentary, fecal – oral

Portal of entry: epithelium of small intestine

Salmonellosis is usually caused by animal 

pathogens that come to humans through 

contaminated food ( poultry and eggs)

Typhoid fever and typhoid-like illness are 

acquired via fecal-oral route, contaminated 

water/food (asymptomatic chronic carriers – 

they usually suffer from the disease of biliary 

tract; bacteria live here and are excrete with 

feces)

background image

Pathogenesis of  Salmonella 

spp.

Mucosal penetration

Mucosal inflammation 
(fluid and electrolyte loss)

background image

 

Pathogenesis 

of Salmonella 
enterocolitis 

and diarrhea

background image

Clinical diseases caused by 

Salmonella spp.

Typhoid fever/typhus abdominalis (S. typhi)

I week: malaise, fever, aches, pains, constipation

II week: bacteremia (high fever), tender abdomen, 

rose-colored spots on the skin, diarrhea;

 severe complications are very possible!

Paratyphus/typhoid-like illn. (S.paratyphi ABC)

Gastroenteritis called salmonellosis 

(other bacteria from the genera Salmonella, e. g. 

S. enteritidis and S. typhimurium) – diarrhea, fever, 

abdominal pain, self-limited, lasts 2-5 days; 

dehydration and electrolyte imbalance!

Other (rarely):  infections of urinary/respiratory 

tracts, abscesses, bacteremia, sepsis

background image

Materials for investigation 

of Salmonella infections

In salmonellosis the best material for 

investigation are feces; bacteria must 

be isolated!

If typhoid fever or paratyphus are 

suspected: blood culture, feces, urine;

in intestinal phase – a swab of the 

ulcer;

bacteria must be isolated!

Culturing: McConkey, special media 

(SS, SF)

background image

After isolation of Salmonella 

spp.

Biotyping (to assign isolated bacteria to 

the genus/genera Salmonella) [API 20E]

Serotyping: confirmation, and assigning to 

one of the serotypes by using commercially 

prepared diagnostic serum with  Salmonella 

antisera (slide agglutination test) or on the 

basis of the specific immune response of 

the patient (the Widal test – 6th week of 

infection:

Anti O >1:160 (1:200) or increaseing level- 

active disease

Anti H > 1:50

Anti H > 1:200 and low level of anti O – after 

vaccination or past disease)

background image

Treatment of Salmonella 

infection

Salmonellosis – supportive treatment

Typhoid fever:
I. Chloramphenicol(formerly)
II. Ampicillin and trimethoprim-
sulfamethoxasole (biliary circulation)
(this drugs are more safe so: as 
alternative)
III. Quinolones (norfloxacin, 
ciprofloxacin) [recent trials] (safe, 
effective, biliary circ.)

background image

Control and prevention

From SALMONELLOSIS
Sanitation, immunization of the 
animals
that we eat, proper cooking of poultry 
products and meat

From TYPHOID FEVER
Sanitation measures, personal hygiene

An effective vaccine  is being sought

background image

Characteristi

cs of 

Shigella spp.

Gram negative rod

NONMOTILE

Do not ferment lactose 
readily on MacConkey 
agar

Do not produce gas 
from fermentable 
carbohydrates

Do not produce H

2

from thiosulfate

background image

Classification of Shigella 

species

S. dysenteriae (belongs to group A) (catalase-
negative, unlike other Enterobacteriaceae)

S. flexneri (belongs to group B)

S. boydii (belongs to group C)

S. sonnei (belongs to group D)

Because of the differences in somatic antigens 

(antigens O) and in biochemical properties

background image

Virulence factors of Shigella 

spp.

LPS (irritable for intestines)

Invasion plasmid antigens (mediate 

attachment to, and penetration of, mucosal 

epithelial cells)

Intercellular spread proteins (they facilitate the 

spread of bacteria from one cell to another)

SHIGA TOXIN (inhibition of protein synthesis 

in humans – mucosal cells’ death); it is a 

cytotoxic exotoxin produced only by S. 

dysenteriae type 1 or 2 – it causes the most 

severe infections

background image

Epidemiology of Shigella 

species

True human pathogen (no animal 
reservoir)

Transmission: fecal-oral route (direct 
contact with infected individual) or 
contaminated food and water

background image

Pathogenesis

Ingestion of 

organism

Colonisation of large intestine

Micro- abscess 

formation

Necrosis of mucosa and superficial 

ulceration covered with 

pseudomembrane

During recovery – granulation tissue 

and scars appear

background image

Clinical diseases caused 

by Shigella spp.

Bacterial dysentery/dysenteria 
bacilliaris/ shigellosis
(severe abdominal cramps and 
frequent, painful passage of low-
volume stools with blood and mucus)

Watery diarrhea (relatively mild 
infection)

Gastroenteritis

background image

Shigella dysenteriae 

type 1 or 2

Produces Shiga toxin

This toxin causes the hemolytic-uremic 
syndrome (disseminated endothelial 
damage, leading to intravascular 
clotting, hemolysis, and renal failure)

background image

Diagnostics of 

shigellosis

Bacteria must be isolated from feces or 
rectal swabs

Biotyping (to assign isolated bacteria to 
the genus Shigella)

Serotyping: confirmation, and assigning to 
one of the subgroups (A/B/C/D) = species 
by using samples of serum with various 
antibodies for subgroup antigens and 
antibodies peculiar to serotypes 
(commercially prepared) – latex tests or 
slide agglutination tests (to show the 
table)

background image

Treatment of shigellosis

Supportive therapy

Antibiotics can be given 

(ampicillin, amoxicillin, trimethoprim-

sulfamethoxasole, ciprofloxacin, 

azithromycin)

(widespread antibiotic resistance)

Prevention: sanitation and personal 

hygiene (because of the fecal-oral 

chain of transmission – feces, flies, 

fingers)

background image

Proteus genus

Members: P. vulgaris, P. 

mirabilis, P. 

myxofaciens, P. penneri

Extremely motile 

(swarming colonies)

Generally produce 

urease (ammonia 

creation)

Possess O, H, and K 

antigens

Used in Weil-Felix test 

(to recognize rickettsiae 

infection)

background image

Patogenicity

Virulent factor: endotoxin

Clinical diseases: 

Urinary tract infections (kidney stones)

Wound infections, 

Septicemia

Food poisoning and diarhhea in neonates

Meningitis

Otitis media

background image

Bacteriological 
diagnosis

Speciment: urine, stools, pus, csfluid

Slide (Gram staining)

Culture on McConkey agar, blood agar, 
agar (on agar growth H)

Identification :API, ATB


Document Outline