Mikroorganizmalar arası Mikroorganizma – Çevre arası Mikroorganizma - Konak arası İlişkiler Prof. Dr. Mehmet KIYAN.

... konulu sunumlar: "Mikroorganizmalar arası Mikroorganizma – Çevre arası Mikroorganizma - Konak arası İlişkiler Prof. Dr. Mehmet KIYAN."— Sunum transkripti:

1 Mikroorganizmalar arası Mikroorganizma – Çevre arası Mikroorganizma - Konak arası İlişkiler
Prof. Dr. Mehmet KIYAN

2 Tanımlar Mutuallik: Mikroorganizma ile konak arasındaki ilişkide karşılıklı yararlanmanın olması Kommensallik: Mikroorganizmalar konağa yarar yada zarar sağlamadığı halde kendilerine yarar sağlaması Sinerjizmus: Birlikte yaşayan iki mikroorganizmanın ortak etkilerinin, her birisinin ayrı ayrı oluşturabileceği etkiler toplamından daha fazla olması Antibiyoz: Birlikte yaşayan mikroorganizmalardan birisi diğerinin yaşamı üzerine zararlı etki yapması Parazitlik: Mikroorganizmanın zarar vermek amacı ile konakla ilişki kurması Opportunist: Normal florada denge içinde kaldıkları sürece konağa zarar vermeyen ancak vücut savunmasının azalması, kemoterapi vb. gibi nedenlerle flora dengesinin bozulması halinde hastalandırıcı özellik kazanan mikroorganizmalar

3 Tanımlar Flora: Konağa zarar vermeksizin hatta bazen yarar sağlayarak vücudunun çeşitli bölgelerine yerleşip oralarda gruplaşmış bakteri toplulukları Kalıcı / Sürekli flora: Belirli bölgelerde belli yaşlarda genellikle değişmeyen, çeşitli etkiler altında zorla kaldırılsa bile b,ir süre sonra kendi kendine yeniden oluşan flora Geçici flora: Deri veya mıkozalarda, birkaç saat, gün veya hafta kaldıktan sonra kendiliğinden kaybolan, çeşitli etkiler ile ortadan kaldırıldığında yeniden aynen oluşmayan, ancak kalıcı floranın ortadan kalkması durumunda patojenlik kazanarak hastalığa yol açabilen (opportunistik) bakteri veya bakteri topluluklarıdır.

4 Tanımlar İnfeksiyon: İnfeksiyon hastalığı:
İnfeksiyon, genellikle, konakçı ile patojen mikroorganizmanın karşılıklı interaksiyonu sonucu ortaya çıkar. Eğer konağa patojen bir mikroorganizma girmiş, herhangi bir bölgede lokalize olmuş ve orada üremişse infeksiyondan bahsedilir. İnfeksiyon hastalığı: İnfeksiyon sonucunda konakta her zaman, genel veya özel klinik bulgu ve belirtiler gözlenmeyebilir. Eğer, patojen bir mikroorganizma konağa girmiş yerleştip çoğaldıktan sonra spesifik klinik semptom ve bulgulara neden olmuş ise işte o zaman infeksiyon hastalığından bahsedilir.

5 Tanımlar Lokal infeksiyon: Vücudun dış veya iç yüzeyleriyle temasa gelen patojen etkenler, kendilerinde bulunan çeşitli adhesyon molekülleri ile konak hücre yüzeylerindeki özel reseptörlere (glikoprotein, lipoprotein, glikolipid, vs.) bağlanıp, sadece yüzeye yerleşerek bazı patolojik bozukluklar meydana getirirler. Sistemik veya generalize infeksiyon: Patojen ajan yerleştiği yerden daha derinlere, afinitesi olan doku ve organlara (invazyon) veya kan ve lenf yolu ile tüm vücuda yayılarak (veya tehlikeli infeksiyonlara yol açabilirler. Bazen infeksiyon bir organa (barsak, akciğer, beyin, vs) yerleşmiş de olabilir.

6 Tanımlar Kuluçka süresi (İnkübasyon periyodu):
Patojen etkenin vücuda girmesi ile hastalık belirtilerinin ortaya çıkmasına kadar geçen süredir. - kısa: birkaç gün - orta: 1-2 hafta - uzun: aylar, yıllar Kuluçka süresi; 1) Mikroorganizmanın virulansı, miktarı, giriş yolu, yayılış tarzı, 2) Konağın duyarlılığı 3) Çevre koşulları yakından ilişkilidir.

7 Tanımlar Perakut infeksiyon: Hastalarda genel infeksiyon belirtileri,
Mikroorganizma çok virulan ve yeterli miktarda vücuda girer ise, duyarlı konakta inkübasyon süresi kısa olur ve hastalık belirtileri (özellikle, genel belirtiler) bir kaç gün içinde ortaya çıkabilir. Etken bulunduğu yerden kana geçip üreyerek tüm vücuda yayılır ve 3-6 gün gibi kısa sürede konağın hayatını tehdit edebilir. Bu tip infeksiyonlar, çok kısa süre içinde gelişip kısa sürede sonlandığı için spesifik klinik belirtilerin ortaya çıkması için yeterli zamana sahip değildirler. Hastalarda genel infeksiyon belirtileri, durgunluk, iştahsızlık, ateş, baş ağrısı, titreme, terleme, bazen ishal görülebilir. Ancak bunlar hastalığa özgü olmadığı için klinik tanıya katkı sağlamaz. Kısa süre nedeni ile, immun sistem uyarılmaz, spesifik antikorlar ya hiç sentezlenemez veya oluşsalar da, çoğu zaman, kullanılan serolojik tekniklerle ortaya konulamaz.

8 Tanımlar Kronik infeksiyon:
Vücut direnci orta derecede olan bir konak virulansı zayıf, az sayıda mikroorganizma ile infekte olduğunda inkübasyon periyodu uzun olan kronik seyirli bir infeksiyon meydana gelir. Perakut ve kronik seyirli infeksiyonlar arasında akut ve subakut seyirli olgulara da rastlanabilir.

9 Tanımlar Sekonder infeksiyon:
Bir mikroorganizma tarafından başlatılan infeksiyona, sonradan diğer patojen etken veya etkenler de katılabilirler. Böyle durumlarda, hastalığın klinik seyri, semptomları, prognozu, teşhis ve tedavisi de değişir. Böyle durumlarda, ikinci etken (sekonder ajan) hakim duruma gelebilir, esas infeksiyonu başlatan primer etken baskılanabilir ve izolasyonu zor hatta imkansız hale gelebilir. Eğer, infeksiyon ilerlemeye devam ederse hayatı tehlikeye sokacak bir sona ulaşabilir.

10 Tanımlar Subklinik infeksiyon (gizli infeksiyon):
Bazı viral infeksiyonlarda, klinik belirtiler ve ortaya çıkan hastalık tespit edilemeyebilir. Persistent infeksiyon: Bazı viral infeksiyonlarda, virus hücrelerde üremelerine ve dışarı çıkmalarına karşın, hücrelerde dejenerasyonlar (CPE, cytopathic effect) oluşturmazlar. Hücreler bir taraftan virus üretirken diğer taraftan üremelerine devam ederler. Böyle durumlarda klinik belirtiler çok zayıf. belli-belirsizdir. Latent infeksiyon: Bazı durumlarda virus infekte ettiği hücrenin çekirdeği ile birleşip adeta onun bir parçası haline gelir ve onunla birlikte replike olarak kardeş hücrelere transfer edilir. Böyle infeksiyonlarda semptomlar oluşmaz. Bir çok, bakteriyel ve viral kronik infeksiyonlarda klinik arazlar gözle görülemez, çoğu zaman gözden kaçabilir. Klinik belirtiler hastalığı tanımlayacak derecede değildir.

11 Tanımlar Koinfeksiyon: Mikst infeksiyon:
Bazı infeksiyonların başlayabilmesi için bir tür mikroorganizma yeterli olamamakta, başka bir etkenin işbirliği ve sinerjik etkisine ihtiyaç duymaktadır. Koinfeksiyonlar da, aynen sekonder infeksiyonlarda olduğu gibi, bir çok yönü ile teşhiste zorluklar yaratırlar. HBV + HDV koinfeksiyonu Mikst infeksiyon: Birden fazla etken ile meydana gelen infeksiyon Anaerop bakteri infeksiyonlarının yaklaşık % 70’i bu tiptir.

12 Tanımlar Minimal infektif doz (MİD): Minimal letal doz (MLD):
Konakta infeksiyon oluşabilmesi için, mikroorganizmanın virulansı yanında, belli bir miktardan aşağı olmayan dozda vücuda girmesi gerekir. Bu doz, % 100 infeksiyon oluşturabilecek en az miktarı da ifade eder. Minimal letal doz (MLD): Ölüm oluşturan en düşük dozdaki mikroorganizma sayısıdır. Mikroorganizmalar konak vücuduna minimal infektif veya minimal letal dozun altında girerlerse infeksiyonlar veya ölümler % 100 oranında gerçekleşemez.

13 Floranın konak organizmadaki rolü
Çoğu bakteri kommensal Vücut ısısı, nemi ve döküntü maddelerinden yaralanarak konağa zarar vermeden yaşarlar Bazıları kommensal Barsak florasında bulunan bazı bakteriler K vitamin sentezi Besin maddelerinin pütrifikasyon ve fermentasyon olaylarının dengede tutulması Safra pigmentlerinin değişimi Besin maddelerinin absorbsiyonu Normal vücut florası Patojen bakterilerin yerleşmesinin önlenmesi Erişkin bayanların normal vajen florasında yer alan Lactobacillus türleri vajen pH’ını düşürerek ortamı asitleştirir ve gonokokların yerleşmesini önler Normal floranın bakterileri patojen bakteriler ile rekabete girerek onların o bölgeye yerleşmesini engeller

14 Normal vücut florası Deri florası
Koltuk altı, kasık ve kadınlarda göğüs altı gibi kıvrımlı kat yerlerinde kalıcı flora Diğer bölgeler dış ortamla sürekli temas halinde olduğu için geçici flora Yağ asitleri, lizozim, nem, pH, ter, pullanma ve giyinme gibi etmenlere bağlı olarak flora üyelerinin çoğu değişken Deri florasında en sık bulunan bakteriler Corynebacterium Propionibacterium Coagulase negatif Staphyloccus α ve γ hemolitik Streptococcus Gram pozitif sporlu basiller Peptococcus Enterococcus Saprofit Mycobacterium spp. “genital bölge ve yalgısı fazla olan yerler Candida spp. büklüm yerleri Kolform bakteriler

15 Normal vücut florası Ağız florası
Doğumdan 4-12 saat sonra oluşur Ağız florasında yer alan bakteriler Dişler çıkmadan önce Staphyloccus aureus Coagulase negatif Staphyloccus spp. Neisseria spp. Corynebacterium spp. Lactobacillus spp. Streptococcus viridans Dişler çıktıktan sonra Streptococcus viridans Anaerop spiroketler Bacteroides spp. Porphyromonas spp. Prevotella spp. Fusobacterium spp. Lactobacillus spp. Candida spp. Actinomyces spp. Peptostreptococcus spp. Peptococcus spp.

16 Normal vücut florası Sindirim kanalı florası
Farenks: γ hemolitik Streptococcus Coagulase negatif Staphyloccus spp. Neisseria spp. Corynebacterium spp. Haemophilus spp. Strep. pneumoniae Mide: Asit nedeni ile bakterisiz Özel hallerde (aşili, pylor stenozu) Gram pozitif kok ve basiller Barsak Anne sütü ile beslenen yenidoğan Sıklıkla Gram pozitif bakteriler Streptococcus lactis Bifidobacterium İnek sütü ile beslenen yenidoğan Sıklıkla Gram negatif basiller Koliform basiller Proteus Pseudomonas Bacteroides Nadir olarak Gram pozitif bakteriler Clostridium sporları Enterococcus Candida

17 Normal vücut florası Sindirim kanalı florası
Erişkin kalın barsağı: Duodenumdan sonra flora oluşmaya başlar Bakteri yoğunluğu ve çeşitliliği kalın barsaklarda en fazla Floranın % 96-99’u anaerop Dışkı ağırlığının % 10-20’si bakteri Bacteroides fragili grup Porphyromonas spp. Prevotella spp. Bifidobacterium spp. Lactobacillus spp. Clostridium spp. Candida spp. Actinomyces spp. Peptostreptococcus spp. Proteus spp. Pseudomonas spp. Enterococcus Aerop Lctobacillus spp.

18 Normal vücut florası Solunum florası
Burun α ve γ hemolitik Streptococcus Staphylococcus aureus Coagulase negatif Staphyloccus spp. Neisseria spp. Corynebacterium spp. Strep. pneumoniae Larenksten trakeaya doğru inildikçe bakteri sayısı azalır. Küçük bronşlar ve periferinde hiç bakteri bulunmaz Bronşlardaki titrek tüylü epitel hücrelerinin mekanik hareketleri salgılanan mukus enzimlerin etkisi

19 Normal vücut florası Vajen florası
1) Doğumdan hemen sonraki dönem: Anneden geçen hormonların etkisi ile bebeğin vajen florası annesinin vajen florasına benzer Bu durum birkaç hafta sürer. Vajen pH’ı asittir. Aerop Lactobacillus (Doderlein basilleri) 2) Puberteye kadar olan dönem: pH: nötr Gram negatif ve pozitif bakterilerden oluşan karışık flora 3) Puberte dönemi: Predominant olarak Lactobacillus spp Bu bakteriler vajen epitelindeki glikojenden asit oluşturup pH’ı tekrar aside çevirir Ayrıca B grubu Streptococcus spp. Peptostreptococcus Bacteroides spp. Gardnella vaginalis Ureaplasma 4) Menapoz dönemi: Lactobacillus spp. kaybolup yerini karışık bakteri florası na bırakır.

20 İnsanda infeksiyon ve/veya infeksiyon hastalığının meydana gelebilmesi için 3 önemli faktörün işbirliğine gereksinim bulunur. 1) Etkene ait faktörler 2) Konağa ait faktörler 3) Çevresel faktörler

21 Mikroorganizmalara Ait Faktörler
1) Giriş kapısı Deri Konjunktiva Solunum yolu Sindirim kanalı Kan yolu Cinsel yol 2) Konağa giren etken sayısı Etkene ait etmenler cinsi virulansı giriş kapısı Konağa ait etmenler savunma durumu 3) Virulans: Etkenin hastalık yapabilme yeteneğinin şiddet derecesi Virulans faktörleri: İnfeksiyözite: konağa yerleşebilme yeteneği İnvazyon: yayılma yeteneği Kapsül Adhesin ve Fimbrialar Toksinler Diğer faktörler: Hemolizinler Lökosidinler Fibrinolitik kinazlar Streptodornaz Hiyolüronidaz Koagulaz Nöraminidaz Kollagenaz Lesitinaz Ödem yapıcı etmen

22 Hastalık etkeninin konağa giriş yolları
Mikroorganizmaların hastalık yapabilmeleri için, bunların uygun yolla girmeleri de gereklidir. Salmonella typhi sindirim yolu ile alınırsa vücudu istila edebilir ve hastalık meydana getirebilir. Deriden girerse çok nadiren vücuda yayılabilir. A grubu beta hemolitik streptokoklar deriden girerek yayılma kabiliyetine sahiptirler. Üst solunum yolundan girer ise kriptik anjine neden olur. F. tularensis, derideki yaralardan girerse lenf bezlerine lokalize olup kana geçmez ise ölüm oranı % 5 kadardır. Aynı etken keneler aracılığı ile konağa girip kana karışır ise ölüm oranı % 95’e çıkar. Tetanoz toksinleri sindirim sisteminden girerse hastalık oluşturmaz. Neisseria gonorrhoea ağız yolu ile bulaşamaz. Beyin, damar ve periton içine verilen mikroorganizmalar, diğer yollara göre daha çabuk hastalık meydana getirirler.

23 Hastalık etkeninin konağa giriş yolları
Vücudu patojenler mikroorganizmalardan koruyan sistemler vardır. Solunum ve genital organlardaki mukus salgısı, lizozim enzimi, göz yaşı, mide asiditesi mikropların vücuda yerleşmesini engeller. Deri dokusu salgılarıyla birçok mikroorganizmanın ölümüne sebep olur. Ancak, derideki kıl ve yağ folliküllerinden ve çok küçük yaralardan bazı patojenler: S. aureus, Streptococcus spp. Corynebacterium spp. Leptospira spp. ………………… girerek hastalık oluşturabilirler.

24 Hastalık etkeninin konağa giriş yolları
Corynebacterium diphtheriae insanlarda boğazda yerleşerek toksin meydana getirir ve bu zehir vücuda yayılarak hastalık yapar. Hayvanlarda septisemik hemorajik karakterde seyreden Pastuerella sıklıkla yutak ve larinkse yerleşmiştir. Sindirim kanalı: Salmonella, Shigella, Vibriolar, Brusella Mycobacterium bovis Konjunktiva: Leptospiralar, Listerialar Cinsel yol: Tpeponema pallidum Neisseria gonorrhoea, Brusella spp. Trichomonas vaginalis ve diğer mikroorganizmalar girerek hastalık yapabilirler. Deri: Mycobacterium spp. Bacillus anthracis Leptospira, Brusella, Clostridium tetani

25 Hastalık etkeninin konağa giriş yolları
Bazı etkenler bir çok yoldan vücuda girerek hastalık yapabilir. Tüberküloz etkenleri solunum, sindirim ve deri, Şarbon etkeni deri, sindirim ve solunum yolu ile bulaşabilir. Çeşitli yollardan infeksiyon meydana getirebilen mikroorganizmaların yaptığı hastalığın klinik tablosu girdiği yere göre değişebilir. B. anthracis sporları solunum yolu ile alınmışsa, akciğer şarbonu, deriden alınmışsa girdiği yerde püstül ve ödem ile karakterize kasap çıbanı, Tüberküloz basili deriden girerse deri tüberkülozu, barsaktan girerse barsak ve solunum yolu ile alınırsa akciğer tüberkülozu oluşturur. (granülomatöz lezyonlar) Bazı etkenler belli bir yoldan konağa girip hastalık oluşturur. Clostridium tetani, deri yolu ile konağa girer, yerleşip ürer ve oluşturduğu ekzotoksini dış ortama salar. Toksin sinir - kas kavşağından alınır, MSS’ne ulaşır ve hastalık yapar. Klasik botulism’de Clostridium botulinum ise, toksin ihtiva eden gıdaların alınması sonucunda besin zehirlenmesi oluşturur.

26 2) Hastalık etkeninin dozu:
Minimum infektif doz (MİD): Vücuda giren patojenin infeksiyon başlatıp hastalık oluşturabilmesi için alınması gereken en az miktardır. Bu limitin altında konağa giren patojenler, vücudun hücresel ve humoral savunma sistemleri ile kolayca yok edilirler. Etkenin sayısı ne kadar fazla olursa, konakta infeksiyon oluşma riski de o derecede artar. Bir mikroorganizmanın infeksiyon başlatma ve hastalık oluşturması için gerekli patojenin virulansı ve konakçının duyarlılığına göre de değişir. Virulansı fazla patojenler hassas konağa çok az sayıda girseler bile, infeksiyon başlatabilirler. İnvazyon: Mikroorganizmanın vücuda girdiği yerde yerleşip, üredikten sonra çeşitli yollarla dokulara (kan, lenf ve sinir sistemi) yayılma kabiliyetidir. Enterobakterilerin invazyon kabiliyeti, fazladır. Deri yolu ile vücuda giren streptokok veya stafilokoklar, genellikle, burada lokalize olup bazen komşu dokulara yayılırlar.

27 Virulans faktörleri Antifagositik faktörler
Kapsül: Bazı gram negatif ve pozitif bakterilerin çevresinde B. anthracis 'in etrafında protein (D-glutamik asit polimeri) karakterinde ve plasmid tarafından spesifiye edilen zayıf antijeniteye sahip bir kapsül bulunur. C. perfringens, P. multocidae, S. pneumoniae, K. pneumoniae, H. influenzae, N. meningitidis, vs. etrafında polisakkarid yapısında kapsül bulunur. Kapsül, aynı zamanda, bakteriyi, fajların lizisinden de korur. B. anthracis 'in kapsülü in vivo koşullarda meydana gelir. Kültür ortamlarında pasajı yapıldığında kapsül kaybolabilir. Ancak, serumlu ve CO2 'li besiyerlerinde kapsül formasyonu tekrar meydana gelebilir. Kapsülsüz etkenin hastalık yapma yeteneği de kaybolur. Kapsül komplemanın aktivitesini azaltır. Bazı mikroorganizmaların etrafında bulunan mukoid tabaka ve bakterinin üredikleri ortama yaydıkları mukoid maddesi de antifagositik etkiye sahiptir.

28 Virulans faktörleri Antifagositik faktörler
Hücre duvarı antijenleri: Hidrofobik yüzey: Gram negatif bakteriler Protein A: S. aureus'ların Protein A fraksiyonu, Ig’lerin Fc parçasına bağlanır. Eğer böyle bir antikor, fagositik hücrelerin yüzeylerindeki Fc reseptörleriyle birleşir ise antifagositik etki meydana getirir. M proteini: Streptokoklarda bulunur antifagositik aktivite adherens faktörü Teikoik asiti

29 Virulans faktörleri Adherens Faktörleri
İnfeksiyonların çoğu, genellikle, konağın solunum, sindirim ve ürogenital sistemlerine ait mukozal membranların yüzeylerinden başlar. Bu yüzeylerde oluşan makroskobik veya mikroskobik porantreler patojenik mikroorganizmaların kolayca girmesine, yerleşmesine, üremesine ve vücuda yayılarak infeksiyonlar oluşturmalarına yardımcı olurlar. Ancak, yüzeylerinde böyle hazır giriş kapıları bulunmayan, sağlam hücreler de infekte olabilir. Mikroorganizmalar kendilerinde bulunan adhezyon molekülleri yardımı ile hücrelerin yüzeylerindeki spesifik reseptörlere bağlanarak tutunup kolonize olabilir ve invazyonla tüm vücuda yayılabilirler.

30 Virulans faktörleri Adherens Faktörleri
Hemaglutinin: glikoprotein yapısındaki moleküllerdir (peplomer). Daha çok virusların yüzeyinde bulunur Konak hücrelere tutunmada rol oynar Aynı zamanda, eritrositlere de bağlanarak aglütinasyon (hemaglutinasyon) meydana getirir Fimbrial ve afimbrial adhezinler: Bazı bakterilerde bulunan fimbriaların (Tip-I pilus) distal uçlarında bulunan özel adhezyon proteinleri (adhezinler, fimbrial adhezinler) veya bakterilerin hücre duvarlarında lokalize olmuş spesifik adhezyon molekülleri (afimbrial adhezinler), konakçı hücre yüzeyindeki spesifik reseptörlerle (adhezin/reseptör) interaksiyona girebilir Mikroorganizmalar bu sayede hücre yüzeyine bağlanabilir ve kolonize olabilirler.

31 Virulans faktörleri Adherens Faktörleri
Mukoid salgı: Glikoprotein veya mukopolisakkarid yapısındadır. Bazı mikroorganizmaların etrafında bulunan ve amorf özellik gösteren mukoid salgı antijenik bir maddedir. Fagositoza mani olur. S katmanı: bakterilerin konak hücre yüzeylerine bağlanmasını kolaylaştıran maddelerdir. Teikoik asit Lipoteikoik asit M proteini: S. pyogenes'lerin hücre duvarındaki M proteini aynı zaman adherens faktörü olarak ta görev yapar.

32 Virulans faktörleri Toksinler
Bazı infeksiyon hastalıklarının patogenezinde etkenin bizzat kendisi değil yapılarında ve sentezledikleri zehir (toksin) özelliğindeki maddeler rol oynar. Toksinlerin konağı hastalandırmada etkinliği oldukça fazladır. Bir mikroorganizmanın toksin sentezleme yeteneğine toksijenite denir. Bazı bakteri ve mantarlar, gerek invitro ve gerekse invivo olarak ürediğinde değişik türde toksin ve/veya toksik maddeler sentezler. Büyük bölümü ekstrasellülerdir. Toksijenik özellikte olan patojen mikroorganizmaların salgıladıkları ekzotoksinler ve Gram negatif bakterilerin endotoksinleri ciddi toksemik infeksiyonlara toksemi, intoksikasyon yol açar, hatta konağın ölümüne neden olurlar. Bakteri toksinleri çok iyi antijeniteye sahip olmalarına karşın mikotoksinlerin antikor sentezini uyarma etkinlikleri zayıftır.

33 Virulans faktörleri Toksinler
Ekzotoksin: Bakteri hücresi tarafından sentezlenip hücre dışına salınırlar. Potent ekzotoksinler, Sporsuz bakteriler Corynebacterium diphtheriae, Staphylococcus aureus Escherichia coli, Shigella dysenteriae, Vibrio cholerae, Pseudomonas aeuroginosa ………. Sporlu bakteriler Clostridium botulinum, Clostridium tetani, Clostridium perfringens Bacillus anthracis ……….. Bazı mantarlar A. flavus Endotoksin: Bakterinin yapısında bulunan ve bakterinin parçalanması sonucu ortama geçerler Gram negatif bakterilerin hücre duvarında bulunan lipopolisakkarit

34 Virulans faktörleri Toksinler
Toksinler, miktarlarına ve etkinliklerine göre canlılarda sadece infeksiyonlara değil aynı zamanda ölümlere de yol açabilirler. Şimdiye dek en etkili bakteriyel toksinler arasında C. botulinum ’un ekzotoksini bildirilmiştir. C. botulinum A ’nın fare için 1 MLD’u (minimum letal doz) 2. 5x10-5 mcg (pürifiye toksin); C. tetani ’nin toksini fare için 1 MLD’u 4x10-5 mcg; Difteri toksini kobay için 1 MLD’u 6x10-2 mcg ve S. aureus ’un alfa toksininin tavşan için 1 MLD’u 5 mcg kadar olduğu belirtilmiştir.

35 Virulans faktörleri Ekzotoksinler
1) Protein yapısında 2) Çoğu ısıya (60-80°C) duyarlıdırlar (termolabil, TL) Ancak, S. aureus ve E. coli ‘nin enterotoksinleri, daha yüksek ısıya (100° C) dirençli (termostabil, TS). 3) Suda eriyebilir 4) Sentezleri Plasmid kontrolünde; Bacillus anthracis, Clostridium tetani Bakteriyofaj (profaj) C. diphtheriae C. botulinum ’da Genomik DNA (kromozom) Eğer plasmid veya fajlar bakteriden çıkar veya çıkarılır ise, bakteri atoksijenik veya apatojenik hale dönüşür. 5) Etkiledikleri doku ve / veya organlara göre Nörotoksinler C. botulinum, C. tetani, S. aureus Enterotoksinler S.aureus, E. coli, V. cholerae, S. dysenteriae, C. perfringens, Klebsiella sp, Sitotoksinler hemolizin, leukosidin, dermonekrotoksin, hepatotoksin,

36 Virulans faktörleri Ekzotoksinler
İki alt üniteden oluşur. A kısmı: enzimatik özelliğe sahip konak hücrelerinde toksik etkili B kısmı: toksinin konak hücre yüzeyindeki spesifik reseptörlere bağlanması biyolojik açıdan inaktif non-toksik Önemli olan A fraksiyonunun sitoplazmaya ulaşmasıdır. Sitoplazmaya ulaşan toksinler moleküler düzeyde 3 tür etki gösterirler. 1) Hücrelerde protein sentezinin inhibisyonu, 2) Sinir snaps fonksiyonunun bozulması ve 3) Sitoplasmik membranın parçalanması ve membran transport sisteminin bozulması.

37 Ekzotoksinler Difteri toksini
MA:62000 A ve B), C. diphtheriae ’de bulunan profaj (beta fajı) tarafından spesifiye edilir. Toksin (A-B modeli), hücre içine girdikten sonra A fragmenti hedef bölge olan ribosomlara ve özellikle, zincir uzamasında önemli fonksiyona sahip olan EF2 (elongation factor 2) ile bağlanarak polipeptid zincirinin uzamasını önler ve böylece protein sentezine mani olur. Difteri toksinine karşı oluşan antitoksinler toksini nötralize ederek etkinliğini ortadan kaldırabilir. Hücrelere bağlanmış toksin nötralize edilemez. Toksinin B fraksiyonu hücre yüzeyindeki gangliosid Gml’e bağlanmadan önce antitoksin verilirse, bu alt ünite nötralize edilebilir ve böylece toksinin bağlanması önlenir. Bu nedenle tedavide mümkün olduğunca erken dönemde antitoksik serum verilmesine gayret edilir.

38 Ekzotoksinler Botulinum toksini
C. botulinum tarafından sentezlenir A-G arasında tipleri olan farklı etkinliğe ve konak spesifitesine sahip 7 tip İnsan: A, B, E ve F toksinleri, C ve D’ye de sığırlar duyarlıdırlar. Bunlardan, C. botulinum C toksini, bakteriyofaj (profaj) tarafından spesifiye edilir. Bu toksinlerin hepsi asetil kolin sentezini önleyerek değişik şiddette paralizler oluştururlar. Asetil kolin sinirlerle kasların birleştiği bölgede, sinirlerden gelen sinyalleri kaslara ulaştıran, kas kasılmasında önemli rolleri bulunan sinir hücrelerince sentezlenen Sinyaller kaslara ulaşamayınca kontraksiyon oluşmaz ve paraliz meydana gelir. Oluşan paralizi göğüs kasları ve diyaframa ulaşırsa hasta solunum yetersizliği sonucu kaybedilir.

39 Ekzotoksinler Tetanoz toksini
Yara yerinde üreyen C. tetani tarafından sentezlenen ekzotoksin interaksonal yol ile MSS’ne ulaşınca GABA sentezini inhibe eder ve birbirlerine zıt fonksiyonda olan kasların aynı anda kontraksiyonlarına yol açar. Bu kasılmalar o kadar şiddetli olur ki kaslar yırtılabilir veya kemikler kırılabilir. Kas kontraksiyonlarının kontrol edilememesi solunum bozukluklarına da yol açar. Sentezi plasmid kontrolünde Toksinin başlıca iki etkili komponenti bulunmaktadır. Tetanospasmin: GABA ve asetil kolin sentezini inhibe ederek tonik - klonik kasılmalara neden olur Tetanolizin: bazı hayvan eritrositlerini parçalar Toksin, molekül ağırlığında bir polipeptid olarak sentezlenir. İlk sentezlendiğinde inaktif olan molekül, proteolitik enzimlerle iki fraksiyona ayrılır H zinciri, MA; , L zinciri, MA Bu iki fraksiyon bir veya iki disulfid bağı ile birleşmişlerdir.

40 Ekzotoksinler Kolera toksini
Vibrio cholerae tarafından sentezlenen bu enterotoksinin A fraksiyonu tek molekül olmasına karşın, B fraksiyonu 5 molekül halindedir. Toksinin B komponenti barsak epitel hücrelerinin yüzeyindeki gangliosid Gml ‘e bağlanır ve A alt bölümü sitoplazmaya girer. A alt bölümü burada ayrışarak A1 formuna dönüşür. Bu fraksiyon hücrelerde adenylate cyclase enzimini aktivitesini kontrol eden regulatör proteinin fonksiyonunu bozup onu etkisiz hale getirerek adenylate cyclase enzimini sürekli aktif halde tutar. Aşırı adenylate cyclase, ATP’nin fazla miktarda c AMP haline dönüşmesine neden olur. cAMP, barsak epitel hücrelerinden lümene fazla miktarda sıvı ve elektrolit geçmesine yol açar. Bu sıvının önemli bölümü kandan gelir, kandan sıvı ile birlikte dışarı bikarbonatta çıkar kanın pH’sı düşer (asidoz) kanın yoğunluğu artar dolaşım bozulur Hipovolemik şok Ölüm

41 Ekzotoksinler Şarbon toksini
Bacilluc anthracis tarafından sentezlenir. pX01 plasmidi tarafından kodlanır. Toksin protein karakterinde ve zayıf antijenik olup 3 kısımdan oluşur protektif antijen (PA): 735 aa ödem faktörü (EF): 767 aa letal faktör (LF): 776 aa Bu 3 fraksiyon tek başına tam etkili olmayıp en azından iki tanesi (PA + LF) birlikte letal etki gösterir. Toksin, kan damarlarının permeabilitesini bozarak hemorajilere neden olur. B. anthracis 'te kapsül formasyonunun kodlarına sahip ikinci bir plasmid (pX02, 60 MDa) daha bulunur

42 Süperantijenler Şimdiye kadar tanımlanan immunojenlerden çok daha az yoğunlukta bile (pikomolar düzeyde) T hücrelerini uyarabilme yeteneğine sahip T hücre mitojenleridir. Stafilokok, streptokok, P. aeruginosa ve M. arthritis tarafından sentezlenen bazı ekzotoksinler bu grup substanslar içinde kabul edilmektedirler. Diğer antijenlerden en önemli farkları, APC (antijen sunan hücreler) tarafından işlenmeden, MHC II molekülü ile T4 hücrelerine sunulur. T hücrelerinin yüzeylerinde bulunan TCR (T hücre reseptörünün beta zincirinin variable bölgesi (VB) ile direkt bağlantı kurarak birleşirler. Böylece, T4 hücreleri çok kuvvetli olarak uyarılır ve aynı zamanda çeşitli sitokin sentezlemeye başlarlar.

43 Endotoksinler Gram negatif bakterilerinin hücre duvarında bulunan Lipopolisakkarid (LPS) LPS, yapısal bir özellik taşıdığından ekzotoksinler gibi dışarı salgılanamazlar. Ancak, bunlar bakteriler lize oldukları zaman ortama geçerler. LPS, 3 kısımdan oluşur. Lipid A: toksin merkez polisakkaridleri O spesifik karbonhidratları (0 antijeni) Gram negatif bakterilerin hepsi aynı kimyasal yapıda LPS oluşturamaz bazılarında 0 spesifik karbonhidratlar kısa ve aynı zamanda değişik yapıda bulunur. Bazılarının (spiroketler) dış membranında, LPS yanında lipoprotein de vardır. Lipid A: komplemanı alternatif yoldan aktive eder sitokin sentezini uyarır

44 Endotoksinler 1) Deney hayvanlarında toksik etki (letal etki) meydana getirebilmeleri için ekzotoksinlere oranla daha yüksek dozlarda verilmeleri gerekir. 2) Termostabil 3) Antijeniteleri zayıftır. 4) Vücutta fazla miktarda verildiğinde, nonspesifik klinik belirtiler ateş, diare, intestinal hemorajiler, koagulopati, fibrinolizis yangısal reaksiyonlar ve septik şok, meydana getirirler 5) Toksoid hale dönüştürülemezler. 6) Lipopolisakkarid yapısında 7) Vücuda girdiklerinde belli bir inkubasyon süresine sahip değiller.

45 Endotoksinlerin vücutta oluşturduğu etkiler
Ateş (pirojenite): endojen pirojenlerin (İL-1, İL-6, TNF, vs) oluşmasını indükler Septik şok: kan basıncı düşer, nabız zayıflar, Solunum sayısında azalma, kan dolaşımında bozukluklar kollaps ve ölüm Kan değişiklikleri: geçici bir süre lökopeni daha sonra lökositoz trombositleri zedeleyerek intravasküler pıhtılaşma kanda inaktif bir durumda bulunan Hageman faktörü-XII (kan pıhtılaşma faktörü-XII) stimulasyonu damar permeabilitesinde artma sonucu hemorajilere sebep olurlar.

46

47 Diğer virulans faktörleri
Hyaluronidase (yayılma faktörü): Bağ dokusunda bulunan ve sement vazifesi gören hyaluronik asidi hidrolize edip ayrıştırarak patojenin dokularda kolayca yayılmasını sağlar. İndüklenebilen enzim özelliği taşıdığı için ortamda hyaluronik asit varsa sentezlenir. Streptokok, Stafilokok, Clostridium perfringens, gibi bazı bakteriler tarafından sentezlenir. Streptokoklarda bulunan kapsülün bileşiminde de hyaluronik asit bulunmaktadır. Hyaluronik asit, mukopolisakkarid yapısında olup antijenik bir özelliğe sahiptir. Bu grup altında incelenen faktörler genellikle, ekstrasellüler nitelikteki maddeler olup hastalık etkeninin invazyonuna ve hastalık oluşturma kabiliyetlerine yardımcı olurlar. Ekzotoksinler kadar potent olmamakla beraber bazıları oldukça önemli ve etkindir. Çoğu, enzim niteliğindedir.

48 Diğer virulans faktörleri Hemolizinler
Bir çok gram pozitif ve negatif mikroorganizma tarafından sentezlenirler Protein yapısında, Antijenik Eritrositlerin membranında zedelenmeler yaparak hemoglobinin dışarı çıkmasına yol açarlar. Hemolizin oluşturma yeteneği pasajlarla azalır ve kaybolabilir. Bakterilerin hemolitik aktiviteleri, kullanılan kanın türüne, besiyerinin kalınlığına ve kültür koşullarına göre değişebilir. Bazıları, alfa hemoliz (koloni etrafında tam açılma yok, yeşilimsi görünüm) bir kısmı ise tam hemoliz (beta hemoliz) oluşturabilirler. Streptokokkal hemolizinler : Oksijene duyarlılıklarına göre iki kısma ayrılır 1) Streptolizin O (SLO), oksijene duyarlı Serbest halde Anaerop koşullarda üreyen S. pyogenes kolonilerinin etrafında oluşan beta-hemolizden sorumlu 2) Streptolizin S (SLS): oksijene dirençli aerobik koşullarda üreyen S. pyogenes kolonilerinin etrafında oluşan beta-hemolizden sorumlu hücreye bağlı halde lökosidin etkisine de sahip, mikroorganizma fagosite edilirse, makrofaj ve PNL'leri öldürebilir.

49 Diğer virulans faktörleri Coagulase
Başta S. aureus, olmak üzere bazı bakteriler tarafından sentezlenir Plazmadaki aktivatöre etki ederek fibrinogeni, erimez (insoluble) fibrin haline dönüştürür (koagulasyon). Fibrin, mikroorganizmaların etrafını sararak onları fagositozdan ve diğer zararlı etkilerden korur. Termostabil ve antijenik S. aureus’un patojenitesinin belirlenmesinde dikkate alınır. Ancak, koagulase sentezlemeyen mutant patojenik S. aureus 'ların bulunması, patojenite tayininde bu faktörün tek kriter olarak alınamayacağını ortaya koymuştur.

50 Diğer virulans faktörleri Leukosidinler
Streptokok, stafilokok ve pnömokoklar tarafından sentezlenir. Leukosidinler antijeniktirler ve kendilerine karşı antikor sentezini uyarır. Makrofajlar ve polimorfonukleer lökositler öldürür Bakteri fagosite edilince, salınan leukosidinler, içlerinde değişik karakterde hidrolizan enzimler bulunan sitoplasmadaki granülleri parçalayarak internal degranülasyona yol açarlar.

51 Diğer virulans faktörleri Mikrobial demir kelatörleri
Demir bir çok aerobik ve aerotoleran bakterinin yaşaması ve çoğalması için çok gerekli bir elementtir. Ayrıca, sitokrom, katalase gibi demir içeren bazı enzimlerin sentezi için de demire gereksinim vardır. Bakterilerde demir bağlayan proteinlere siderofor adı verilir. Konak serumunda bulunan transferrin, süt, sıvı ve mukozalarda bulunan laktoferrin demir içeren proteinlerdir. E. coli 'de de demir bağlayan protein (enterochelin) bulunmaktadır. Bu protein polimerize ferrik demiri solubulize ederek hücre içine girmesine yardımcı olur. Ortamda demir bulunması bakterilerin üremesi ve toksin sentezleri üzerine olumlu etkide bulunur. Difteri, tetanoz, C. perfringens, vs etkenlerin toksini için demir gereklidir.

52 Diğer virulans faktörleri
Streptokinase (fibrinolizin): Özellikle grup A, C ve G streptokoklar ile stafilokoklar (stafilokinase) tarafından sentezlenir. Streptokinase, kan plasminojenini plasmine çevirir. Plasmin bir protease olup fibrini eritir. Fibrin (kan pıhtısı) eriyince, mikroorganizmalar daha kolay yayılır. Deoksiribonuklease (DNase): S. aureus, S. pyogenes, C. perfringens ve diğer bazı bakteri tarafından sentezlenir. Zedelenmiş dokulardaki hücrelerin DNA 'sını eriterek tahrip eder. Böylece, patojenler daha kolay yayılma olanağı bulurlar. Yaralarda bulunan ve yapısının büyük bir bölümünü ölmüş fagositik hücrelerden oluşan irindeki hücre DNA'ları eridiğinden içlerinde bulunan mikroorganizmalar daha kolayca ve serbest hareket edebilirler.

53 Diğer virulans faktörleri
Lesitinase: Daha çok histotoksik Clostridium spp'ler tarafından sentezlenen bu enzim, hücre plazma membranında bulunan lesitini ayrıştırarak membranın bütünlüğünü ve fonksiyonunu bozar. Kollagenase: Bazı Clostridium spp'ler tarafından sentezlenen bu enzim de kas, kıkırdak ve kemiklerde bulunan kollageni ayrıştırma yeteneğine sahiptir. Hidrojen peroksit (H2O2): Bazı mikoplasma ve ureaplasmalar, genellikle, ürogenital sistem mukozalarına yerleşme eğilimi gösterirler. Burada çoğaldıktan sonra hidrojen peroksit ve amonyak (NH3) oluştururlar. Bu maddelerin böbrek ve ürogenital sistem epitel hücrelerinde birikmesi zararlı ve zedeleyici etkiye sahiptir.

54 Diğer virulans faktörleri Membran Parçalanmasına Neden Olan maddeler
Fosfolipase (alfa-toksin) : C. perfringens tarafından sentezlenen bir sitotoksindir. Hücre membranındaki lesitini hidrolize ederek erimesine ve hücrelerin parçalanmasına neden olur. Listeriolizin: L. monocytogenes, uygun ortamda üretildiğinde, hücrelerin sitoplasmik membranlarında porlar açan ve permeabiliteyi bozarak konak hücrenin parçalanmasına neden olan listeriolizin adı  verilen toksik maddeyi sentezler. Bu substans, pore forming cytotoxin (delik açan sitotoksin) olarak da bilinir.