leerdoelen
- geven aan waarom het een voordeel kan zijn voor een bacterie die probeert de blaas of de darmen te koloniseren om beweeglijk te zijn.
- Beschrijf specifiek hoe bepaalde bacteriën motiliteit kunnen gebruiken om contact te maken met gastheercellen en geef aan hoe dit kolonisatie kan bevorderen.
- beschrijf kort waarom extreem dun en beweeglijk zijn door middel van axiale filamenten een voordeel kan zijn voor pathogene spirocheten.
- Geef een voorbeeld van hoe een niet-motiele bacterie beter kan verspreiden binnen een gastheer.
- Geef een korte beschrijving van hoe een bacterie toxines kan gebruiken om beter van de ene gastheer naar de andere te verspreiden.
gemarkeerde bacterie
- lees de beschrijving van Helicobacter pylori en vergelijk de bacterie met de beschrijving van het organisme en de infectie die het veroorzaakt.
de mucosale oppervlakken van de luchtwegen, het darmkanaal en het urogenitale kanaal spoelen voortdurend bacteriën weg om kolonisatie van gastheerslijmvliezen te voorkomen. Motiele bacteriën kunnen hun motiliteit en chemotaxis gebruiken om door slijm naar mucosale epitheliale cellen te zwemmen. Veel bacteriën die de slijmvliezen van de blaas en de darmen kunnen koloniseren, zijn in feite beweeglijk. Motiliteit helpt waarschijnlijk deze bacteriën bewegen door het slijm tussen de mucine strengen of op plaatsen waar het slijm is minder viskeuze. Voorbeelden van beweeglijke opportunisten en pathogenen zijn Helicobacter pylori, Salmonella species, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, en Vibrio cholerae. Zodra bacteriën contact gastheercellen kunnen ze vervolgens hechten, en koloniseren. (Bijlage zal worden besproken in de volgende paragraaf.)
- film van beweeglijke Escherichia coli met fluorescerend label-flagella #1 Met dank aan Dr.Howard C. Berg van het Roland Institute in Harvard.
- film van motile Pseudomonas van YouTube.Zo produceert Helicobacter pylori , de bacterie die de meeste maag-en duodenumzweren veroorzaakt, urease, een enzym dat ureum afbreekt tot ammoniak en kooldioxide. De ammoniak neutraliseert het zoutzuur in de maag. Bovendien, wordt de urease verondersteld om de proteã nen in het slijm te veranderen die het veranderen van een stevige gel aan een dunnere vloeistof die de bacteriën door middel van hun flagella kunnen zwemmen, en vervolgens adhesins gebruiken om zich te hechten aan de epitheliaale cellen van de slijmvliezen. Om de bacterie verder te beschermen tegen het zuur, H. pylori produceert een zuurremmend eiwit dat de zuursecretie blokkeert door pariëtale cellen in de maag te omringen. Bacteriële toxines leiden dan tot overmatige productie van cytokines en chemokines , evenals mucinase en fosfolipase die het maagslijmvlies beschadigen. De cytokines en chemokines, op hun beurt, resulteren in een enorme ontstekingsreactie. Neutrofielen verlaten de haarvaten, accumuleren op het gebied van infectie, en ontladen hun lysosomen voor extracellulair doden. Dit doodt niet alleen de bacteriën, het vernietigt ook de slijm-afscheidende slijmvliezen van de maag. Zonder deze beschermende laag veroorzaakt maagzuur ulceratie van de maag. Dit leidt op zijn beurt tot gastritis of maag-en darmzweren.
YouTube-film van een video-endoscopie-onderzoek met duodenale ulcera veroorzaakt door Helicobacter pylori.
klik op deze link, lees de beschrijving van Helicobacter pylori, en in staat zijn om de bacterie te matchen met zijn beschrijving tijdens een onderzoek.
Planktonisch Pseudomonas aeruginosa gebruikt zijn polaire flagellum om door water of slijm te bewegen en contact te maken met een vast oppervlak, zoals de slijmvliezen van het lichaam (figuur \(\Paginindex{5}\).1.1). Het kan dan pili en de adhesins van de celwand gebruiken om aan de epitheliaale cellen van het slijmvlies vast te maken. De gehechtheid activeert het signaleren en quorum ontdekken genen om uiteindelijk de bevolking van P. aeruginosa toe te laten om te beginnen met het synthetiseren van een polysaccharide biofilm die uit alginate wordt samengesteld. Aangezien de biofilm groeit, verliezen de bacteriën hun flagella om nonmotiel te worden en een verscheidenheid van enzymen af te scheiden die de bevolking toelaten om voedingsstoffen van de gastheercellen te verkrijgen. Uiteindelijk paddenstoelen de biofilm en ontwikkelt waterkanalen om water en voedingsstoffen te leveren aan alle bacteriën in de biofilm. Aangezien de biofilm te druk met bacteriën begint te worden, stelt quorum het ontdekken sommige Pseudomonas in staat om flagella opnieuw te produceren, de biofilm te ontsnappen, en een nieuwe plaats te koloniseren.
Figure \(\Paginindex{5}\).1.1: Ontwikkeling van een Biofilm door Pseudomonas aeruginosa. Planktonic Pseudomonas aeruginosa gebruiken hun polaire flagella en chemotaxis om naar gastheer slijmvliezen te zwemmen. Pili bindt dan aan de receptoren van de gastheercel voor aanvankelijke maar omkeerbare bacteriële gehechtheid. vanwege hun dunheid, hun interne flagella (axiale filamenten), hun kurkentrekkervorm en hun beweeglijkheid (figuur \(\Paginindex{5}\).1.2), spirocheten zijn gemakkelijker in staat om gastheer slijmvliezen, huid schaafwonden, enz. en het lichaam binnengaan. Motiliteit en penetratie kan ook de spirocheten in staat om dieper in weefsel te dringen en voer de lymphatics en bloedbaan en verspreiden naar andere lichaamsplaatsen. Spirocheten die mensen infecteren omvatten Treponema pallidum , Leptospira, en Borrelia burgdorferi ).
Figure \(\Paginindex{2}\): spirochete axiale filamenten - Movie of motile Borrelia bergdorferi, the spirochete that veroorzaakt de ziekte van Lyme. Van You Tube, met dank aan CytoViva.
- film van beweeglijke Borrelia bergdorferi, de spirochete die de ziekte van Lyme veroorzaakt.
langs een andere lijn produceren veel bacteriën enzymen zoals elastasen en proteasen die de extracellulaire matrixeiwitten die cellen en weefsels omringen afbreken en het voor deze bacteriën gemakkelijker maken om binnen het lichaam te verspreiden. Bijvoorbeeld, veroorzaakt Streptococcus pyogenes streptokinase dat de fibrinestolsels lyses door het lichaam wordt geproduceerd om de besmetting te lokaliseren. Het produceert ook DNase die cel-vrij DNA in pus wordt gevonden afbreekt en de viscositeit van pus vermindert. Beide enzymen vergemakkelijken de verspreiding van de bacterie van de gelokaliseerde plaats naar nieuw weefsel.
Staphylococcus aureus daarentegen produceert oppervlakteadhesines die zich binden aan extracellulaire matrixeiwitten en polysachariden rond gastheercelweefsel, waaronder fibronectine, collageen, laminine, hyaluronzuur en elastine. S. de goudhoudende proteasen en hyaluronidase lossen dan deze componenten van de extracellulaire matrijs op die voedsel voor de bacteriën verstrekken en de bacteriën toelaten om zich uit te spreiden.
ten slotte, zoals later zal worden gezien in deze eenheid onder toxines, produceren sommige bacteriën toxines die diarree veroorzaken in de gastheer. Diarree is ook een deel van onze aangeboren immuniteit om schadelijke microben en toxines uit de darmen te spoelen. Aan de ene kant, diarree is een voordeel voor het lichaam, omdat het spoelt schadelijke microben en toxines. Aan de andere kant is het gunstig voor de bacterie die de diarree veroorzaakt omdat het ook een groot deel van de normale darmflora wegspoelt en dit vermindert de concurrentie om voedingsstoffen tussen normale flora en pathogenen. Bovendien maakt diarree de ziekteverwekker gemakkelijker één gastheer te verlaten en nieuwe gastheren via de fecale-orale route in te voeren.
samenvatting
bacteriën moeten fysiek contact maken met gastheercellen voordat ze zich aan deze cellen kunnen hechten en zich verzetten tegen het uitspoelen van het lichaam. Beweegbare bacteriën kunnen hun flagella en chemotaxis gebruiken om door slijm naar mucosale epitheliale cellen te zwemmen. Vanwege hun dunheid, hun interne flagella( axiale filamenten), hun kurkentrekker vorm, en hun motiliteit, bepaalde spirocheten zijn gemakkelijker in staat invoeren lymfevaten en bloedvaten en verspreid naar andere lichaamsplaatsen. Vele bacteriën produceren enzymen die de extracellulaire matrijsproteã nen degraderen die cellen en weefsels omringen en helpen om besmetting te lokaliseren, die het voor die bacteriën gemakkelijker maken om zich binnen het lichaam te verspreiden. Sommige bacteriën produceren toxines die diarree in de gastheer veroorzaken waardoor de ziekteverwekker gemakkelijker één gastheer verlaat en nieuwe gastheren via de fecale-mondelinge route ingaat.
bijdragers en toeschrijvingen
-
Dr. Gary Kaiser (COMMUNITY COLLEGE OF BALTIMORE COUNTY, Catonsville CAMPUS)