oppimistavoitteet
- ilmoita, miksi virtsarakon tai suoliston kolonisointia yrittävän bakteerin voi olla hyödyllistä olla liikkumaton.
- kuvaile erityisesti, miten tietyt bakteerit pystyvät käyttämään motiliteettia ottaakseen yhteyttä isäntäsoluihin ja miten tämä voi edistää kolonisaatiota.
- kuvaa lyhyesti, miksi äärimmäisen ohut ja liikkumaton aksiaalifilamenttien avulla voi olla eduksi patogeenisille spirokeetoille.
- kerro yksi esimerkki siitä, miten epämotiili bakteeri voi paremmin levitä isännässä.
- anna lyhyt kuvaus siitä, miten bakteeri voi käyttää myrkkyjä levittääkseen paremmin isännästä toiseen.
korostettu bakteeri
- Lue Helicobacter pylorin kuvaus ja vertaa bakteeria eliön ja sen aiheuttaman infektion kuvaukseen.
hengitysteiden, suoliston ja urogenitaalisen alueen limakalvot huuhtovat jatkuvasti bakteereja pois estääkseen isäntälimakalvostojen kolonisaation. Liikkuvaiset bakteerit voivat käyttää motiliteettiaan ja kemotaksiaan uidakseen liman läpi kohti limakalvon epiteelisoluja. Monet bakteerit, jotka voivat kolonisoida virtsarakon limakalvoja ja suolistoa, ovat itse asiassa liikkumattomia. Motiliteettiin luultavasti auttaa näitä bakteereja liikkua liman välillä mucin säikeiden tai paikoissa, joissa lima on vähemmän viskoosi. Esimerkkejä liikkuvista opportunisteista ja taudinaiheuttajista ovat Helicobacter pylori, Salmonellalajit, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa ja Vibrio cholerae. Kun bakteerit ottavat yhteyttä isäntäsoluihin, ne voivat myöhemmin kiinnittyä ja kolonisoida. (Liite käsitellään seuraavassa jaksossa.)
- film of motile Escherichia coli with fluorescent label-flagella #1 Courtesy of Dr. Howard C. Berg from the Roland Institute at Harvard.
- elokuva liikkuvasta Pseudomonasista YouTubesta.
esimerkiksi Helicobacter pylori-bakteeri, joka aiheuttaa eniten maha-ja pohjukaissuolihaavoja , tuottaa ureaasia, entsyymiä, joka hajottaa ureaa ammoniakiksi ja hiilidioksidiksi. Ammoniakki neutraloi suolahapon vatsassa. Lisäksi ureaasin uskotaan muuttavan liman proteiineja muuttaen sen kiinteästä geelistä ohuemmaksi nesteeksi, jonka bakteerit pystyvät uimaan flagellansa kautta ja myöhemmin käyttämään adhesiineja tarttumaan limakalvojen epiteelisoluihin. H. pylori tuottaa happoa estävää proteiinia, joka estää hapon eritystä ympäröivien parietaalisolujen avulla mahassa. Bakteeritoksiinit johtavat tällöin liialliseen sytokiinien ja kemokiinien sekä mucinaasin ja fosfolipaasin tuotantoon , jotka vahingoittavat mahalaukun limakalvoa. Sytokiinit ja kemokiinit puolestaan aiheuttavat massiivisen tulehdusreaktion. Neutrofiilit lähtevät hiussuonista, kerääntyvät infektioalueelle ja erittävät lysosominsa solunulkoiseen tappamiseen. Tämä ei ainoastaan tapa bakteereja, se tuhoaa myös mahalaukun limaa erittäviä limakalvoja. Ilman tätä suojakerrosta mahahappo aiheuttaa mahan haavaumia. Tämä puolestaan johtaa joko gastriitti tai maha-ja pohjukaissuolihaavoja.
YouTube movie videolta endoskopiatutkimuksesta, jossa näkyy Helicobacter pylorin aiheuttamia pohjukaissuolihaavoja.
Klikkaa tästä linkistä, lue kuvaus Helicobacter pylorista ja pysty vastaamaan bakteerin kuvaukseen kokeessa.
planktoninen Pseudomonas aeruginosa liikkuu polaarisella flagellumillaan veden tai liman läpi ja saa kosketuksen kiinteään pintaan, kuten kehon limakalvoihin (Kuva \(\PageIndex{5}\).1.1). Sen jälkeen se voi käyttää piliä ja soluseinän adhesiineja kiinnittyäkseen limakalvon epiteelisoluihin. Kiinnittyminen aktivoi signalointi-ja quorum-aistimusgeenejä, jotta P. aeruginosan populaatio voi lopulta alkaa syntetisoida alginaatista koostuvaa polysakkaridibiofilmiä. Biofilmin kasvaessa bakteerit menettävät flagellansa muuttuakseen epämotiiliseksi ja erittävät erilaisia entsyymejä, joiden avulla populaatio saa ravinteita isäntäsoluista. Lopulta biofilmi sienestää ja kehittää vesikanavia, joilla se toimittaa vettä ja ravinteita kaikille biofilmin sisältämille bakteereille. Kun biofilmi alkaa olla liian täynnä bakteereja, quorum sensing mahdollistaa joidenkin Pseudomonas jälleen tuottaa flagella, paeta biofilm, ja kolonisoida uuteen paikkaan.
niiden ohuuden, niiden sisäisen flagellan (aksiaalifilamenttien), niiden korkkiruuvin muodon ja niiden liikkumattomuuden vuoksi (kuva \(\PageIndex{5}\).1.2), spirokeetat pystyvät helpommin tunkeutumaan isännän limakalvoille, ihon hiertymiin jne. ja astua ruumiiseen. Motiliteettiin ja levinneisyys voi myös mahdollistaa spirokeetat tunkeutua syvemmälle kudokseen ja syöttää lymphatics ja verenkiertoon ja levittää muille kehon sivustoja. Ihmisiin tarttuvia spirokeetoja ovat muun muassa Treponema pallidum , Leptospira ja Borrelia burgdorferi ).
- movile Borrelia bergdorferi, the spirokeetti, joka aiheuttaa Lymen tauti. Cytovivan luvalla.
- elokuva liikkuvasta Borrelia bergdorferista, Lymen tautia aiheuttavasta spirokeetasta.
eri linjoilla monet bakteerit tuottavat entsyymejä, kuten elastaaseja ja proteaaseja, jotka hajottavat soluja ja kudoksia ympäröiviä solunulkoisia matriisiproteiineja ja helpottavat näiden bakteerien leviämistä elimistössä. Esimerkiksi Streptococcus pyogenes tuottaa streptokinaasia, joka lysoi elimistön tuottamia fibriinitukoksia infektion paikantamiseksi. Se tuottaa myös dnaasia, joka hajottaa mätäpussissa olevaa solutonta DNA: ta ja vähentää mätäpussin viskositeettia. Molemmat entsyymit helpottavat bakteerin leviämistä paikallisesta paikasta uuteen kudokseen.
Staphylococcus aureus taas tuottaa pintaliimoja, jotka sitoutuvat solunulkoisiin matriisiproteiineihin ja isäntäsolukudosta ympäröiviin polysakkarideihin, kuten fibronektiiniin, kollageeniin, laminiiniin, hyaluronihappoon ja elastiiniin. S. aureus proteaasit ja hyaluronidaasi sitten liuottaa nämä solunulkoisen matriisin komponentit, jotka tarjoavat bakteereille ravintoa ja mahdollistavat bakteerien leviämisen.
lopuksi, kuten nähdään myöhemmin tässä yksikössä toksiinien kohdalla, jotkut bakteerit tuottavat myrkkyjä, jotka aiheuttavat ripulia isännässä. Ripuli on myös osa luontaista immuniteettiamme huuhtoa haitalliset mikrobit ja toksiinit pois suolistosta. Toisaalta ripuli on keholle etu, koska se huuhtoo haitalliset mikrobit ja toksiinit pois. Toisaalta siitä on hyötyä ripulin aiheuttavalle bakteerille, koska se myös huuhtoo pois suuren osan suoliston normaalista kasvistosta ja tämä vähentää normaalin kasviston ja taudinaiheuttajien välistä kilpailua ravintoaineista. Lisäksi ripuli mahdollistaa sen, että taudinaiheuttaja lähtee helpommin yhdestä isännästä ja siirtyy uusiin isäntiin ulosteen ja suun kautta.
Yhteenveto
bakteerien on päästävä fyysiseen kosketukseen isäntäsolujen kanssa ennen kuin ne voivat kiinnittyä näihin soluihin ja vastustaa huuhtoutumista pois kehosta. Liikkuvaiset bakteerit voivat flagellansa ja kemotaksinsa avulla uida liman läpi kohti limakalvon epiteelisoluja. Koska niiden ohuus, niiden sisäinen flagella (aksiaalinen filamentit), niiden korkkiruuvi muoto, ja niiden liikkuvuutta, tietyt spirokeetat ovat helpommin päästä imusuonten ja verisuonten ja levitä muihin kehon sivustoja. Monet bakteerit tuottavat entsyymejä, jotka hajottavat solunulkoisia matriisiproteiineja, jotka ympäröivät soluja ja kudoksia ja auttavat paikallistamaan infektion, mikä helpottaa näiden bakteerien leviämistä kehossa. Jotkut bakteerit tuottavat myrkkyjä, jotka aiheuttavat ripulia isännässä, jolloin taudinaiheuttaja voi helpommin lähteä yhdestä isännästä ja siirtyä uusiin isäntiin ulosteen ja suun kautta.
avustajat ja attribuutit
-
Dr. Gary Kaiser (COMMUNITY COLLEGE of BALTIMORE COUNTY, CATONSVILLE CAMPUS)