5.1: förmågan att använda motilitet och andra medel för att kontakta värdceller

slemhinnorna i luftvägarna, tarmkanalen och urinvägarna spolas ständigt bort bakterier för att förhindra kolonisering av värdslemhinnor. Rörliga bakterier kan använda sin rörlighet och kemotaxi för att simma genom slem mot slemhinnepitelceller. Många bakterier som kan kolonisera blåsans och tarmarnas slemhinnor är faktiskt rörliga. Motilitet hjälper förmodligen dessa bakterier att röra sig genom slem mellan mucinsträngarna eller på platser där slemet är mindre visköst. Exempel på rörliga opportunister och patogener inkluderar Helicobacter pylori, Salmonella-arter, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa och Vibrio cholerae. När bakterier kontaktar värdceller kan de därefter fästa och kolonisera. (Bilaga kommer att diskuteras i nästa avsnitt.)

• film av motile Escherichia coli med fluorescerande märkt-flagella # 1 med tillstånd av Dr.Howard C. Berg från Roland Institute vid Harvard.
• film av rörliga Pseudomonas från YouTube.

till exempel producerar Helicobacter pylori, bakterien som orsakar de flesta magsår och duodenalsår , ureas, ett enzym som bryter ner urea i ammoniak och koldioxid. Ammoniak neutraliserar saltsyran i magen. Dessutom tros ureaset förändra proteinerna i slemet och ändra det från en fast gel till en tunnare vätska som bakterierna kan simma igenom genom deras flagella och därefter använda adhesiner för att fästa vid slemhinnans epitelceller. För att ytterligare skydda bakterien från syran, H. pylori producerar ett syrahämmande protein som blockerar syrasekretion genom att omge parietala celler i magen. Bakteriella toxiner leder sedan till överdriven produktion av cytokiner och kemokiner , liksom mucinas och fosfolipas som skadar magslemhinnan. Cytokinerna och kemokinerna resulterar i sin tur i ett massivt inflammatoriskt svar. Neutrofiler lämnar kapillärerna, ackumuleras vid infektionsområdet och släpper ut sina lysosomer för extracellulär dödande. Detta dödar inte bara bakterierna, det förstör också de slemutsöndrande slemhinnorna i magen. Utan detta skyddande skikt orsakar magsyra sår i magen. Detta leder i sin tur till antingen gastrit eller magsår och duodenalsår.

YouTube-film av en videoendoskopiundersökning som visar duodenalsår orsakade av Helicobacter pylori.

planktonisk Pseudomonas aeruginosa använder sin polära flagellum för att röra sig genom vatten eller slem och komma i kontakt med en fast yta som kroppens slemhinnor (figur \(\PageIndex{5}\).1.1). Det kan sedan använda pili och cellväggadhesiner för att fästa vid slemhinnans epitelceller. Attachment aktiverar signalering och kvorumavkännande gener för att så småningom möjliggöra populationen av P. aeruginosa att börja syntetisera en polysackarid biofilm sammansatt av alginat. När biofilmen växer förlorar bakterierna sin flagella för att bli icke-rörliga och utsöndrar en mängd olika enzymer som gör det möjligt för befolkningen att få näringsämnen från värdcellerna. Så småningom svampar biofilmen upp och utvecklar vattenkanaler för att leverera vatten och näringsämnen till alla bakterier i biofilmen. När biofilmen börjar bli för trångt med bakterier, gör kvorumavkänning det möjligt för några av Pseudomonas att igen producera flagella, fly från biofilmen och kolonisera en ny plats.

På grund av deras tunnhet, deras inre flagella (axiella filament), deras korkskruvform och deras rörlighet (figur \(\PageIndex{5}\).1.2), spiroketer kan lättare tränga in i värdslemhinnor, hudskador etc. och gå in i kroppen. Motilitet och penetration kan också göra det möjligt för spiroketerna att tränga djupare in i vävnaden och komma in i lymfatiken och blodomloppet och sprida sig till andra kroppsställen. Spiroketer som infekterar människor inkluderar Treponema pallidum , Leptospira och Borrelia burgdorferi ).

• film av rörliga Borrelia bergdorferi, den spirochete som orsakar Borrelia. Från You Tube, med tillstånd av CytoViva.
• film av rörlig Borrelia bergdorferi, spirochete som orsakar Lyme-sjukdomen.

längs en annan linje producerar många bakterier enzymer som elastaser och proteaser som bryter ner de extracellulära matrisproteinerna som omger celler och vävnader och gör det lättare för dessa bakterier att sprida sig i kroppen. Till exempel producerar Streptococcus pyogenes streptokinas som lyserar fibrinpropparna som produceras av kroppen för att lokalisera infektionen. Det producerar också DNas som bryter ned cellfritt DNA som finns i pus och minskar viskositeten hos pus. Båda dessa enzymer underlättar spridningen av bakterien från den lokaliserade platsen till ny vävnad.Staphylococcus aureus producerar å andra sidan ytadhesiner som binder till extracellulära matrisproteiner och polysackarider som omger värdcellvävnad, inklusive fibronektin, kollagen, laminin, hyaluronsyra och elastin. S. aureus proteaser och hyaluronidas löser sedan upp dessa komponenter i den extracellulära matrisen som ger mat till bakterierna och gör det möjligt för bakterierna att sprida sig.

slutligen, som kommer att ses senare i denna enhet under toxiner, producerar vissa bakterier toxiner som inducerar diarre i värden. Diarre är också en del av vår medfödda immunitet för att spola skadliga mikrober och toxiner ur tarmarna. Å ena sidan är diarre en fördel för kroppen eftersom den spolar ut skadliga mikrober och toxiner. Å andra sidan är det fördelaktigt för bakterien som inducerar diarre eftersom den också spolar ut en hel del av tarmens normala flora och detta minskar konkurrensen om näringsämnen mellan normal flora och patogener. Dessutom möjliggör diarre patogenen att lättare lämna en värd och komma in i nya värdar genom fekal-oral väg.