FIZIOPATOLOGIA INFECTIILOR CU PIOCOCI

FIZIOPATOLOGIA INFECTIILOR CU PIOCOCI

A. FIZIOPATOLOGIA INFECTIILOR STAFILOCOCICE

1. Date generale

Membrii grupului Staphylococcus, familia Micrococcaceae, sunt coci gram - pozitivi cu dimensiuni 0, 8 - 2μ, dispusi in gramezi, nesporulati, imobili si in general neincapsulati ( tulpinile de Stafilococ auriu sunt in majoritate neincapsulate in vivo dar isi pierd treptat capsulele in culturi).

Stafilococul creste rapid pe medii de cultura simple dar suporta si medii hiperclorate ( pana la 12% NaCl ) permitand utilizarea mediilor selective. Elibereaza pigmenti endogeni ( ce coloreaza doar cultura, nu si mediul ) astfel : Staphylococcus aureus elaboreaza un pigment auriu, Staphylococccus epidermidis un pigment alb, iar Staphylococcus saprophyticus un pigment galben.

Cu rare exceptii, stafilococii sunt facultativ anaerobi si coagulazo - pozitivi : speciile mai virulente pot coagula plasma ( coagulazo - pozitive ) pe cand cele mai putin virulente nu o fac ( coagulazo - negative ). Au fost recunoscute cinci specii stafilococice coagulazo - pozitive ( dintre care important in patogenia umana este Staphylococcus aureus ) si 27 de specii coagulazo - negative ( mai frecvent fiind Staphylococcus epidermidis - tipic intalnit in infectia materialelor prostetice si Staphylococcus saprophyticus - cauza comuna a infectiei tractului urinar ).

Caracterele antigenice alestafilococului constau in antigenele somatice : nucleoproteina P ( intalnita la toti stafilococii, patogeni sau nepatogeni ), proteina A ( doar cei patogeni ), antigenele polizaharidice pe baza carora exista 13 serotipuri, dar si in antigenele solubile ( enzime si toxine ).

2.Patogenia Stafilococului auriu

Colonizarea

Frecventa cu care Staphylococcus aureus poate fi izolat de pe piele a fost studiata pe larg prin multe tehnici diferite. Cu tehnici conventionale si testare la intamplare, rata aproximativa a locurilor purtatoare de rezidenti de Staphylococcus aureus este: narile anterioare - 35%, perineu - 20%, axile - 5-10% si spatele degetelor - 5-10 %.

Factorii genetici, poate implicand aderenta bacteriana si raspunsurile imune, sunt sugerati de procentele de purtatori nazali, mai mari la oamenii albi decat la cei negri, prin studii asupra familiilor si gemenilor, de ratele procentelor mai mari decat cele normale la pacientii cu fenilcetonurie, prin aderenta crescuta in eczema atopica sau prin asocierea purtatorilor nazali cu antigena HLA-DR₃.

La cei susceptibili la colonizarea nazala, rata depinde de masura in care purtatorii tranzitorii primesc organismul in contact cu purtatorii persistenti. Acesta cel putin contureaza partial cresterea ratei purtatorilor dupa spitalizare, ratele mai mari in mediul urban decat in cel rural si variatii la purtatorii in functie de varsta.

Nasul si ombilicul nou nacutului tind sa fie rapid colonizate de Staphylococcus aureus, in parte poate din cauza ca colonizarea cu cocii saprofitici nu a avut inca loc. Rata purtatorilor nazali este mai degraba mai mare ( aproximativ 72% ) la copii nascuti in spitale si mai scazuta la cei care au primit antiseptice pe ombilic. Copiii nascuti in spital pot transmite infectia altor membrii ai familiei. Rata purtatorilor nazali scade pana la minimum 10-15% la varsta de un an si creste din nou pentru a ajunge la nivelul adultilor pana la varsta de 5 ani.

Caile nazale anterioare sunt cel mai rapid colonizate si reprezinta locul care se testeaza de obicei. Oricum, purtarea de Staphylococcus aureus pe o suprafata a mucoasei turgescente este obisnuita si, recolonizarea de catre aceste organisme poate expilca in parte dificultatea eradicarii Staphylococcus aureus nazal prin aplicare topica.

Eradicarea permanenta a purtarii de Staphylococcus aureus nu este posibila, dar o eliminare temporara sau o reducere semnificativa a numarului poate fi un beneficiu clinic semnificativ.

Eforturile minime de areduce purtatorii sunt aplicarea regulata, pe termen lung, a cremei clorhexidine pe zonele corespunzatoare ( nari anterioare, perineu sau axile ) si folosirea unui antiseptic, de obicei clorhexidine intr-un detergent pentru baia sau dusul zilnic, inclusiv pe par. Antibioticele orale sau topice pot contribui la eliminarea organismului, dar, in general, recolonizarea se petrece curand dupa ce se opreste tratamentul, cu doua principale exceptii : Mupirocin intranazal a eliminat Staphylococcus aureus dupa o perioada de cinci zile la toti pacientii tratati si 50% au ramas nepurtatori dupa cinci luni; Rifampicina oral, 600 mg/zi , 7-10 zile a indepartat organismul pentru trei luni in 80 % din cazuri.

Interferenta bacteriana. Inocularea nazala cu Staphylococcus aureus tipul 502 A, de virulenta relativ scazuta, a fost impusa ca o metoda artificiala de obtinere a interferentei bacteriene impotriva tipurilor mai virulente. In studiul familiilor cu furunculoze recurente, colonizarea cu tipul 502 A a persistat 6 luni in 83% din pacientii tratati si infectiile au devenit mult mai putin frecvente. Oricum, tipul 502 A provoaca ocazional infectii grave, inclusiv un caz de septicemie fatala si folosirea sa nu poate fi in general recomandata.

Colonizarea pielii bolnave de catre Staphylococcus aureus

Leziunile umede si cele in care bariera epidermei este intrerupta sunt repede colonizate de Staphylococcus aureus. Pierderea barierei fizice impotriva invaziei este un factor, dar rapotul privind inactivarea de ser a efectului inhibitor asupra Staphylococcus aureus a acidului linolenic este interesant.

In eczema atopica exista un numar mare de Staphylococcus aureus. Acesta poate fi izolat in 91% din plagile cronice si 100% dinleziunile exudative acute si din pielea neimplicata / neafectata la 76% din pacienti. Numarul de Staphylococcus aureus este corelat cu gravitatea eczemei.Aderenta Staphylococcus aureus la mucoasa nazala si la celulele epiteliale ale pielii este crescuta in eczema atopica. Pacientii care iau retinoide pot dezvolta efecte secundare muco-cutanate, cum ar fi cheilite si blefaroconjunctivite.

Depasirea raspunsului imun si distrugerea tesutlui gazda

Substantele biologic active produse de Staphylococcus aureus sunt enzime si cateva toxine, din care unele contribuie la invadarea si supravietuirea stafilococuilui in tesuturi.

Enzime

- coagulaza =leaga protrombina prouducand conversia fibrinogenului in fibrina ;

determina astfel formarea unei retele de trombi endovenosi ce protejeaza microorganismele de actiunea raspunsului imun sau antibiocelor.

- lipaza = mareste supravietuirea in ariile cu o bogata secretie sebacee

- hialuronidaza = hidrolizeaza acidul hialuronic prezent la nivelul matricei extracelulare, facilitand invazia microbiana.

- stafilokinaza = actiune fibrinolitica, favorizand metastazele septice

- fosfataza, termonucleaza, serin-proteaza.

Toxine

- α hemolizina = toxina prototip formatoare de pori; creaza canale ionice care distrug integritatea membranara ; toxina este dermonecrotica in injectarea subcutanata si este responsabila de fenotipul β- hemolitic demonstrat de multe tulpini stafilococice atunci cand sunt crescute pe medii cu eritrocite de oaie.

- β- hemolizina = este o sfingomielinaza ce are activitate hemolitica cu specificitate de specie, depinzand de continutul in sfingomielina al membranei celulare tinta.

- γ- hemolizina = pare a exercita un efect detergent like asupra membtranei celulare.

- toxinele sinergobimenotropice = sunt o familie nou descrisa de toxine formatoare de pori.

- leucocidina    Panton - Valentine = esteo toxina extrem de acida impotriva polimorfonuclearelor, a monocitelor, macrofagelor ; este dermonecrotica, iar tulpinile care o produc sunt foarte frecvent implicate in furunculoza.

- endotoxinele ( A, B, C _1-3, D, E, H ) = provoaca o enterocolita acuta de tip holeriform ; enterotoxina F determina sindromul socului septic.

- toxinele epidermolitice ( ET-A si ET-B ) = responsabile de sindromul generalizat al pielii arse stafilococic ( SSSS ) si impetigo bulos.

Produsele peretilor celulari ai stafilococilor ( acidul teichoic, peptidoglicani si proteina A ), exercita multe efecte asupra sistemului imunitar. Proteina A poate fi implicata in aderenta bacteriei la celula gazda si se poate lega la portiunea F_c a Ig G alcatuindu-se fragmentul specific F_ab al Ig E.

Principala aparare a gazdei la invazia de stafilococi este ingestia si uciderea de catre fagocite. Anticorpii par sa contribuie relativ putin la apararea gazdei si au o valoare diagnostica si prognostica limitata. Raspunsurile mediate de celule la Staphylococcus aureus apar, dar rolul lor in imunitate este nesigur. Rezistenta la infectia stafilococica este redusa la pacientii cu diabet slab controlat, insuficienta renala, malignitati hematologice, deficiente de nutritie si alcoolism si la cei care primesc terapie cu citostatice si corticosteroizi.

In sindromul imunodeficientei dobandite ( SIDA ), bacteriemia stafilococica poate aparea, iar stomatita angulara, impetigo facial si foliculita sunt obisnuite / comune. Simpla deficienta a imunitatii mediate de celula nu pare sa predispuna la infectia cutanata stafilococica. Deficienta de imunoglobuline, incluzand deficienta selectiva de Ig M, poate contribui la infectia stafilcocica a pielii, ca si alte deficiente ale sistemului complementar. O deficienta izolata a functiei de distrugere a neutrofilelorin doua probe a raspuns la acidul ascorbic. Neutropenia ciclica a fost de asemenea asociata cu eczema infectata recurenta.

In sindromul lui Job, o incidenta crescuta a infectiei stafilococice grave, este asociata cu eczema, niveluri notabil crescute ale serului alcatuit din Ig E si neutrofile deficiente in chemotaxie.

Pioderma recurenta si foliculita cu eczema atopica au fost asociate cu deficiente atat in functia limfocitelor cat si in functia granulocitelor la un baiat si la tatal sau.

Superantigene . Spre deosebire de antigenele obisnuite, superantigenelese lega direct de complexu lde histocompatibilitate MHC II de pe celulele prezentatoare de antigen APC si de lantul V_β al receptorului situat pe limfocitul T ( TCR ). Consecinta este ca acestea pot stimula pana la 10% din totalul limfocitelor T provocandun raspuns imun exuberant caracterizat prin eliberarea de interleukine 1 si 2, TNF si γ - IFN. Stafilococul auriu produce si el un numar de superantigene, enterotoxinele stafilococice, toxinele sindromului de soc toxic TSST-1 si, posibil, toxinele exfoliative. Studii recente arata ca aplicarea enterotoxinei β pe tegumentul intact al subiectilor sanatosi, ca si pe tegumentul indemn al bolnavilor cu dermatita atopica induce reactii inflamatorii. Prin eliberarea de superantigene, Stafilococul auriu prezent pe tegumentul celor cu boli inflamatorii cronice exacerbeaza inflamatia.

Reglarea genetica a caracterelor de virulenta

Productia de factori de virulenta este strans legata de un aparat genetic sensibil si responsiv la modificarile mediului. Acest lucru permite microorganismului sa-si modifice rapid repertoriul proteic pentru a se adapta necesitatilor.

Exista cel putin trei loci genetici separati ce moduleaza productia exoproteinelor stafilococice, prin intermediul lor operand conditiile de mediu specifice. Acestia sunt :

agr ( accesory gene regulator ), xpr ( extracelular accesory regulator ) si sar ( staphylococcal accesory regulator ). Toti trei afecteaza expresia genica la nivelul transcriptiei, stimuland sinteza exoproteinelor si diminuand-o pe cea a proteinelor asociate peretelui celular. Studii recente sugereaza ca agr ar functiona ca "senzor" ce informeaza bacteria cu privire la densitatea de stafilococi din mediu.

Infectia stafilococica cutanata

Principalele boli de piele datorate Staphylococcus aureus sunt:

infectia primara : - Impetigo.

-Ecthyma .

-Foliculita.

-Furunculoza.

-Anthrax.

-Sycosis.

-Ocazional in celulita.

-Altele.

Infectia secundara : - eczema, infectii, ulcere.

Boli cutanate datorate efectului toxinei bacteriene :

- sindromul pielii arse stafilococice .

- sindromul socului toxic.

- scarlatina stafilococica.

1. FIZIOPATOLOGIA INFECTIEI STREPTOCOCICE

1.Date generale

Streptococii, gemeni apartinand familiei Streptococcaceae, genul Streptococcus, sunt coci gram - pozitivi dispusi in lanturi, imobili, nesporulati, putand prezenta o capsula ce exprima un grad mare de virulenta. Unele specii sunt patogene, altel fac partedin flora indigena a orofaringelui, tractului gastro-intestinal sau tegumentului.

Antigenele din grupul Lancefield sunt baza uzuala pentru clasificarea de rutina a streptococilor. Sunt cel putin 18 ( A-R) . Sistemul acopera nu doar streptococii β-hemolitici, la care s-a aplicat initial, ci si unele organisme α- hemolitice si non- hemolitice.

Dupa tipul de hemolizine pe care le elaboreaza streptococii se impart in :

Streptococi α hemolitici ( elaboreaza hemolizina α ) ; pe mediile cu agar - sange metabolizeaza incomplet hemoglobina si dau o culoare verdein jurul coloniilor ; sunt germeni saprofiti, conditionat patogeni ; din aceasta categorie face parte Streptococcus viridans.

Streptococi α^' ( elaboreaza hemolizina α^' ) metabolizeaza complet hemoglobina, dar exista si hematii nehemolizate, marginile coloniei fiind neclare ; apartin acestei categorii serotipurile B si D streptococice, care sunt si ele saprofite, conditionat patogene.

Streptococi β hemolitici ( elaboreaza hemolizina β ) dau hemoliza completa, coloniile avand marginile clare ; sunt inclusi aici streptococii din grupul serologic A, intotdeauna patogeni, dar si cei din grupurile B, C si G.

Streptococii γ nu elaboreaza hemolizine si, cu rare exceptii, nu sunt patogeni pentru om.

Structura antigenica a streptococilor este reprezentata de antigenele somatice si cele solubile. Antigenele somatice sunt : Ag capsular ( se poate izola doar de la germeni extrem de patogeni ), proteina M ( se gaseste la suprafata peretelui bacterian si, pe baza ei, streptococii sunt impartiti in 65 de tipuri ) si carbohidratul C ( in functie de el se defineste clasificarea Lancefield ).

2.Patogenia streptococului degrup A

Principala proteina de suprafata a streptococului de grup A este proteina M care protejeaza organismul streptococului impotriva fagocitozei, afecteaza aderenta la diferite tesuturi epiteliale si contribuie la virulenta. Acidul lipoteichoic, prezent pe suprafata streptococilor de grup A, este implicat in adeziunea organismului si a produselor extracelulare, incluzand streptolizina, hialuronidaza si exotoxinele pirogenice si conduce la virulenta.

Antigenele solubile produse de streptococii de grup A : enzimele si toxinele sunt importante in toxicitatea locala sau sistemica precum si in difuzarea tisulara a infectiei.

Toxine

1. Streptolizine - distrug membrana celulara, fiind responsabile de caracterul hemolitic.

Streptolizina O ( oxigen labila, activa doar in anaerobioza ) inhiba chemotactismul polimorfonuclearelor neutrofile, este leucotoxica cu efect antifagocitar si mitogena asupra limfocitelor T ; este cardiotoxica si puternic antigenica, complexele formate cu anticorpii specifici renale si sinoviale.

Streptolizina S determina β hemoliza, are efecte citopatice asupra trombocitelor, leucocitelor, a celulelor cardiace, renale si a fibroblastilor.

Exotoxinele pirogenice A, B, C ( toxinele eritrogene ) - implicate in patogenia scarlatinei ; au actiune de superantigene stimuland policlonal limfocitele T ; recent s- a evidentiat implicarea tulpinilor de Streptococcus pyogenes, producator de exotoxina in boli cum sunt fasciita necrozanta sau asa - numitul " streptococcal toxic shock like syndrome ".

Enzime

Streptokinaza - prin activarea plasminogenului are proprietati fibrinolitice.

Hialuronidaza - favorizeaza difuziunea tisulara bacteriana prin depolimerizarea acidului hialuronic.

C_5a- peptidaza - factor de virulenta cu actiune asupra complementului.

Proteaze, DN-aza B, nicotinamid-dezaminaza ( NAD-aza 0 ) - enzime puternic imunogene, importante in diagnosticul indirect al infectiilor streptococice.

COLONIZAREA

Pielea normala nu asigura un habitat favorabil pentru Streptococcus pyogenes poate datoritA in parte efectului bactericid al lipidelor din piele, si purtarea tranzitorie pe piele este intalnita doar la 0,5-1 % din indivizi. Totusi, durata de supravietuire a streptococilor pe pielea normala a pacientilor cu infectii si pe mainile si bratele celor ce se ocupa de astfel de pacienti, poate fi suficienta pentru a permite raspandirea acestora pe aceasta ruta.

Streptococii colonizeaza pielea afectata, desi mai greau decat stafilococii. Ei pot fi frecvent izolati in leziuni eczematoase sau alte leziuni umede, desi granita dintre colonizare si infectie este adesea greu de definit.

CONTROLUL SI PROFILAXIA INFECTIEI

Dintre abordari pot fi luate in considerare : supravegherea contactelor pacientilor infectati pentru semne clinice ale infectiei, instructajul in igiena si folosirea antisepticelor , investigatia bacteriologica a pacientilor purtatori ai organismului si contactelor asimptomatice cu privire la tratamentul antibiotic in cazurile pozitive, si administrarea de rutina a penicilinei la cei aflati in categoria de risc, fara investigatie bacteriologica prealabila.

ALTI STREPTOCOCI

Grupul C - colonizeaza mai frecvent pielea bolnava dar ocazional cauzeaza si impetigo, erizipel, celulita.

Grupul G - colonizeaza faringele, intestinul, vaginul sau pielea si poate fi implicat in etiologia celulitei sau erizipelului la pacientii cu boli vasculare sau cei care au suferit o operatie cardiaca si ligatura venoasa.

Grupul B - colonizeaza frecvent anorectul ( probabil loc natural ) si secundar vaginul. Este o cauza a infectiilor grave, in special la nou nascuti. Streptococii de grrup B pot fi asociati cu boala invaziva la adulti, in particular la pacientii cu boli organice.

In piele, par sa aiba un rol in producerea intertrigo bacterian, si rar poate cauza erizipel, celulita, fasciita necrotizanta.

Grupul F - poate fi al II-lea patogen important in hidrosadenita supurativa.

Grupul D - ( enterococi ) sunt de obicei inofensivi, dar au fost in mod neobisnuit implicati in celulita si fasciita necrotizanta.Aceste organisme pot provoca infectii doar in tesuturi afectate anterior.

Grupul L de streptococi Lancefield : s-a raportat ca a produs sepsis secundar unei infectii a pielii la doi lucratori in domeniul carnii si un abces facial.

Serologia streptococica

Anticorpii specifici tipului la proteinele M din grupul A de streptococi persista cateva luni sau un an sau doi si protejeaza impotriva reinfectarii cu acel tip specific.

Antistreptolizina - O este un indicator al unei infectii anterioare cu streptococi din grupele A, C sau G. Limita superioara normala este de 200 u/ml si cele mai mari valori variaza de la 2000 la 3000 U/ml.

Anticorpii DN -azei si hialuronidazei sunt in mod obisnuit crescuti la boala de piele streptococica.

Susceptibilitatea la nou nascuti la grupul B este legata de nivelul de anticorpi specifici de tip capsular in serul matern.

In tarile unde infectia cu streptococi este comuna, valorile ASLO sunt ridicate persistent, astfel incat valorile ridicate pot sa nu indice o infectie recenta. Sunt necesare de aceea investigatii mai specifice.