Bakteri ve İnsan (virulans, patogenez,flora) Dr Gökhan AYGÜN

Bakteri ve insan Bir bakteri insana ulaşınca ne olur ? * Oraya yerleşir (flora) **Kısa süre yerleşip sonra gider (geçici flora) *** Tutunur, çoğalır, konakla ilişkiye girer (infeksiyon, infeksiyon hastalığı) **** Anormal bir ilişki yaşanır ! (kanser, latentlik,…)

Ortak yaşamlar Kommensalizm (saprofitlik) **( Barsak florasında Bacteroides fragilis) Parazitlik *(Barsakta Entamoebea histolytica.dizanteri) Mutualizm (Karşılıklı fayda) ** (Hayvanlarda barsaktaki Bacteroides cinsi bakteriler... Yağ asitleri oluşturur)

Parazitlik ve evrimsel gelişim? Mitokondriler ... DNA .....sirküler DNA Gen ekspresyonu prokaryotlara benziyor Endosimbiyotik bakteriler ?

İnsanlar neden infeksiyon hastalığına yakalanır ? İmmun sistem Organizma sayısı Virulans

Bakteri ve İnsan Patojen Fırsatçı patojen (oportünist) VİRULANS !!! Hastalık oluşturmak için gereken miktar *** Virulans faktörleri

Bakteri ve İnsan

Birinci adım yapışma(adezyon) Adezyon (yapışma) Gram (+) bakteriler....lipoteikoik asit Gram (-) bakteriler .... Pilus Non pili adezinler (özel protein yapılar)

Hücre yüzeyine yapışma Glikokaliks ve biofilm “slime” faktör Yabancı yüzeylere yapışma Korunma (antibiyotik, immun sistem) S.epidermidis .yabancı cisim inf S.mutans ..Diş çürüğü

Biofilm oluşumu bakterilerin bir yüzeye tutunmaları ile başlayan dinamik bir prosestir. Bu tutunma sonucu biofilm fenotipinin ortaya çıkmasına neden olan bir dizi genetik işlem başlatılır. Bakterilerin bir yüzeye tutunabilmeleri için, kendilerinin bir yüzey ile ne zaman temas kurduklarını anlamaları gereklidir. Bakteriler bu çevresel stimulusları fenotipik değişiklere çevirebilmek amacıyla, bir verici ve bir alıcıdan oluşan düzenleyici bir sisteme sahiptir. Tutunma işleminden sonra biofilm oluşturmak yönünde farklılaşma işleminin başlaması, quorum - sensing sistemi denilen başka bir haberleşme sisteminden gelen yanıtlara bağlıdır. Bu sistem ile bakteriler çevrelerindeki bakteriyel popülasyonun yoğunluğunu belirlerler. Bir yüzeye tutunan her bakteri, ortama 'Ben buradayım' mesajı veren bir molekül salgılar. Yüzeye tutunan bakterilerin sayısı arttıkça, bu sinyalin lokal konsantrasyonları artmaktadır. Bu sinyal molekülünün konsantrasyonundaki artış ile birlikte, biofilm oluşumuna yönelik bir dizi işlem başlatılmış olur. Yani, biofilm içerisindeki bakteriler interselüler, düşük molekül ağırlıklarına sahip haberciler aracılığıyla haberleşmektedirler İkinci basamak ise bakterilerin yüzeye yapışma veya kuvvetli bir şekilde tutunma işlemidir. Üçüncü evrede ise bakteriler mikrokoloniler haline dönüşürler. Dördüncü evrede ise mikrokoloniler büyürler ve kompleks, mantar şeklindeki yapılara veya kulelere dönüşürler. Konfokal lazer mikroskopisi ile yapılan çalışmalar bakterilerin, kompleks ekzopolisakkarid ile çevrilmiş mikrokoloniler içerisinde yaşadıklarını ortaya koymuşlardır. Çeşitli yüksekliklerde kuleler oluşturan mikrokolonilerin aralarında, besinlerin ulaştırılması ve metabolik atık ürünlerin uzaklaştırılması için primitif bir dolaşım sistemi olarak görev yapan su kanalları bulunmaktadır. Biofilm gelişiminin beşinci evresi ise kopma veya ayrılma evresidir. Bu evrede tek bir bakteri veya bakteri kümeleri biofilm tabakasından koparak ortama yayılır. Bu ayrılma işlemi dış kuvvetlerin etkisiyle olabileceği gibi, biofilm oluşum prosesinin bir parçası olarak tek bir hücrenin veya multipl hücrelerin emboli şeklinde kopmasının bir sonucudur

Biofilm ve Quorum sensing (yetersayı farkındalığı)

Bakteriler insana nasıl zarar verir! Direkt etkiler ile (toksinler, enzimler, hücre ölümü,....) İndirekt I (Doğal savunma sistemlerini uyararak (nötrofil, Makrofaj, kompleman uyarıları) İndirekt II (Özgün yanıt ile antikor, T- hücre yanıtı ile) (AŞIRI DUYARLILIK REAKSİYONU)

Kapsül Fagositozu engelleyip virulans ! Polisakkarid kapsüller : Pnömokok, meningokok, H.influenzae (b) Klebsiella, E.coli (K1), S.typhi (Vi) ,..... Bacillus anthracis (polipeptid kapsül) Streptococcus pyogenes (hiyaluronik asit)

Tip III sekresyon sistemi Bakteri hedefi hücreye aktarır Bu hedefe bağlanır Makromolekül aktarımı

iğne flagellum

Toksinler Özellik Endotoksin Ekzotoksin Yapı Lipopolisakkarid Protein Hücre ile ilişkisi Yapısal eleman Gram (-) Hücre dışı Gram (+) ve (-) Antijenik/Toksoid Hayır Evet Etki Makrofaj uyarısı Özgün Aktarılabilme Toksik etki Zayıf Çok güçlü Enzimatik aktivite Yok Sıklıkla

Genel etki mekanizmaları Siklik AMP artışı ile etkili olan toksinler: - c-AMP artışı ile etkili enterik toksinler * V.cholera ** ETEC (LT) *** B.cereus (ishal toksini) *** ETEC (ST) (c-GMP!!!) - Diğer toksinler : * Pertussis toksin * Anthraks toksin(Ödem faktörü)

Genel etki mekanizmaları Nörotoksik etki : Tetanospazmin ( spastik felç) Botulinum toksini (gevşek felç) S.aureus (enterotoksinleri B.cereus (kusma toksini) Shigella

Genel etki mekanizmaları Hücreleri parçalayan toksinler: * C.perfringens .... Alfa toksin (Lesitinaz) * C.difficile ........... Toksin A ve B * S.pneumoniae......Pnömolizin .......................................

Hücre-içi patojenler (Granülomatöz iltihabi yanıt) Zorunlu : Riketsiya, klamidya Fakültatif : M.tubercülosis/lepra Brucella, Franciella tularensis, Salmonella typhi, Listeria monocytogenes, Legionella, Yersinia pestis, Shigella dysenteriae

Hücreiçi canlı kalabilme

Schwartzman reaksiyonu Tavşan derisi içine Gram (-) çomak inj 24 saat sonra IV bakteri Deri inj bölgesinde hemorajik nekroz İkinci IV inj Sepsis ile ölüm (Sanerelli- Schwartzman reaksiyonu)

Endotoksin

Akut faz yanıtı...sepsis

İmmunpatogenez (virus örneği)

Virulans faktörlerinin denetimi Patojenite adaları Plazmidler : E.coli ishalleri Faj yoluyla aktarım (lizojeni) Difteri Kızıl Botulismus EHEC, Kolera

Bakteri ve İnsan FLORA (normalde bulunan bakteriler) * Koloni oluşturmaya direnç ** Bazal immunglobülin sentezi *** B ve K vit sentezi FIRSATÇI İNFEKSİYONLAR Portör ? Taşıyıcı? Patojen , başkaları için bulaşıcı S.aureus (burun), S.typhi (safra kesesi/dışkı) Kolonizasyon ? (geçici / kalıcı)

Normal Flora

Sonuç olarak … Floranızı sevin koruyun ! Patojenlerden uzak durun… Korunun (aşı, el yıkama, ……) Mikropları öldürelim !!! (mi?) Öldürebiliyor muyuz? Seviyeli ilişki kuralım !!!

Sonuç olarak... İnfeksiyonlarla başa çıkabilmek için onları, bizi nasıl hastalandırdıklarını ve bu hastalıkları yaparken immun sistemle ilişkilerini çok daha iyi algılamak zorundayız... Hele antibiyotik ile onları öldürmek çağı yavaş yavaş sona ermekteyken....