eval(ez_write_tag([[300,250],’microscopemaster_com-box-2′,’ezslot_5′,113,’0′,’0′]));SalmonellaKlasifikace, příčiny, mikroskopie, léčba a prevence

22 května, 2021admin

Přehled

Salmonella zahrnuje skupinu gramnegativních bacilonosičů, kteří způsobují otravu potravinami a následnou infekci střevního traktu. Zatímco některé z infekcí lze snadno léčit, u některých kmenů bylo prokázáno, že odolávají léčbě antibiotiky, a jsou proto smrtelné. Z tohoto důvodu by se infekce neměly podceňovat.

Existují dva hlavní druhy, mezi které patří:

S. bongori
S. enterica

Klasifikace

Rod Salmonella je úzce příbuzný s bakterií Escherichia coli a předpokládá se, že se od ní (E. coli) oddělil asi před 150 miliony let. Jako takový se přizpůsobil a lze jej nalézt v několika nikách v životním prostředí.

Dosud bylo navrženo několik způsobů klasifikace rodu Salmonella. Žádná jednotná metoda/přístup nebyla jednomyslně odsouhlasena.

Následující je jedna z nejnovějších klasifikací, kterou používá Centrum pro kontrolu nemocí (CDC) podle doporučení Světové zdravotnické organizace (WHO):

Doména: Bakterie – Salmonely jako bakterie jsou prokaryota s jednoduchou buněčnou strukturou, která postrádá organely vázané na membránu.
Řád: enterobakterie – gramnegativní tyčinky (Bacillus), které se obvykle pohybují pomocí bičíků a netvoří endospory/mikrocysty
Rodina:
Rod: Enterobacteriaceae – Jedná se o jedinou čeleď řádu enterobacteriales, kterou tvoří tyčinkovité gramnegativní bakterie.
Rod: Enterobacteriaceae – Jedná se o jedinou čeleď řádu enterobacteriales, kterou tvoří tyčinkovité gramnegativní bakterie: Salmonella
Rod: S. bongori a S. enterica
Poddruhy: S. bongori a S. enterica
Poddruh S: S. bongori má jediný poddruh označovaný jako poddruh V.

The following are subspecies of Salmonella enterica:

enterica I
salamae II
arizonae IIIa
diarizonae IIIb
houtenae IV
indica VI

* In addition to the subspecies, there are also various serotyes of Salmonella that have been suggested to range from 2,200 to about 4,400 serotypes/serovar.

* Serotype grouping is based on cell surface antigens.

Serotypes (Kauffman Classification)

With regards to Salmonella serotypes, the bacteria has been shown to possess three types of antigen. These include antigen H (flagella antigen), antigen O (somatic antigen) and Vi (capsular). These antigens play an important role when it comes to grouping or serotyping the organisms.

Antigens – This antigen is composed of lipopolysaccharide. Antigen O, označovaný také jako somatický antigen, se vyskytuje na vnější membráně a obvykle se určuje podle sekvence cukrů.

H antigen – Patří sem bílkoviny, které se nacházejí na bičících bakterií. H antigen se vyskytuje buď jako fáze 1, nebo fáze 2 (nebo v některých případech oba). I když se mohou vyskytovat v obou těchto formách, bylo také prokázáno, že organismy přecházejí z jedné fáze do druhé. V současné době studie identifikovaly v této klasifikaci více než 1800 sérovarů.

Vi antigen – Vi se vyskytuje u několika sérovarů a je povrchovým antigenem, který překrývá O antigen. Jako takový je doplňkovým antigenem, který se vyskytuje například u Salmonella typhi a Salmonella paratyphi C, kde hraje důležitou roli při potvrzení určení sérotypu.

* Sérotypizace se provádí pomocí čisté kultury organismů izolovaných na neselektivním agaru. Mezi média, která lze použít, patří např: Triple Sugar Iron (TSI), Tryptic Soy Agar (TSA) nebo Nutrient Agar.

* Aglutinační testy zahrnují použití polyvalentních a monovalentních antisér.

Evoluce a ekologická nika

Podle vědeckých studií se salmonely vyvinuly (z E. coli) po dobu více než 150 milionů let prostřednictvím genetických změn, což vedlo ke změnám v ekologii patogenu.

Díky vývoji do komplexní skupiny složené z více než 2300 geneticky/fenotypově odlišných sérotypů se ukázalo, že bakterie je schopna infikovat širokou škálu hostitelů (obratlovců i bezobratlých).

V průběhu evoluce se také ukázalo, že salmonely jsou schopny se přizpůsobit a přežívat v různých prostředích v životním prostředí, a proto jsou označovány jako environmentální salmonely.

Následují některé ekologické niky, ve kterých se různé druhy a sérovary salmonel vyskytují:

Voda – bylo prokázáno, že druhy jako S. enteriditis přežívají ve vodě. Bylo sice prokázáno, že různé jiné sérotypy jsou schopny žít a přežívat ve vodních útvarech, jako jsou potoky, jezera, řeky atd., ale jejich přežití a délka života závisí do značné míry na různých faktorech, jako je teplota, úroveň kyslíku, kontaminace (zvířecí obličeje atd.) a také konkurenční flóra.

Například u některých druhů bylo prokázáno, že jejich rozmnožování do značné míry podporuje teplá teplota vody a také kontaminace zvířecími výkaly, které poskytují zdroj živin. V těchto prostředích může vodní fauna, například žáby, fungovat jako rezervoár a hrát tak sekundární roli při šíření organismů.

Kal – bylo prokázáno, že sérovary jako S. paratyphi B žijí a množí se v kalech z čistíren odpadních vod při teplotě kolem 10 stupňů Celsia. V jedné konkrétní studii ve Švédsku nebylo možné bakterii přiřadit k žádnému živočišnému zdroji, a proto se předpokládalo, že v této konkrétní nice žije volně.

V případě, že jsou takové odpadní vody vypouštěny do jiných prostředí, jako jsou řeky, moře a půda, mohou se šířit a dále množit. To je také jeden ze způsobů, kterým mohou v konečném důsledku infikovat zvířata a člověka.

Ptáci a volně žijící zvířata – Bylo prokázáno, že množství salmonel přenášených různými ptáky se liší. Například zatímco volně žijící holubi přenášejí přibližně 17 % salmonel (S. typhimurium), u sportovních a chovných holubů bylo prokázáno, že přenášejí mnohem vyšší množství této bakterie, zatímco u divokých kachen bylo zjištěno mnohem nižší množství.

Přestože byl zaznamenán přenos na člověka z některých ptáků, u většiny ptáků, včetně racků, byla z velké části prokázána role vektorů, kteří přenášejí bakterie z jednoho místa na druhé.

Divoká zvířata a zvířata v zoologických zahradách se rovněž ukázala být zdrojem exotických a vzácných sérovarů. Míra přenosu u těchto zvířat je do značné míry závislá na druhu zvířat a jejich prostředí. U plazů nejsou onemocnění hlášena tak často, jako je tomu u některých ptáků a volně žijících zvířat.

* Bylo prokázáno, že zemědělská a domácí zvířata přispívají ke kontaminaci zejména prostřednictvím lidského potravního řetězce. Vzhledem k tomu, že drůbež je vystavena působení bakterií ve svém prostředí, bylo prokázáno, že je významným zdrojem salmonel.

Salmonely lze nalézt také v:

Krmivech pro zvířata
Mléčných potravinách
Vodní flóře

* Salmonely přežívají v jednoduchých buněčných organismech, jako jsou améby. V těchto organismech používá bakterie vylučovací systém, aby se chránila před enzymy, které ji mohou rozložit.

Metabolismus

Bakterie salmonely jsou fakultativní anaeroby, které jsou schopny fermentovat glukózu, mannitol a sorbotol.

Většina bakterií rodu Salmonella má proto následující vlastnosti:

Mohou růst aerobně nebo anaerobně – To znamená, že mohou růst i za přítomnosti kyslíku. I když jsou schopny využívat kyslík k dýchání, mohou přežívat také díky anaerobnímu dýchání fermentací organických sloučenin. Zde je však fermentační cesta konečným akceptorem elektronů v procesu.
Při respiraci raději využívají kyslík pro větší výtěžnost energie – Většině salmonel se proto daří za přítomnosti kyslíku. Studie však ukázaly, že v přítomnosti snadno zkvasitelných látek značný počet těchto bakterií odkáže na fermentaci. V tomto případě se ukázalo, že cukry potlačují respirační enzymy, což následně podporuje fermentaci a zároveň minimalizuje dýchání. V nepřítomnosti těchto cukrů, stejně jako jiných nekvasitelných látek, dochází k nárůstu respiračních enzymů, což zvyšuje respiraci.
V porovnání s anaerobiózou je rychlost odbourávání cukrů během aerobiózy menší.

* Zatímco většina bakterií rodu Salmonella fermentuje glukózu, mannitol a sorbotol, S. arizonae je schopna fermentovat laktózu.

* Fermentace cukrů salmonelami vede k produkci kyselin nebo plynu.

Salmonely jsou také kataláza pozitivní a oxidáza negativní, což jsou vlastnosti, které se rovněž používají pro účely stanovení přítomnosti bakterií.

Mezi další vlastnosti používané k určení přítomnosti bakterií v biochemických testech/reakcích patří např:

Nehydrolyzuje močovinu
H 2 S pozitivní
Redukuje dusičnany na dusitany
Lyzin-dekarboxyláza pozitivní
Arginin-Dihydroláza variabilní
Voges-Proskauer pozitivní

* Kataláza je důležitý enzym vyskytující se u salmonel (stejně jako u všech ostatních živých organismů, které jsou vystaveny působení kyslíku). V těchto organismech se enzymy podílejí na rozkladu peroxidu vodíku za vzniku kyslíku a vody. To pomáhá chránit buňky před oxidačním poškozením.

Infekce salmonelou

Přirozeně se člověk nakazí požitím vody nebo potravin kontaminovaných touto bakterií. Může však být získána také kontaktem s některým z výše uvedených přenašečů.

V současné době je identifikováno více než 2500 sérotypů salmonel, z nichž více než 1500 patří do poddruhu enterica. Do této skupiny patří také většina bakterií, které infikují různé typy hostitelů.

Různé typy salmonel postihují různé hostitele, což vedlo k rozdělení příslušníků poddruhů do tří hlavních skupin podle typu hostitele, kterého infikují (široká hostitelská specifita).

Konkrétně:

Neomezené sérovary – do této skupiny patří sérovary S. typhimurium a S. enteritidis, které infikují člověka, drůbež, prasata, myši a skot.

Infekce způsobené těmito organismy:

Enterokolitida (člověk)
Septikemie u myší
Asymptomatická u skotu a drůbeže

Host adaptovaný – zahrnuje sérovary S. dublin a S. cholerasuis. Mezi hostitele těchto bakterií patří skot, prasata, kuřata, myši a zřídka infikují člověka.

Infections include:

Enterocolitis in cattle (as well as septicemia)
Fatal systemic infections in swine
Bacteremia in human beings as well as in mice

Host restricted – This group includes serovars S. typhi, S. gallinarum, and S. abortusequi. These bacteria are found in horses, human beings and poultry.

Infections in the host include:

Typhus
Diarrhea
Septice

* With regards to host specificity, typhi and paratyphi serovars only cause diseases in human beings.

Virulence Factors (Physiology)

Apart from host specificity, several other factors play an important role in the successful infection of the host.

Endotoxin – Stejně jako mnoho jiných gramnegativních bakterií produkují některé druhy salmonel, například Salmonella typhi, endotoxin (lipopolysacharidy (LPS)), což je toxická látka, která vzniká při narušení vnější membrány organismu. To zesiluje salmonelovou infekci a zánět v postiženém místě.
Kapsula – bylo prokázáno, že S. typhi a různé kmeny S. paratyphi mají jako vnější obal kapsulu. Tyto kapsle hrají důležitou roli při přežívání bakterií vzhledem k tomu, že je nelze snadno odstranit. V důsledku toho posilují infekci a v některých případech jsou dokonce spojovány s rezistencí vůči léčbě. Bylo prokázáno, že kromě kapsid produkují salmonely také proteiny vnější membrány, které jim umožňují přežívat v makrofázích.
Adheziva – Kromě kapsid, které chrání bakterie a zvyšují jejich přežití, produkují některé salmonely taková adheziva, jako jsou fimbriály (a nefimbriály), které umožňují bakteriím zůstat přichyceny na povrchu infikovaného místa. Díky zesílenému uchycení (prostřednictvím těchto adheziv) se zvyšuje infekce bakterií.
Bičíky – Vzhledem k tomu, že salmonely mají tendenci postihovat střevní trakt, pomáhají jim bičíky pohybovat se střevním hlenem z jednoho místa na druhé.

Infekce člověka

U lidí a některých zvířat mají salmonely klinický význam, protože způsobují salmonelózu a střevní horečku. Nákaza salmonelami (salmonelóza) se často projevuje průjmem, horečkou (v důsledku zánětu) a také křečemi v břiše, které se objevují 1 až 3 dny po nákaze.

Zatímco infekce může trvat několik dní a proběhnout bez léčby, některé případy, zejména těžké průjmy, vyžadují léčbu.

Některé infekce se mohou rozšířit do krevního oběhu, což má za následek toxický šok, který může způsobit smrt, pokud není léčen.

Mezi osoby s vysokým rizikem této infekce patří:

Malé děti
Pacienti se slabou/oslabenou imunitou
Starší dospělí

* Střevní horečka, známá také jako břišní tyfus, je způsobena S. typhi a S. paratyphi a projevuje se následujícími příznaky:

Celková slabost
Bolest hlavy
Kašel
Ztráta chuti k jídlu
Průjem a zácpa

Patogeneze

Proces, kterým salmonely infikují a ovlivňují člověka při salmonelóze, je odlišný od střevní horečky.

Při salmonelóze začíná infekce požitím bakterií, po kterém následuje kolonizace dolní části střeva. Po této kolonizaci následuje invaze do slizniční vrstvy, kde dochází k akutnímu zánětu.

U střevní horečky po perorální infekci následuje dvoutýdenní inkubační doba, po které se bakterie prostřednictvím M buněk dostanou do slizniční vrstvy. Infekce pak postupuje k místním makrofágům, které bakterie transportují do mezenteriálních lymfatických uzlin.

V konečném důsledku se bakterie mohou rozšířit do takových orgánů, jako jsou mimo jiné plíce a játra, což vede ke komplikacím, jako je empyém, cystitida a tyfová hepatitida.

Prevence a léčba

K nákaze salmonelou dochází většinou v důsledku pití kontaminované vody, konzumace tepelně neupraveného masa, drůbeže a mořských plodů, tepelně neupravených vajec a kontaminovaného ovoce a zeleniny. Může být také způsobena kontaktem s některými domácími zvířaty, jako jsou obojživelníci a plazi.

Většině infekcí lze předcházet minimalizací kontaktu s těmito zvířaty, zejména u dětí, a také správnou hygienou. Hygiena zde zahrnuje mytí rukou vodou a mýdlem před jídlem (a obecně jejich udržování v čistotě), mytí všech potravin před vařením a také dostatečné vaření masných výrobků, které mohou být potenciálním nositelem bakterií, a také mytí rukou po dotyku domácích zvířat. To jsou důležité preventivní tipy, jak se vyhnout nákaze a šíření salmonelových infekcí.

V některých případech je nutná léčba. V takových případech léčba zahrnuje užívání antibiotik a léků proti pohyblivosti a také náhradu tekutin a elektrolytů. Such drugs as loperamide are used for the purposes of relieving cramping among patients. However, this has been associated with such side effects as diarrhea resulting from the infection.

Microscopy with Gram Stain

A Salmonella sample can be obtained directly from the patient (feces) or from contaminated water/foods. The bacteria may be cultured first using the appropriate agar/media to increase the number of cells.

Sample Preparation

Requirements

Clean glass slide
Heat (Bunsen burner)
Gram stain reagents
Staining rack
Sample

Procedure

Prepare a smear at the center of the glass slide using a cotton swab stick or wire loop. Ujistěte se, že sklíčko, vzorek i vatový tampon/ drátěná smyčka jsou čisté, aby nedošlo ke kontaminaci
Sklíčko vysušte a tepelně zafixujte (přibližně 3x přejeďte přes Bunsenův plamen a vyhněte se přehřátí)
Umístěte sklíčko na barvicí stojánek a přidejte na vzorek několik kapek krystalové violeti, jemně promyjte vodou
Přidejte několik kapek Gramova jódu (mořidla) po dobu 30 sekund až 1 minuty, jemně promyjte vodou
Přidejte několik kapek alkoholu (95% alkohol) po dobu asi 10 sekund, jemně promyjte vodou
Přidejte několik kapek safraninu (protibarvivo) a propláchněte vodou
Pomocí hedvábného papíru odstraňte přebytečnou vodu dotykem stran sklíčka
Prohlížejte sklíčko pod mikroskopem od nižšího výkonu

Pozorování

Při prohlížení pod mikroskopem se bakterie rodu Salmonella, například Salmonella newport, objeví jako růžové tyčinky. To znamená, že se jedná o gramnegativní bakterie.

Return to Proteobacteria

Return to Unicellular Organisms

See also Eubacteria page, closely related to E. Coli bacteria and also see Coliform