Podcast o Spirochéty: Charakteristika, Klasifikácia a Patogenéza

Kapitoly

Čo spirochéty skrývajú?

Rod Brachyspira: Problém v chove ošípaných

Rod Borrelia: Kliešť ako taxík

Patogenéza Lymskej boreliózy

Príznaky a prenos

Fázy Lymskej boreliózy

Borelióza u zvierat

Ako to vlastne zistíme?

Iné druhy Borélií

Novinky v taxonómii: Borreliella

Posledný súper: Leptospira

Cesta infekcie

Diagnostika a záver

Přepis

Šimon: Predstav si, že na skúške dostaneš otázku na baktérie. A je tu jedna vec, ktorá pri spirochétach a boréliách zamotá hlavu asi tak 80 percentám študentov... a to je ich pohyb a to, ako unikajú imunite.

Simona: Presne tak. Ale po dnešku v tom budeš mať jasno. Ukážeme ti, ako sa v tom nestratiť a ako na tú otázku odpovedať na jednotku.

Šimon: Počúvate Studyfi Podcast. Poďme teda rovno na to. Simona, čo sú to vlastne tie spirochéty? Prečo sú také špeciálne?

Simona: Takže, spirochéty sú gramnegatívne baktérie, ktoré vyzerajú ako malé špirály alebo vývrtky. Ale to, čo ich robí naozaj unikátnymi, nie je len tvar.

Šimon: A čo teda? Čo je ten kľúčový rozdiel?

Simona: Ich pohyb. Väčšina baktérií má bičíky vonku, ako taký motorček. Ale spirochéty ich majú schované vnútri, v takzvanom periplazmatickom priestore. Volajú sa endoflagely.

Šimon: Počkaj, takže majú motor vnútri karosérie? To znie dosť... neefektívne.

Simona: Práve naopak! Vďaka tomu sa môžu pohybovať rotačným, vývrtkovitým pohybom. To im umožňuje zavŕtať sa do tkanív a do hustého hlienu, kam by sa bežné baktérie nedostali.

Šimon: Aha! Takže to je ten trik, ktorý ich robí takými nebezpečnými patogénmi. Sú to vlastne také malé biologické vrtáky.

Simona: Presne tak. A sú dosť citlivé na vonkajšie prostredie, takže prežívajú hlavne v hostiteľoch. Niektoré sa dokonca nedajú vôbec kultivovať v laboratóriu.

Šimon: Dobre, to dáva zmysel. Spomínala si, že sú to patogény. Môžeme si ukázať nejaký konkrétny príklad? Začnime napríklad rodom Brachyspira.

Simona: Jasné. Rod Brachyspira je učebnicový príklad. Sú to anaeróbne spirochéty, ktoré sa nachádzajú hlavne v tráviacom trakte ošípaných a vtákov.

Šimon: Čiže toto je skôr problém vo veterinárnej medicíne?

Simona: Primárne áno. Najznámejší druh je *Brachyspira hyodysenteriae*. Spôsobuje dyzentériu prasiat, čo je vážne a ekonomicky významné ochorenie. Prenáša sa orálne, fekálne, a spôsobuje masívne hnačky.

Šimon: Ako presne to tá baktéria robí? Má nejaké toxíny?

Simona: Zaujímavé je, že tu nejde primárne o toxíny. Kľúčový faktor virulencie je práve tá pohyblivosť a chemotaxia, schopnosť prenikať črevným hlienom. Hlavný problém je, že poškodí sodíkovú pumpu v bunkách hrubého čreva.

Šimon: Takže sa zastaví vstrebávanie vody a iónov z čreva?

Simona: Presne. To vedie k masívnej dehydratácii a často až k úhynu zvieraťa. Okrem toho existuje aj *Brachyspira pilosicoli*, ktorá spôsobuje črevnú spirochetózu nielen u ošípaných a vtákov, ale aj u človeka.

Šimon: Takže nie je to len o prasiatkach. A diagnostika? Ako sa na to príde?

Simona: Vzorky sú trus alebo časť čreva. Robí sa mikroskopia v tmavom poli, kde krásne vidno ten ich špirálovitý pohyb. A samozrejme kultivácia, aj keď je náročná, alebo modernejšie PCR metódy na potvrdenie.

Šimon: Dobre, od ošípaných sa presuňme k niečomu, čo trápi asi viac nás, ľudí. Rod Borrelia. To už znie povedome. To sú tie, čo spôsobujú Lymskú boreliózu, však?

Simona: Áno, presne tak. Borélie sú väčšie spirochéty, mikroaerofilné, a extrémne ťažko kultivovateľné. A ich hlavná charakteristika je, že sú prenášané vektormi – najčastejšie kliešťami.

Šimon: Kliešť je teda len taký taxík pre baktériu?

Simona: Dokonalé prirovnanie. Je to taxík aj hotel zároveň. Rezervoárom infekcie sú hlavne hlodavce a vysoká zver. Človek, pes alebo kôň sú len náhodní, slepí hostitelia.

Šimon: Slepí hostitelia? Čo to znamená?

Simona: Znamená to, že z nás sa už infekcia zvyčajne ďalej nešíri. Sme konečná stanica. Ale baktérii je to jedno, škodiť nám dokáže aj tak.

Šimon: Spomínali sme Lymskú boreliózu. Spôsobuje ju len jeden druh borélie?

Simona: Tu sa to trochu komplikuje. Hovoríme o komplexe druhov *Borrelia burgdorferi sensu lato*, čo znamená „v širšom zmysle“. V rámci neho existuje viac ako 20 takzvaných genodruhov.

Šimon: Uf, to znie ako nočná mora na skúške. Musíme ich vedieť všetky?

Simona: Našťastie nie. Pre nás sú najdôležitejšie tri: *Borrelia burgdorferi sensu stricto*, *Borrelia afzelii* a *Borrelia garinii*. Tieto tri sú za väčšinu prípadov Lymskej boreliózy v Európe.

Šimon: Dobre, takže kliešť sa prisaje. Čo sa deje potom? Ako sa tá borélia dostane do tela a prečo je taká úspešná?

Simona: Keď sa kliešť začne kŕmiť krvou, borélie v jeho slinných žľazách prejdú úžasnou transformáciou. Zmenia proteín na svojom vonkajšom povrchu, známy ako Osp.

Šimon: Osp? Čo to je?

Simona: Outer surface protein. V kliešťovi majú na povrchu proteín OspA, ktorý im pomáha prežiť v jeho čreve. Ale keď sa dostanú do hostiteľa, teda do nás, prepnú na proteín OspC. Je to ako keby si prezliekli kabát, aby ich imunitný systém nespoznal.

Šimon: Takže je to vlastne forma maskovania?

Simona: Presne. Tento trik im umožní prežiť a šíriť sa krvou po tele. Usídlia sa v kĺboch, mozgu, nervoch, očiach, srdci... prakticky kdekoľvek.

Šimon: A to nie je všetko, však? Určite majú v rukáve aj ďalšie esá.

Simona: Samozrejme. Majú napríklad povrchový proteín VlsE, ktorý má obrovskú antigénnu variabilitu. To znamená, že neustále mení svoj vzhľad, takže aj keď si imunita vytvorí protilátky, baktéria sa zmení a protilátky sú zrazu neúčinné.

Šimon: To je neuveriteľne sofistikované. Neustále unikajú obrane. A tie ich endoflagely, o ktorých sme hovorili na začiatku, tu tiež hrajú rolu?

Simona: Absolútne. Práve tá ich schopnosť zavŕtať sa im umožňuje prenikať tkanivovými bariérami a schovať sa na miestach, kam sa imunitné bunky dostávajú len ťažko.

Šimon: Takže keď sa to všetko spočíta, máme tu baktériu, ktorá je majstrom v maskovaní a invázii. Aké sú potom klinické príznaky?

Simona: Lymská borelióza je známa svojou rozmanitosťou. U psov je väčšina infekcií bezpríznaková. Keď sa príznaky objavia, môže to byť horúčka, letargia, artritída, teda zápal kĺbov. Ale aj problémy so srdcom, obličkami či nervovým systémom.

Šimon: A u ľudí je to podobné? Ten typický červený fľak, však?

Simona: Áno, erythema migrans, migrujúce začervenanie, je typický skorý príznak, ale neobjaví sa vždy. Neskôr môžu prísť práve neurologické a kĺbové problémy, podobne ako u zvierat.

Šimon: Ešte raz k prenosu. Stačí, že sa kliešť len na chvíľu prisaje?

Simona: Väčšinou je potrebný dlhší čas prisatia, zvyčajne viac ako 24 hodín, aby došlo k prenosu dostatočného množstva borélií. Preto je také dôležité odstrániť kliešťa čo najskôr a správne.

Šimon: Takže kľúčová je prevencia. Repelenty, kontrola po pobyte v prírode a rýchle odstránenie kliešťov. To je základ.

Simona: Presne tak. Je to najlepší spôsob, ako sa vyhnúť stretnutiu s touto veľmi inteligentnou baktériou.

Šimon: Super, Simona, ďakujem. Myslím, že v spirochétach a boréliách máme teraz oveľa jasnejšie. Ten ich pohyb a schopnosť maskovať sa sú kľúčové veci, ktoré si treba zapamätať.

Šimon: Takže morfológiu spirochét máme za sebou. To bolo celkom priamočiare. Ale teraz sa poďme pozrieť na prvý konkrétny rod, ktorý je, povedal by som, notoricky známy. Hovorím o rode Borrelia.

Simona: Presne tak, Šimon. Keď sa povie Borrelia, väčšina ľudí si okamžite predstaví Lymskú boreliózu. A majú pravdu, je to najznámejší zástupca. Ale prejavy ochorenia sú oveľa širšie, než len ten typický červený fľak na koži.

Šimon: Naozaj? Čo všetko teda môže spôsobiť? Znie to vážne.

Simona: Môže. Okrem kožných prejavov môže borélia spôsobiť aj krívanie, a to nielen u psov, ale aj u hovädzieho dobytka a oviec. Dokonca môže napadnúť aj vnútorné orgány a spôsobiť zápaly oka, obličiek, pečene alebo dokonca mozgu.

Šimon: Páni, takže to je naozaj systémové ochorenie. Ako sa to celé vyvíja? Je nejaký typický priebeh?

Simona: Áno, patogenéza má celkom jasné fázy. Pomáha to pochopiť, prečo sú príznaky také rozmanité.

Šimon: Super, poďme na to. Aké sú to fázy?

Simona: Mysli na to ako na príbeh v troch dejstvách. Prvé dejstvo je včasné, lokalizované štádium. To je ten známy červený fľak, odborne erythema migrans, ktorý sa objaví v mieste uhryznutia kliešťom.

Šimon: Dobre, to poznám. Čo nasleduje v druhom dejstve?

Simona: Druhé dejstvo je včasné, ale už diseminované štádium. To znamená, že borélie sa cez krv dostanú do celého organizmu. A tu sa začína tá dráma... objavujú sa neurologické, reumatologické a kardiálne problémy.

Šimon: Takže baktéria cestuje po tele a robí si, čo chce. To je dosť desivé. A tretie dejstvo?

Simona: Tretie dejstvo je neskoré štádium. To môže nastať mesiace až roky po infekcii. A to už hovoríme o chronickej artritíde, zápaloch srdca, polyneuritíde a dokonca progresívnej encefalitíde, teda poškodení mozgu. The key takeaway here is — včasná diagnostika je absolútne kľúčová.

Šimon: To je jasné. A čo zvieratá? Spomínala si psy a dobytok. Je to u nich bežné?

Simona: Je to pomerne bežné, ale... a tu je ten zaujímavý háčik... klinické príznaky sa prejavia len u asi piatich až desiatich percent infikovaných psov.

Šimon: Počkaj, takže 90 % psov to má a ani o tom nevedia? Môj pes sa tvári, že má smrteľnú chorobu, aj keď mu len dôjdu maškrty.

Simona: Presne tak! Väčšina zvierat, vrátane koní, mačiek, oviec a kôz, prekoná infekciu asymptomaticky. Najviac ohrozené sú mladé zvieratá alebo tie s oslabenou imunitou.

Šimon: A keď už sa tie príznaky objavia, čo je najtypickejšie? Predpokladám, že to krívanie.

Simona: Trafiĺ si. U psov a mačiek je to najčastejšie bolestivý opuch kĺbov a následné krívanie, ktoré sa môže presúvať z jednej nohy na druhú. Je to takzvaná „putujúca artritída“.

Šimon: Dobre, a ako teda veterinár zistí, že ide práve o boreliózu a nie o niečo iné, čo spôsobuje bolesť kĺbov?

Simona: To je výborná otázka. Diagnostika sa opiera o dva hlavné piliere. Prvým je detekcia protilátok. Telo si proti boréliám vytvára protilátky a my ich vieme zmerať metódami ako ELISA alebo Western blot.

Šimon: To znie ako detektívna práca. Hľadáme stopy, ktoré páchateľ zanechal.

Simona: Presne! A druhá možnosť je hľadať priamo páchateľa. A to robíme pomocou PCR testu, ktorým hľadáme DNA borélie. Vzorku môžeme zobrať z kože, krvi, mozgovomiechového moku alebo priamo z tekutiny v kĺbe.

Šimon: Takže nie je len jedna Borrelia, tá „lymská“?

Simona: Kdeže! Rod Borrelia je celkom rozmanitý. Máme napríklad druh *Borrelia anserina*, ktorá spôsobuje vtáčiu boreliózu. Je nebezpečná hlavne pre mláďatá husí, moriek či kurčiat a spôsobuje im septikémiu.

Šimon: Vtáčia borelióza, to som ešte nepočul. Ešte nejaké ďalšie exotické druhy?

Simona: Určite. Existuje aj *Borrelia theileri*, ktorá u dobytka, oviec a koní v Afrike či Austrálii spôsobuje horúčkovitú anémiu. A potom napríklad *Borrelia coriaceae*, ktorá je podozrivá zo spôsobovania hromadných potratov u dobytka v USA.

Šimon: Takže je v tom celkom chaos. Počkať, v poznámkach mám ešte nejaký rod *Borreliella*. To je preklep, alebo ďalší hráč na scéne?

Simona: Žiadny preklep, to je novinka z vedeckého sveta. Vedci nedávno vyčlenili skupinu borélií, ktoré spôsobujú práve Lymskú boreliózu, do samostatného rodu *Borreliella*.

Šimon: A prečo? Vyzerajú inak?

Simona: Práveže vôbec. Morfologicky a fyziologicky sú na nerozoznanie od rodu Borrelia. Rozdiel je v ich DNA. Takže pre nás v praxi sa veľa nemení, ale pre taxonómov je to veľká vec. Typovým druhom je teraz *Borreliella burgdorferi*.

Šimon: Rozumiem. Takže pre nás zostáva dôležité pamätať si, že borélie sú zákerné, vedia sa schovávať a spôsobujú problémy od kože až po mozog. A že existuje aj vtáčia verzia!

Simona: Presne tak. To je skvelé zhrnutie. A od borélií, ktoré sú známe svojou schopnosťou unikať imunitnému systému, sa teraz presunieme k majstrom v tejto disciplíne. Pozrieme sa na rod Treponema.

Šimon: A poďme na nášho posledného, ale o to zákernejšieho protivníka – Leptospiru. Čo ju robí takou špeciálnou?

Simona: Leptospira je ako obrovská rodina... s viac ako tristo sérovarmi. A niektoré z nich produkujú hemolyzín, čo je v podstate toxín, ktorý ničí červené krvinky.

Šimon: Ako sa vlastne nakazíme? To je tá klasika s myšami, však?

Simona: Presne tak. Prenáša sa hlavne močom infikovaných zvierat. Baktérie potom preniknú cez vlhkú kožu alebo sliznice, dostanú sa do krvi a začnú poškodzovať cievy a krvinky. To vedie k anémii, žltačke a krvácaniu.

Šimon: A imunitný systém si s nimi nevie poradiť?

Simona: Je to prefíkaná baktéria. Vie unikať fagocytóze, dokonca vyvolá smrť makrofágov. A dokáže perzistovať mesiace v obličkách, maternici alebo dokonca v očiach.

Šimon: To znie desivo. Ako ju teda dokážeme odhaliť?

Simona: Diagnostika je pestrá. Od mikroskopie v tmavom poli, cez náročnú kultiváciu... kde sa niekedy využíva aj filtrácia alebo dokonca morča na rýchlu izoláciu z krvi.

Šimon: Morča? To je celkom divoké. A čo modernejšie metódy?

Simona: Samozrejme, dnes máme hlavne serologické testy ako ELISA a najmä PCR, ktorá presne určí konkrétny druh. Takže vieme, s kým máme tú česť.

Šimon: Takže, od Borrelie až po Leptospiru... dnes sme si prešli naozaj dôležité baktérie. Dúfam, že vám tieto informácie pomôžu cítiť sa istejšie na skúške. Simona, ďakujem ti veľmi pekne.

Simona: Rado sa stalo. Držím všetkým palce! A pamätajte, kľúčom je pochopiť mechanizmy, nie len sa bifľovať. Počujeme sa nabudúce!