-
cGMP zwiększa wydzielanie do światła jelita (Na+, H2O, HCO3-)
COLIBAKTERIOZA
-Ponad 100 lat temu Escherich wyizolował z kału niemowląt Bacterium coli communae
-Chyba najlepiej poznana bakteria
-Powszechnie kojarzona z kałem (choć tylko 1-10% flory kału)
-Potem odkryto, że niektóre szczepu są patogenne i że kolibakteriozy są bardzo ważnym problemem zdrowia zwierząt i ludzi:
*Biegunki
*Toksemie (choroba obrzękowa świń)
*Posocznice
*Mastitis krów, MMA loch
*Infekcje dróg moczopłciowych (ludzie, psy, koty)
*Powikłania innych chorób
-Potem odkryto, że szczepy patogenne mają silne powinowactwo do pewnych tylko gatunków, np. tzw. szczepy enterokrwotoczne
Właściwości szczepów E.coli
-Wiele ma fimbrie - nitkowate twory do adhezji do enterocytów
-Wiele ma plazmidy, które są nośnikami różnych cech (właściwości biochemiczne, wytwarzanie hemolizyny, innych toksyn, oporność na antybiotyki itp.) stąd duża zmienność
4 grupy antygenów
-Somatyczne (ściany komórkowej), tzw. O - ich jest 160
-Otoczkowe, tzw. K - ich jest 80
-Rzęskowe, tzw. H - ich jest 50
-Fimbrialne, tzw. H lub F - ich jest 6
Więc podział wg antygenów, np. E.coli O 101:K28 (A), K99
-Też typowanie fagami
-Też podział analizą plazmidów
-Czy wg chromosomalnego kwasu nukleinowego
-A w klinice - wg patogenności (chorobotwórcze i niechorobotwórcze)
-Patogenne szczepy E.coli
*posocznicowe
*enteropatogenne
--enteroinwazyjne
--enterotoksyczne
--enterokrwotoczne
Wykrywanie toksyny
-Badanie na hodowlach komórkowych (linia komórkowa WERO) = weratoksyna = shigapodobna
-Z wykorzystaniem zwierząt
Colibakterioza prosiąt i cieląt
Etiologia
-Patogenne szczepy E.coli
-Czynniki środowiskowe
-Status immunologiczny zwierzęcia
Rola czynników środowiskowych w etiologii
-Cielę powinno przez 12 h pobrać i przyswoić 2-3 l dobrej siary
-„Wiadro zimnego mleka” dla cieląt, preparaty mleko zastępcze
-Błędy w żywieniu krów (np. kwasica) - słabe cielę, gorzej ssie
-Hałas i inne stresory w cielętniku, brud - kumulacja szczepów
-Subkliniczne mastitis - duża dawka zarazka
-U prosiąt noworodków (do 5 dnia) też brak higieny, stresy, zimno i przeciągi, słaba mleczność loch od złego żywienia
-U prosiąt starszych (2-3 tydzień po odsadzeniu) dodatkowo stres odsadu, zmiana żywienia (przekarmianie - ↑ pH żołądka)
Status immunologiczny zwierzęcia
-Siara i defekt odporności biernej = niemożność blokowania adhezji bakterii do nabłonka jelit, niemożliwość neutralizowania toksyn, a także niemożność opsonizacji, co = słabsza ich liza
-Genotyp zwierzęcia - obecność (lub nie) receptorów dla fimbrii
Trzy główne postaci kolibakteriozy zwierząt
-Jelitowa - wywoływana przez ETEC
-Toksemiczna - (choroba obrzękowa) wywoływane przez STEC
-Posocznicowa
Mechanizmy powstawania biegunek
- Z zapaleniem jelit Bez zapalenia jelit
Po adhezji endotoksyna powoduje zapalenia Po adhezji enterotoksyny i one zaburzają
(często okrężnica). W kale często krew czy ropa, równowagę między wchłanianiem a sekrecją.
biegunka cuchnąca. Salmonella Enteritidis, Raczej jelito cienkie. Biegunka wodnista.
Shigella, Campylobacter E. coli, Vibri cholerae, też rotawirusy, korona-
wirusy, parwowirusy, Salmonella?
-Wzrost sekrecj,iSpadek wchłanianiaw kryptach (chlorków i wtórnie wody) na szczytach kosmków Enterotoksyny(NaCl i wtórnie wody) Wirusy
Etiopatogeneza kolibakteriozy na tle ETEC
-Biegunka cieląt w wieku 1-3 dni, nigdy później
-Bo u nich ↑ pH żołądka (preparaty mleko zastępcze!)
-U prosiąt nie tylko oseski, ale też i odsadzone
-ETEC mają fimbrie łączące się z receptorami enterocytów
-Obecność swoistego receptora uwarunkowana genotypem świni
-U prosiąt głównie (75%) F4 (dawniej K88) i F6 (987P), starsze F18
-U cieląt głównie F5 (K99)
-ETEC wytwarzają 2 białkowe enterotoksyny
--Ciepło stałą (ST - heat stable toxin), bardzo słaba immunogennie
--Ciepło chwiejną (LT- heat labile toxin), silna immunogennie
-Te enterotoksyny doprowadzają do biegunki sekrecyjnej
-Wodnista biegunka, żółtawa lub biaława
-Odwodnienie, ubytek elektrolitów, kwasica, wstrząs
Działanie enterotoksyn ST
-Aktywacja cyklazy guanylowej w enterocytach
-Wzrost ilości cGMP
-
cGMP zwiększa wydzielanie do światła jelita (Na+, H2O, HCO3-)
- Odwodnienie, kwasica metaboliczna, wstrząs
Etiopatogeneza postaci toksemicznej
-STEC przytwierdzają się też fimbriami (F18ab)
-Świnie bez receptorów w jelicie cienkim - oporne
-STEC wytwarzają shigatoksynę (gł. Stx2e), dawniej toksyna Wero
-Stx2e niszczy enterocyty, może być krwista biegunka
-Stx2e wchłania się do krwi, uszkadza śródbłonek, mięśniówkę tętniczek
-Więc obrzęki, a w OUN - zawały, niedokrwienia, rozmiękanie
-U prosiąt (zwykle 7-10 dni po odsadzeniu) objawy jelitowe słabe, ale obrzęki, zaburzenia nerwowe = choroba obrzękowa
-U cieląt głównie bezobjawowo, rzadko biegunka (2-8 tygodni)
-F18ab oraz Stx2e są immunogenne i przeciwciała miejscowe lub krążące chroni
Etiopatogeneza postaci posocznicowej
-Zaburzenia przewodu pokarmowego, ale też z rany pępowinowej lub drogą oddechową
-To szczepy z otoczką - działa antyfagocytarnie
-Wnikają do krwi, posocznica
-Zmiany w wielu narządach, też stawy, czasem opony mózgowe
-Bardzo ostry przebieg, endotoksemia, duża śmiertelność
-Sporadycznie cielęta w wieku do 1 tygodnia, gdyż nawet słaba odporność siarowa chroni
-Czasem też jagnięta, prosięta wyjątkowo
Laboratoryjne rozpoznawanie kolibakteriozy
-Nie wystarcza izolacja E.coli (nawet w narządach nie musi świadczyć o posocznicy, może być pośmiertnie)
-A już zwłaszcza z jelita trzeba różnicować szczepy
-Testy ELISA do wykrywania w kale Ag adhezyjnych oraz enterotoksyn, ale kłopot z toksyną ST, bo słabo immunogenna
-Wykrywanie sekwencji kodujących toksyny (PCR i znakowane sondy genetyczne)
Mozliwości immunoprofilaktyki kolibakteriozy jelitowej
Klasyczne
-Szczepienie paraenteralne zabitymi E.coli
-Doustne szczepienie zabitymi E.coli
Nowe
-Szczepienie matek ciężarnych antygenami adhezyjnymi p.o. lub paraenteralnie
-Podawanie noworodkom doustnie przeciwciał anty-adhezyjnych
--Surowice
--Koncentraty gammaglobulin
-Przeciwciała w żółtkach jaj: tanie, stabilne wiele miesięcy, bardzo skuteczne
Enterokrwotoczne szczepy E.coli (O 157:H7)
-Nowy problem zdrowotny ludzi od lat 80-tych
-Ich shigatoksyny powodują krwistą biegunkę, a czasem też trombocytopenię (małopłytkowa plamica zakrzepowa), zespół mocznicowy lub uszkodzenie OUN
-Bydło rezerwuarem zwykle bezobjawowym, wydala z kałem i zakażenia ludzi (hamburgery, woda, surówki itp.)
-To od czasu „fast food”: przemysłowo przygotowywana żywność (mrożona) + mikrofalówki, bo one oporne na mrożenie
-Szczepy bardzo inwazyjne nawet 50 bakterii może zakazić człowieka
-Nowe technologie = nowe nisze dla potencjalnych patogenów do wniknięcia i przeżycia w łańcuchu pokarmowym ludzi (czy zwierząt)
Salmonelloza
-Zakaźna, zaraźliwa choroba drobiu, świń, bydła i wielu innych, także nieudomowionych (rzadko towarzyszących, ale żółwie!!)
-Głównie młodych
-Najczęstsza zoonoza
-Od nadostrego (posocznicowego) do przewlekłego przebiegu
-Z biegunką (niekiedy krwistą), zapalenie płuc, stawów, niekiedy też ronieniami
-Wiele zakażeń bezobjawowych
Rodzaj Salmonella
2 gatunki: S.enterica i S.bongori, w nich podgatunki.
Ogółem prawie 2500 serowarów, większość w podgatunku S.enterica sp. enterica.
Więc np. dawny serowar S.enteritidis nazywa się S.enterica sp. enterica serowar Enteritidis.
W skrócie Salmonella Enteritidis
Etiologia
Klasycznie: S. Choleraesuis
Rzadziej: S. Typhimirium, S. Typhisusi, S. Derby
Inne: sporadycznie
Etiologia salmonellozy bydła
S. Dublin i S. Typhimurium razem ok. 90% przypadków
Rzadko: S. Enteritidis
Inne - sporadycznie
Czynniki zjadliwości Salmonella
-Wyjątkowo łatwo wnikają do enterocytów (komórki M) bo
-Chemotaksja i fimbrie warunkują przyleganie
-Obecność w genomie „wysp patogenności” kodujących „białkową mikrostrzykawkę” (inwazyna, integryna itp.) zmuszającą komórkę do pinocytozy
-Tez niektóre mają „plazmidy zjadliwości” (ułatwiają posocznicę)
-Tez wnikają do makrofagów - roznoszenie po organizmie
-Wiele narządów, tez zasiedlają pęcherzyk żółciowy - siewstwo
-Endotoksyna
-Enterotoksyny? (aktywują cAMP)
-Wszystkie serowary potencjalnie patogenne, choć duże różnice
Wytrzymałość Salmonella
-W sianie rok
-W gnojówce latem miesiąc, zimą pół roku
-Na drewnie w oborze do 3 miesięcy
-Izolowane od zwierząt na ogół wrażliwe na antybiotyki
-Od ludzi coraz większa antybiotykooporność warunkowana plazmidami (też np. E.coli) - narasta „wielooporność”
Epidemiologia
-Tylko nieliczne serowary mają ścisłe powinowactwo do pewnych żywicieli:
--S. Dublin - bydło
--S. Gallinarum - kury
--S. Choleraesusi - świnie
--S. Abortusovis - owce
--S. Abortusequi - konie
--S. Typhi i S. Paratyphi - człowiek
-Te powyższe od dawna wywoływały lokalne „zarazy”
-Czyli ciężkie salmonellozy często z posocznicą, duże straty, więc w wielu krajach były intensywnie zwalczane i dziś rzadko
-Np.. S. Choleraesuis w Europie dziś dużo rzadziej
-Ale od około 30 lat koncentracja chowu, pasze przemysłowe
-Dziś salmonellozy mają bardziej środowiskowy charakter
-„Nowe” serowary, więcej nosicieli (bo tamte - raczej posocznica)
-Stały wzrost liczby salmonelloz zwierząt i ludzi na całym świecie
-W Polsce setki tysięcy u zwierząt rocznie
-W UK 40% stad zakażonych salmonellami
-Od narasta globalna pandemia zakażeń S. Enteritidis związana z głównie drobiem (jaja!)
-To coraz większy problem higieny pasz i żywności
-Rezerwuar: zwierzęta stało i zmienno cieplne (przewód pokarmowy)
-Wydalanie: głównie kał (ewentualnie mocz, wydzielina z nosa, ronienie)
-Wnikają alimentarnie (ewentualnie aerogennie, spojówki in utero)
-Szerzenie się zwierzę-zwierzę albo przez środowisko
-Rola nosicieli - zarazki wszędobylskie
-Rola paszy skażonej pierwotnie (odpady poubojowe, mączki)
-Lub częściej skażonej wtórnie (pasz roślinne i zwierzęce)
-W produkcji (nawożenie, ścieki, powodzie, gryzonie, ptaki itp.)
-W transporcie, magazynowaniu: >5°C i wilgoć = namnażanie
-Najbardziej „podejrzane” mączki, tez duża rola wody
Patogeneza
-Pierwsze miejsce namnażania - przewód pokarmowy
-HCl żołądka je niszczy - normalnie nieliczne do jelit
-Często tylko bezobjawowe siewstwo (stałe lub częściej okresowe)
-Zwłaszcza u drobiu przy innych niż S. Gallinarum
-Czy u świń przy innych niż S. Choleraesuis
Kiedy choroba?
-Serowar, dawka i zjadliwość ważna
-Ale też i zmiana żywienia, transport, zimno, inne choroby, zabiegi itp. (zaburzenia normalnej flory jelitowej!)
-Wtedy namnażają się w enterocytach, czasem przenikają z chłonką do węzłów chłonnych, czasem do makrofagów i z nimi do narządów wewnętrznych
Jaka choroba?
-Ostre zapalenie jelit (rola enterotoksyn?) lub
-Przewlekłe zapalenie jelit lub
-Posocznica (zwykle bardzo młode lub bardzo stare) lub
-Zmiany narządowe (płuca, stawy, inne, ronienia)
-Często Salmonella wikłają inne choroby
Możliwości zwalczania Salmonella
-Leczenie chorych
-Wykrywanie nosicieli i stad zakażonych i ich eliminacja
-Pozyskiwanie pas wolnych od Salmonelli (lub ich odkażanie)
-Niedopuszczanie di wtórnego skażenia pasz
-Ograniczenie zakażeń podczas rozrodu i transportu (higiena)
-Wykorzystanie flory niepatogennej do ograniczenia namnażania się Salmonelli w przewodzie pokarmowym
-Pozyskiwanie stad genetycznie opornych
-Szczepienia
Odporność i immunoprofilaktyka
-Odpowiedź humoralna i komórkowa, ogólna i miejscowa
-Niezbyt poznana
-Od 100 lat szczepionki w zwierząt i ludzi (dur brzuszny)
-Zwykle zarazek inaktywowany, iniekcyjnie - mało skuteczne bo:
-Wiele serowarów
-Zakażenia często w pierwszych dniach życia zanim zaszczepimy
-Potrzebne są żywe atenuowane szczepy
-Trudności z atenuacją: resztkowa zjadliwość, łatwa regresja
-Obawy, że zostanie w produktach spożywczych (rekombinacje)
-Dziś biotechnologia stwarza nadzieję na atenuowany szczep bezpieczny, możliwy do podawania p.o., możliwy dla noworodków, jedno szczepienie, krzyżowo zabezpieczający przeciw innym serowarom, łatwy do odróżnienia od zjadliwych
-Dziś jeszcze ten problem trzeba zwalczać głównie metodami higienicznymi, choć jest wiele szczepionek doświadczalnych
Salmonellozy jako zoonozy
-Dur brzuszny nadal towarzyszy wojnom i katastrofom
-Stały wzrost liczby innych salmonelloz ludzi na całym świecie
-W USA 1.4 mln przypadków u ludzi rocznie (500 śmiertelnych)
-W Polsce kilkadziesiąt tysięcy u ludzi rocznie
-Od narasta globalna pandemia zakażeń S. Enteritidis związana głównie z drobiem - dlaczego mimo zwalczania jest?
Salmonellozy u ludzi
W Polsce 40-60 tysięcy zachorowań rocznie
Głównie:
S. Enteritidis 92%
S. Typhimurium 5%
S. Agona 2%
Salmonella Enteritidis typ fagowy 4
-Światowa panzootia od 20-30 lat
-Od powszechnego nosicielstwa u drobiu
-Przekazywana transowarialnie (białko jaj) produkty spożywcze, bo odporne nawet na gotowanie
-Zakażenia człowieka przez jaja, mięso drobiu
-A niektóre szczepy termooporne i lekooporne
--To problem skażeń żywności (często drób)
--Często wtórnych (treścią przewodu pokarmowego)
--Żółwie (czerwonolice) odpowiadały za 1/5 przypadków w USA
--Aż wprowadzono zakaz sprzedaży mniejszych niż 8 cm
--To ograniczyło ten problem u dzieci w wieku 1-9 lat
--Ale zagrożenie ze strony gadów jest bardzo duże!
--Większość salmonelloz ludzi to lekkie zapalenie żołądka i jelit
--Ale czasem powikłania i śmierć
--Zwłaszcza dzieci do 5 lat i osoby z immunosupresją
Głównie ludzie
Kury hiperimmunizowane
- 2 -
Epi13-02
- 1 -