Cunotine generale asupra etiologiei bolilor infecioase: bacterii, virusuri, fungi i parazii

Curs 1

MICROBIOLOGIA CLINICDisciplin a medicinei de laborator, care trebuie s ofere ct mai rapid i precis informaii necesare pentru decizia clinic la un pacient cu boal infecioas

AGENI INFECIOI N ETIOLOGIA BOLILOR INFECIOASE

Microorganismele difer n mod fundamental unele de altele, fiind ncadrate n 3 regnuri:

protista procariotae vira

Regnul Procariotaecuprinde microorganisme cu celule primitive, de tip procariot, lipsite de nucleu adevrat (au un cromozom haploid format dintr-o molecul circular de ADN) i de organite celulare nespecifice (cu excepia ribozomilor), dar cu un nveli suplimentar (perete celular rigid). Eubacteriile cuprind un numr mare de bacterii, cele de interes medical fiind:bacteriile clasice - cu forme variate i cu perete celular;chlamydiile bacterii cu parazitism obligatoriu intracelular;rickettsiile bacterii cu habitat intracelular, dar cu diviziune direct;mycoplasmele bacterii lipsite de perete celular.

Structura bacteriilorStructuri obligatorii: material nuclear, citoplasma, membrana citoplasmatic, perete celularInformaia genetic se afl n interiorul unei molecule dublu-catenare lungi de ADN circular. Nu exist membran nuclear, iar citoplasma nu conine alte organite celulare, cu excepia ribozomilor (70 S).Pe baza structurii peretelui celular, bacteriile sunt clasificate n bacterii Gram pozitive i Gram negative.Peretele celular al bacteriilor acido-alcoolo rezistente (bacilul tuberculos i bacilul leprei) se aseamn cu cel al bacteriilor gram-pozitive. Peretele celular d forma final a bacteriei, care are rol important n identificare. n general, bacteriile sunt sferice (cocii), alungite (bacilii) sau spiralate. Structurile speciale conin o varietate de lipide complexe (acizi micolici) care confer acestor bacterii caractere tinctoriale deosebite i rezisten crescut la uscciune i decolorarea cu alcool i acid motiv pentru care se coloreaz Ziehl-Nielsen.Structuri neobligatorii: capsula, pilii, flagelii, sporul bacterianCapsula poate fi de natur polizaharidic (Streptococcus pneumoniae, Klebsiella sp.) sau de natur polipeptidic (bacilul crbunos). Aceasta are rol n rezistena bacteriilor fa de fagocitoz, fiind un factor de virulen. Pilii (fimbrii) se mpart n pili sexuali (codificai de plasmide cu rol n transferul de material genetic ntre bacterii) i pili comuni (codificai cromozomial, fiind un important factor de virulen). Ambele categorii de pili prezint antigene specifice i pot fi receptori pentru bacteriofagi.Sporogeneza se ntlnete la 3 genuri de bacterii gram-pozitive, Clostridium, Bacillus i Sporosarcina. Flagelii sunt filamente helicoidale care asigur mobilitatea bacteriei. Acetia pot fi unici, situai la un pol al celulei (monotriche), n mnunchiuri (lofotriche) sau dispui pe ntreaga suprafa celular (peritrichi). Flagelii sunt constituii din componente proteice (flageline), cu proprieti antigenice. Aceste antigene flagelare (H) sunt importante n identificarea bacteriilor.

MORFOLOGIA i aezarea BACTERIILORDimensiunea bacteriilor se exprim n micrometrii (1=10-3 mm), fiind cuprins ntre 1-10 .Clasificare: Bacteriile gram pozitive aerobe i facultative anaerobe:COCI cu dispoziie n grmezi (Staphylococcus sp.), lanuri (streptococi), in diplo i lanuri (Streptococcus pneumoniae, Enterococcus sp.);BACILI cu dispoziie n lanuri (Bacillus sp.), litere chinezeti sau majuscule (Corynebacterium sp., Listeria sp.);Bacteriile gram negative aerobe i facultative anaerobe:COCI: Moraxella catarrhalis, Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitides (dispui ca dou boabe de cafea care se privesc fa n fa), Haemophilus influenzae;BACILI: familia Enterobacteriaceae (Escherichia coli, Enterobacter sp., Citrobacter sp., Klebsiella sp., Proteus sp., Serratia sp., Salmonella sp., Shigella sp., Yersinia sp.); bacili Gram negativi non-fermentativi: Pseudomonas sp., Acinetobacter sp., Helicobacter sp.);Germeni anaerobi:deasupra diafragmului: Peptococcus sp., Peptostreptococcus sp., Prevotella sp., Veillonella sp., Actinomyces sp.;sub diafragm: Clostridium perfringens, Cl. tetani, Cl. difficile, Bacteroides sp., Fusobacterium sp.;

Alte bacterii:- cocobacili (forme intermediare ntre coci i bacilli): Yersinia pestis, Bordetella pertussis, Haemophilus influenzae;- bacterii atipice: Legionella pneumophila, Mycoplasma pneumonia, M. hominis, Chlamydia pneumoniae, C. psittaci, C. trachomatis, Rickettsia sp.;- vibrioni - bacterii ncurbate, n form de virgul (Vibrio cholerae);- spirochete: bacterii spiralate, cu corpul flexibil i 12-20 de spire (Treponema pallidum), foarte multe spire strnse (Leptospira sp.) sau 2-3 spire (Borrelia sp.);- spirili - bacterii spiralate cu 1-2 spire rigide (Spirillum volutans);- fuzobacterii: bacterii fuzospirilare (Fusobacterium sp., Treponema vincenti);- actinomycete - bacterii foarte asemntoare fungilor, au hife lungi i ramificate care se rup, rezultnd forme bacilare (Actinomyces sp.).

Regnul Viracuprinde entiti infecioase de natur subcelular (acelular): virusurile i viroizii.Virusurile sunt entiti infecioase acelulare, cu parazitism obligatoriu intracelular, au un singur acid nucleic (ADN sau ARN), sunt inerte n afara celulei gazd i paraziteaz celula la nivel genetic (deviaz metabolismul acesteia n scopul propriei replicri).Viroizii au o structur i mai simpl, fiind alctuii doar dintr-un acid nucleic cu greutate molecular mic. Unii dintre ei produc boli transmisibile la plante. Prionii sunt entiti infecioase de dimensiuni foarte mici (5 nm), de natur proteic, lipsite de acid nucleic

Caractere difereniale ntre virusuri i bacterii

NMULIREA BACTERIILORNUTRIIA BACTERIILORSursa de energiefotosintetizante - energia luminoaschimiosintetizante - reacii de oxido-reducere a unor substane lithotrofe - oxideaz substanele anorganice chemoorganotrofe - oxideaz subst.organice Sursa de carbonautotrofe - substane anorganice, CO2mixotrofe - substane organice ct i CO2heterotrofe - substane organice Sursa de azot aminoacizii, sruri de amoniu (Escherichia coli, Salmonella etc.). RESPIRAIA BACTERIILORBacterii strict aerobe, care se dezvolt numai n prezena oxigenului atmosferic,(Pseudomonas aeruginosa, Corynebacterium diphteriae, Mycobacterium tuberculosis etc.)Bacterii strict anaerobe folosesc fermentaia (Clostridium, Bacteroides, Prevotella, Fusobacterium etc.)Bcaterii facultativ anaerobe utilizeaz respiraia aerob, fermentaia sau respiraia anerob (majoritatea speciilor de interes medical exemplu enterobacteriile)Bacteriile anaerobe aerotolerante folosesc fermentaia n prezena aerului atmosferic fr participarea oxigenului (Streptococcus Bacterii microaerofile folosesc fermentaia i respiraia dar n prezena unei concentraii crescute de CO2Diviziune binarGram pozitive - formarea unui septGram negative - strangulare direct

Infecii produse de bacteriiInfeciile exogene rezult n urma contactului cu bacterii din mediul nconjurtor. Bacteriile pot contamina organismul pe cale: alimentar, respiratorie, contact sexual, manevre medicale, promiscuitatea cu animalele, mucturile de insecte etc.Infeciile endogene rezult n urma contaminrii cu bacterii de pe suprafaa mucoaselor i a pielii. Aceste microorgansime produc infecii dac traverseaz barierele anatomice i ptrund n esuturi (ex. bacilul coli face parte din flora normal a intestinului, dar dac ptrunde n cile urinare, va determina apariia unei infecii la acest nivel, str. viridans, stafilococi coagulazo-negativi, etc.).

Diagnosticul de laborator n BacteriologieDg. BACTERIOLOGIC- Izolarea i identificarea bacteriilor din produsele patologice- recoltarea i transportul la laborator al produselor patologice- izolarea bacteriilor pe medii de cultur- identificarea bacteriilor pe baza caracterelor:- morfologice i tinctoriale- culturale- biochimice- antigenice (IF, aglutinare, precipitare)- toxinogenezei - testarea sensibilitii la antibiotice ANTIBIOGRAMA / ANTIFUNGIGRAMADg. SEROLOGIC detectarea i titrarea Ac n serul de cercetat- reacii antigen-anticorp (IF, RFC, aglutinare, precipitare, ELIZA, RIA)

VIRUSURI: structura de baz, obligatorie, a virionului o reprezintVirusurile formate numai din nucleocapsid se numesc virusuri neanvelopate.Virusurile care prezint pe lng nucleocapsid i un nveli extern lipoproteic derivat din sistemul membranar al celulei gazd (peplos sau anvelop), se numesc virusuri anvelopate.Nucleocapsida constituit din: - miez (core) de acid nucleic care este, de fapt, genomul viral, protejat de un nveli proteic numit capsid

Genomul viralEste constituit dintr-un singur tip de acid nucleic: fie ADN, fie ARN (niciodat ambii), care conine ntreaga informaie genetic necesar replicrii virusului i care reprezint suportul infeciozitii acestuia.Molecula acidului nucleic poate fi: simplu spiralat (ss) sau dublu spiralat (ds), liniar sau circular, continu sau segmentat.Capsida viralEste un nveli format din numeroase uniti proteice numite capsomere = proteine de dimensiuni mici care se autoasambleaz n structuri capsomerice mari, iar n final se asambleaz sub forma capsidei virale.Exist dou tipuri de simetrie a capsidelor:helicoidal, cu aspect tubular sunt caracteristice ARN virusuriloricosaiedric, cu aspect sferic sunt caracteristice ADN virusurilorPeplosul1. Spiculi de natur glicoproteic :-hemaglutinina (HA), cu rol n ataarea virusului de celula gazd-neuraminidaza (N), care faciliteaz ptrunderea virusului n celul.2. Factori de fuziune cu funcie de iniiere a infeciei3. Proteina M (matrix) care cptuete faa intern a anvelopei

Producerea infeciei viraleReplicarea viral parcurge etapele:Recunoaterea celulei gazdAdsorbia (ataarea) virusului de celula gazdPenetrarea virusului n celula gazdDecapsidarea virusuluiSinteza macromolecularEliberarea virionilor progeni din celula gazd

Ci de transmitere a virusurilor i ruta infeciilorTractul respirator (ex. virusurile gripale i paragripale)Tractul gastro-intestinal (ex. virusul poliomelitic, virusul hepatitei A)Tractul genito-urinar (ex. virusul hepatitei B, HIV)Calea cutaneo-mucoas (virusul herpes simplex)Calea iatrogen (virusul hepatitei B, HIV, virus citomegalic)

Infecii produse de virusuri ADN

Infecii produse de virusuri ARN

Diagnosticul de laborator n VirusologieDg. Virusologic- recoltarea produselor patologice-ex. ME, IF- cultivarea: - ou embrionate de gin - culturi celulare - animale de experien- identificarea: RFC, r. de neutralizare, r.HAI, PCRDg. Imunologic: evidenierea i titrarea anticorpilor specifici antivirali n serul pacientului (ELISA, RIA, IF, RFC, HAI, r. de neutralizare)

Regnul PROTISTE

ALGE - microorganisme eucariote, acvatice, fotosintetizante , nu prezint interes medical cu excepia agarului MYCETE ciuperci microscopice, sunt grupate n 4 clase. Din cele 12.000 de specii, doar 100 de specii sunt de interes medical

PROTOZOARE FlagelataRhisopodaCiliataSporozoa

FUNGIDefiniie: microorganisme eucariote rspndite n natur, o parte dintre acetia fac parte din flora normal a ganismuluiClasificare: - dermatofii- levuri- mucegaiuri

FUNGI i infecii cauzate de fungiMicoze superficiale n care ciupercile cresc la suprafaa organismului, pe piele sau prMicoze cutanate sau subcutanate cu implicarea unghiilor i a straturilor profunde ale pieliiMicoze profunde sau sistemice n care sunt implicate organele profunde. Aceast categorie cuprinde fungii oportuniti la organisme imunocompromise

Reproducerea asexuat spori inhalaiCryptococcus o singur celul reproducerea prin diviziuneHistoplasma formeaz hife la tmediului dar n organismul gazdei se gsete ca celule levuriceCandida (excepie) formeaz hife n organismMicozele superficiale se transmit prin contact directMicozele profunde (m.a. la imunocompromii) toxine (ex. aflatoxine la Aspergillus flavus spori inhalai)Cndida sp. aparine florei normale afeciuni la gazda imunocompromis Formele filamentoase cresc extracelularFormele levurice supravieuiesc i se multiplic n macrofage i PMN

Infecii fungice la om

Infecii fungice de interes medicalTipLocalizareDenumirea infecieiMicroorganismCretereSuperficialPr, strat mort cutanatPtiriasis versicolor, tinea nigra, pedraTrichosporon, Malassezia, ExophialaY (ciuperci)/F(filamente)CutanatEpiderm, pr, unghiiTineaMicrosporum, Trichophyton, EpidermophytonFSubcutanatDerm, subcutanSpirotrichosis, micetomaSporothrixY, FSistemicOrganismul integralCoccidioidomicoze, histoplasmoze, blastomicoze, paracoccioidomicozeCoccidioides, Histoplasma, Blastomices, ParacoccidioidesEndosporiYYYoprortunisticOrganismul integralCryptococcosis, candidoze, aspergiloze, pn. pneumocisticCryptococcusCandida,Aspergillus,P. jiroveciiYYF

Diagnosticul de laborator n MicologieDiagnosticul micologic presupune izolarea i identificarea fungilor din produsul patologic. Etapele diagnosticului micologic:recoltarea produsului patologic;examenul microscopic (preparat nativ ntre lam i lamel, cu utilizarea soluiilor disociante KOH, NaOH, n concentraie de 10-30%);examenul microscopic pe frotiuri colorate (albastru de metilen, Gram);cultivarea pe medii speciale selective (Sabouraud simplu, Sabouraud cu adaus de gentamicin i cloramfenicol, Sabouraud cu actidion i rou fenol mediul Mycoline; medii cromogene - Chromagar);identificarea, prin utilizarea testelor de identificare (galerii API 20 C AUX, Candifast 2 n 1, sau automat, n sistemul Vitek 32, folosind cardurile YBC-Yeast Biochemical Card);testarea sensibilitii la antifungice (antifungigrama difuzimetric, ATB Fungus 2 INT, Candifast 2 n 1, Mycofast, carduri YST analizorul automat Vitek 32, teste E).Testele serologice au specificitate n infeciile invazive.

PROTOZOARE Protozoarele infecteaz esuturile organismului i diferite organe ca:- parazii intracelulari n variate celule ale oraganismului (hematii, macrofage, celule epiteliale, creier, muchi)- parazii extracelulari n snge, intestine i tract uro-genital

CLASIFICAREA PROTOZOARELOR

CLASIFICAREA PROTOZOARELOR

Protozoare de interes medical: cale de transmitere i infecie

Protozoare de importan medicalLocalizareSpecieTransmitereAfeciuneTract intestinalEntamoeba histolytica,Giardia lamblia,Cryptosoridium sp.,Cyclospora cayetanensis,MicrosporidiaIngestia alimentelor ce conin chitiAmoebiaz,Lambliaz,Criptosporidiaz,Ciclosporiaz,MicrosporiazTract uro-genitalTrichomonas vaginalisSexualTricomoniazSnge i esuturiTrypanosoma sp. T. cruziT. gambienseCpuaMusca tsetseTripanosomiaz,Boala somnuluiLeishmania sp.L. donovaniiL. tropica, L. mexicana,L. braziliensisPurice de nisipPurice de nisipleishmanioza visceralleishmanioza cutanatleishmanioza mucoasPlasmodium sp.P. vivax, P. ovale, P. malariaeP. falciparumnar anophelenar anopheleMalariaMalariaToxoplasma gondii Ingestia chistelor din carne crud,Contact cu solul contaminat cu fecale de pisicToxoplasmoza

Nutriia:- speciile intracelulare se hrnesc cu citoplasma celulei gazde- speciile extracelulare se hrnesc: direct ingestia celulei gazdeReproducerea: - ciclul asexuat n organismul gazd (diviziune binar sau multipl parcurgnd mai multe stadii)- ciclul sexuat e prezent n artropodul vector (excepie: Cryptosporidium reproducerea n gazda uman att ciclul asexuat ct i cel sexuat)

HELMINITransmiterea viermilor la om se face n 4 moduri:- prin ou sau larve infectate pe cale fecal-oral,- larve infectate n esutul unei alte gazde;- penetrarea tegumenului de ctre larve,- prin muctura unei insecte vectoare

Infecii umane cu helmini, cale de transmitere, localizare Transmiterea cestodelor

Transmiterea trematodelor

Transmitereanematodelor:

- forme mature n tractul gastro-intestinal (ex. Ascaris, Trichinella, Strongyloides, Trichuris) - forme mature n esuturi profunde (ex. filaria)

Infecii umane cu NEMATODESpecieTransmitereLocalizare la omTransmitere interpersonal (om om)Ascaris lumbricoidesIngestie de ouIntestin subireEnterobius vermicularisIngestia de ouIntestin grosAncylostoma duodenaleNecator americanusLarvele penetreaz pielea Intestin subireIntestin subireStrongyloides stercoralis Larvele penetreaz pielea, autoinfectareIntestin subire (adult)esuturi (larve)Trichuris trichiuraIngestia de ouIntestin grosTransmiterea interpersonal prin artropodeBrugia malayiMuctura narpurttor de larveLimf (adult)Snge (larve)Onchocerca volvuluiMuctura mutei Simulium purttoare de larvePiele (larve, adult)Snge (larve)Zoonoze transmise de animaleTrichinella spiralis Ingestia larvelor de porc, animale slbaticeIntestin subire (adult)Larve (muchi)Toxocara canisIngestia oulor tranmise de cineesuturi, SNC (larve)

ARTROPODECauzeaz infecii la om:- direct prin neptur- indirect ca vector transmind infeciaExemple: pureci, pduchi, cpue, nari, mute.

Infecii transmise de artropode

Diagnosticul de laborator n Parazitologie Examenul coproparazitologic presupune:- examenul macroscopic;- examenul microscopic:- preparat direct n ser fiziologic i colorat cu lugol;- preparat n strat gras (metoda Kato-Miura);- preparat dup concentrarea elementelor parazitare;- preparat permanent colorat (hematoxilin feric i Ziehl Neelsen);- metode speciale (tehnica amprentei anale: N.I.H.);- metode larvoscopice (Baermann, Harada i Mori, cultura cu crbune);- examinarea microscopic a materiilor fecale n vederea identificrii paraziilor (chiti de protozoare, ou de helmini);- cultivare: mediul Loeffler, mediul Simici, mediul TTY-SB, TTP-S, NNN, etc.Microscopie optic pentru toate produsele n care se pot vizualiza ou larve de parazii: sput, LCR, lichid pleural, urin, Microscopia electronic.Examenul histopatologic - biopsia cutanat, muscular, cerebral, intestinal, medular, hepatic, splenic, prin coloraia May-Grnwald-Giemsa.

Pictura groas din probe de snge sau frotiuri colorate Giemsa din snge venos (mai multe probe de snge prelevate din 8 n 8 ore, timp de 2-3 zile n malarie).Biologia molecular utilizarea sondelor ADN prin tehnica recombinrii (PCR).Hemograma leucocitoz cu eozinofilie (n majoritatea bolilor parazitare).Diagnosticul imunologic: decelarea anticorpilor circulani (IF indirect, latex-aglutinare, RFC, hemaglutinare indirect, imunodifuzie, Elisa, RIF, HAP, Western-Blot), teste de hipersensibilizare (IDR).Xenodiagnosticul- hrnirea pe bolnav a glossinelor de cresctorie. Dup 3 zile se evideniaz tripanosomele n intestinul insectelor.Explorri imagistice examen radiologic, ecografie, CT, RMN, permit localizarea parazitului i talia acesuia.