Podcast o Vybrané gram-negatívne baktérie

Kapitoly

Čeľaď Aeromonadaceae: Vodní obyvatelia

Čeľaď Pasteurellaceae: Zvierací spoločníci aj nepriatelia

Rod Actinobacillus: Keď mäkké tkanivá stvrdnú

Špecialisti na hydinu a ovce

Haemophilus: Krv milujúce baktérie

Histophilus: Zmena mena a identity

Histophilus somni - Tichý zabijak

Faktory virulencie H. somni

Rody Pasteurella a Mannheimia

Mannheimia a "prepravná horúčka"

Pasteurella multocida - Všadeprítomný oportunista

Typy a choroby P. multocida

Čeľaď Vibrionaceae - Baktérie z vody

Vibrio cholerae a ďalšie

Přepis

Lucia: Kúpali ste sa niekedy v jazere alebo v rybníku a len tak zrazu vás napadlo... čo všetko vlastne pláva v tej vode so mnou? Možno nejaká ryba, možno vodná rastlina... ale takmer určite tam boli aj miliardy baktérií. A jedna z nich, o ktorej sa dnes budeme rozprávať, je obzvlášť zaujímavá.

Adam: Presne tak. A je to skvelý príklad toho, ako niečo, čo je bežne v prírode, môže za určitých okolností spôsobovať problémy. Nielen rybám, ale dokonca aj nám.

Lucia: Počúvate Studyfi Podcast.

Adam: Takže, poďme na to. Dnes sa pozrieme na niekoľko čeľadí gramnegatívnych baktérií. Sú to fascinujúce mikroorganizmy.

Lucia: Dobre, Adam, tak začnime tou baktériou z jazera. Čo je to zač?

Adam: Hovoríme o rode Aeromonas, z čeľade Aeromonadaceae. Predstav si ich ako takých vodných nomádov. Sú to gramnegatívne tyčinky, väčšinou pohyblivé vďaka bičíku. A čo je dôležité, sú psychrofilné.

Lucia: Psychro... čo? To znie ako nejaké zaklínadlo.

Adam: Znamená to, že milujú chlad. Ich optimálna teplota je okolo 22 až 28 stupňov Celzia. Preto sa im tak darí vo vode – v jazerách, riekach, rybníkoch.

Lucia: Takže ak nie sú práve fanúšikmi horúcich kúpeľov, prečo by nás mali zaujímať? My sme predsa teplokrvní.

Adam: A to je tá zaujímavá časť. Hoci majú radi chladnejšie prostredie, niektoré druhy dokážu rásť aj pri našej telesnej teplote, teda nad 37 stupňov. A vtedy môžu byť problémom.

Lucia: Rozumiem. A ako sa delia? Spomínal si, že sú väčšinou pohyblivé.

Adam: Presne. Delíme ich na dve hlavné skupiny. Prvou sú pohyblivé aeromonády, kam patria druhy ako Aeromonas hydrophila. Tie sú bežne vo vode a sú súčasťou normálnej flóry rýb. Za určitých podmienok však môžu byť nebezpečné.

Lucia: Čo znamená „za určitých podmienok“?

Adam: Stres, oslabená imunita ryby, znečistená voda... A. hydrophila potom môže u kaprovitých rýb spôsobiť napríklad hemoragickú septikémiu, čo je v podstate otrava krvi, alebo infekčný ascites, kedy sa im hromadí tekutina v brušnej dutine.

Lucia: To neznie dobre. A čo teplokrvné zvieratá, vrátane nás?

Adam: Áno, keďže rastú aj pri vyšších teplotách, môžu spôsobiť problémy aj cicavcom. Napríklad hnačky u prasiat, mastitídy u kráv alebo dokonca črevné infekcie u ľudí, ak zjeme kontaminované jedlo alebo sa nám dostanú do rany.

Lucia: Ako to dokážu? Čím sú také nebezpečné?

Adam: Majú arzenál takzvaných faktorov patogenity. Predstav si to ako výbavu malého bojovníka. Majú fimbrie, čo sú akoby malé háčiky na prichytenie. Potom produkujú toxíny – endotoxín, ktorý je súčasťou ich steny, a enterotoxíny, ktoré pôsobia v čreve a spôsobujú hnačku.

Lucia: A tá druhá skupina, ktorú si spomínal?

Adam: To sú nepohyblivé aeromonády. Najznámejší zástupca je Aeromonas salmonicida. Ako už názov napovedá, cieli hlavne na lososovité ryby, ako sú pstruhy. Spôsobuje im ochorenie zvané furunkulóza.

Lucia: Furunkulóza... to znie ako nejaké vredy.

Adam: Presne tak. Je to v podstate vredová choroba. Na koži sa im tvoria hnisavé lézie, strácajú šupiny a majú zapálené žiabre. Je to pre ryby veľmi vážne ochorenie.

Lucia: Dobre, od vodných baktérií sa presuňme k ďalšej skupine. Čeľaď Pasteurellaceae. To je dosť známe meno, však?

Adam: Absolútne. Je to veľká a významná rodina baktérií. Sú to opäť gramnegatívne, nepohyblivé tyčinky alebo kokobacily. Často žijú ako komenzály na slizniciach dýchacích ciest zvierat a ľudí.

Lucia: Komenzály... to znamená, že tam proste sú a zvyčajne neškodia?

Adam: Presne. Sú súčasťou normálnej mikroflóry. Problém nastane, keď sa zviera dostane do stresu alebo jeho imunita klesne. Vtedy sa z neškodného spolubývajúceho môže stať nebezpečný patogén. Poďme sa pozrieť na pár dôležitých rodov z tejto čeľade.

Lucia: Začnime rodom Actinobacillus. Čo je preň typické?

Adam: Sú to fakultatívne anaeróby, čo znamená, že vedia žiť s kyslíkom aj bez neho. Spôsobujú rôzne infekcie, hlavne u zvierat. Napríklad Actinobacillus lignieresii u hovädzieho dobytka a oviec.

Lucia: A čo presne spôsobuje?

Adam: Veľmi špecifické ochorenie. Predstav si hnisavé lézie v mäkkých tkanivách, hlavne na jazyku a v lymfatických uzlinách. Jazyk zvieraťa môže byť tak tvrdý a opuchnutý, že sa mu hovorí „drevený jazyk“. Je to chronická pyogranulomatózna glositída.

Lucia: Drevený jazyk? To je dosť výstižné. Sú aj iné dôležité druhy?

Adam: Určite. Actinobacillus pleuropneumoniae je postrachom chovateľov ošípaných. Spôsobuje veľmi vážny, často smrteľný zápal pľúc a pohrudnice – pleuropneumóniu. Je to veľmi rýchle a agresívne ochorenie.

Lucia: A prečo je taký agresívny?

Adam: Opäť ide o faktory virulencie. Má kapsulu, ktorá ho chráni pred imunitným systémom ako nejaký neviditeľný plášť. Produkuje tiež silné toxíny, ktoré priamo ničia bunky pľúc, vrátane makrofágov, ktoré by ho mali zničiť. To vedie k rýchlej nekróze tkaniva.

Lucia: A ešte jeden príklad?

Adam: Actinobacillus equuli je zase dôležitý u koní, najmä u žriebät. Spôsobuje u nich v prvých dňoch života septikémiu, teda otravu krvi, a zápaly kĺbov. Je to veľmi smutné ochorenie, často nazývané aj „včasná paréza“ žriebät.

Lucia: Dobre, poďme ďalej. V poznámkach mám rody Avibacterium a Bibersteinia. Sú niečím špecifické?

Adam: Áno, sú to dobré príklady, ako sa taxonómia baktérií mení. Mnohé z nich boli predtým v rode Pasteurella alebo Haemophilus. Vedci ich na základe nových genetických poznatkov preradili.

Lucia: Takže veda nikdy nespí.

Adam: Presne tak. Rod Avibacterium, ako názov napovedá, sa zameriava hlavne na vtáky, teda hydinu. Napríklad Avibacterium paragallinarum spôsobuje infekčnú nádchu, alebo koryzu, u sliepok. Je to akútna infekcia horných dýchacích ciest.

Lucia: Takže aj sliepky môžu mať poriadnu nádchu. To je celkom vtipné.

Adam: Môžu, a pre chovateľov to až také vtipné nie je, pretože sa to rýchlo šíri a spôsobuje ekonomické straty. A potom tu máme rod Bibersteinia. Jeho hlavný zástupca, Bibersteinia trehalosi, bol kedysi známy ako Pasteurella. Uplatňuje sa hlavne ako pôvodca septikémie u starších jahniat.

Lucia: Dobre, a teraz rod, ktorý asi mnohí poznajú – Haemophilus. Už ten názov znie... medicínsky.

Adam: Áno, a názov je veľmi výstižný. „Haemo“ znamená krv a „philus“ znamená milujúci. Tieto baktérie sú totiž veľmi vyberavé v jedle.

Lucia: Vyberavé? Ako to myslíš?

Adam: K svojmu rastu v laboratóriu potrebujú špeciálne rastové faktory, ktoré sa nachádzajú v krvi. Sú to takzvaný X-faktor, čo je hemín, a V-faktor, čo je koenzým NAD. Bez nich jednoducho nenarastú.

Lucia: Takže sú to takí malí bakteriálni gurmáni.

Adam: Dá sa to tak povedať. Žijú ako komenzály na slizniciach, podobne ako ostatní z tejto čeľade. A opäť, stres je spúšťačom ochorenia. Majú tiež vysokú hostiteľskú špecificitu, čo znamená, že jeden druh hemofila sa zvyčajne drží jedného druhu hostiteľa.

Lucia: A ktorý je veterinárne najdôležitejší?

Adam: Určite Haemophilus parasuis. Je bežne prítomný v dýchacích cestách zdravých prasiat. Ale pri strese, napríklad po odstavení od matky, môže spôsobiť vážne systémové ochorenie nazývané Glässerova choroba.

Lucia: Glässerova choroba... čo to presne je?

Adam: Je to syndróm fibrinóznej polyserozitídy. Znie to zložito, ale predstav si to ako masívny zápal všetkých seróznych blán v tele – pohrudnice, osrdcovníka, pobrušnice, ale aj kĺbov a mozgových obalov. Všade sa tvorí fibrín, taká lepkavá bielkovinová sieť. Je to pre prasiatka veľmi bolestivé a často smrteľné.

Lucia: To znie hrozne. Ešte nejaké ďalšie významné hemofily?

Adam: Spomeniem ešte Haemophilus felis u mačiek, ktorý spôsobuje zápaly spojiviek a dýchacích ciest, alebo Haemophilus haemoglobinophilus u psov, ktorý môže spôsobovať zápaly močového a pohlavného aparátu.

Lucia: Na záver tu máme ešte jeden rod – Histophilus. Aj ten znie povedome.

Adam: Áno, pretože jeho najznámejší zástupca, Histophilus somni, bol kedysi tiež zaradený do rodu Haemophilus. Volal sa Haemophilus somnus. Opäť príklad toho, ako sa taxonómia vyvíja.

Lucia: Takže vedci zistili, že až taký milovník krvi nie je?

Adam: V podstate áno. Zistili, že nepotrebuje V-faktor k rastu, takže ho preradili do samostatného rodu. Je to dôležitý patogén hlavne u hovädzieho dobytka.

Lucia: A čo spôsobuje?

Adam: Podobne ako ostatní, je to komenzál, tentoraz hlavne na slizniciach pohlavného aparátu dobytka. Pri oslabení imunity však môže preniknúť do krvi a spôsobiť celý komplex ochorení – zápaly pľúc, kĺbov, a hlavne tromboembolickú meningoencefalitídu, čo je vážne ochorenie mozgu.

Lucia: Adam, ďakujem. Prešli sme si toho naozaj veľa. Od baktérií v rybníku až po komplexné ochorenia dobytka a ošípaných. Je fascinujúce, aké rozmanité a špecializované tieto malé organizmy sú.

Adam: Presne tak. A ukazuje to, aká dôležitá je rovnováha. Kým je hostiteľ v poriadku, tieto baktérie sú len tichými spolubývajúcimi. Ale stačí malý impulz a vedia narobiť obrovské problémy.

Lucia: Skvelé zhrnutie. A nabudúce sa pozrieme na ďalšiu zaujímavú skupinu baktérií.

Lucia: A tým sa dostávame k nášmu poslednému veľkému tématu pre dnešok. Prebrali sme toho naozaj dosť, ale ešte nám zostali nejaké fascinujúce a, úprimne, trochu desivé bakteriálne patogény.

Adam: Presne tak, Lucia. A začneme s baktériou, ktorá je majstrom v skrývaní sa. Volá sa *Histophilus somni*.

Lucia: Majstrom v skrývaní? To znie zákerne.

Adam: To aj je. Infekcia touto baktériou je totiž často bez akýchkoľvek klinických príznakov. Zviera vyzerá úplne zdravo.

Lucia: Takže si farmár ani nemusí nič všimnúť?

Adam: Presne. Problém nastane, keď príde stres. Či už je to transport, zmena počasia, alebo iné ochorenie. Stres je spúšťačom.

Lucia: A čo sa stane potom?

Adam: Potom sa rozvinie klinická choroba, ktorú voláme histofilóza. Je to akútna, často fatálna septikemická choroba. Znamená to, že baktérie sa dostanú do krvi a zamoria celé telo.

Lucia: A ktoré orgány napáda?

Adam: Môže postihnúť takmer všetko... respiračný, kardiovaskulárny, svalový alebo nervový systém. Je to naozaj systémové zlyhanie.

Lucia: Čo robí túto baktériu takou nebezpečnou? Musí mať nejaké špeciálne zbrane.

Adam: Rozhodne. Hovoríme im faktory virulencie. *H. somni* má napríklad adhezíny, ktorými sa pevne prichytí na bunky hostiteľa. Má aj lipopolysacharid, teda LPS, a proteíny, ktoré viažu imunoglobulíny, čím sa chráni pred imunitným systémom.

Lucia: Takže sa vie nielen prichytiť, ale aj brániť.

Adam: Áno, a navyše si vie získať železo z transferínu, čo je pre ňu kľúčové pre prežitie. Ale jej najzákernejšia schopnosť je tvorba trombov.

Lucia: Trombov? Ako krvných zrazenín?

Adam: Presne. Baktéria sa prichytí k endotelu, teda vnútornej výstelke krvných kapilár. To spôsobí, že sa kapilára stiahne a odhalí kolagén. Na ten sa okamžite začnú lepiť krvné doštičky a vytvoria zrazeninu – trombus.

Lucia: A tá zrazenina potom upchá cievu. Chápem.

Adam: A to sa môže stať kdekoľvek. V mozgu, srdci, pľúcach, kĺboch... Preto sú príznaky také rozmanité a choroba taká vážna. U teliat to často vedie k tromboembolickej meningoencefalitíde, čo je v podstate zápal mozgu spôsobený upchatými cievami.

Lucia: Dobre, poďme ďalej. Viem, že existujú ďalšie dva dôležité rody baktérií, *Pasteurella* a *Mannheimia*. Ako súvisia?

Adam: Sú to blízki príbuzní. Obe sú malé, gramnegatívne, nepohyblivé paličky, často s kapsulou, čo je ich hlavný faktor virulencie.

Lucia: Takže púzdro, ktoré ich chráni.

Adam: Presne tak. Mnohé z nich sú bežnou súčasťou slizníc dýchacích ciest zvierat. Žijú tam ako komenzály a nespôsobujú problémy... až kým sa niečo nestane.

Lucia: Zase ten stres, však?

Adam: Áno, stres je veľký hráč aj tu. A aby to nebolo jednoduché, taxonómia sa tu trochu menila. To, čo sa kedysi volalo *Pasteurella haemolytica*, sa rozdelilo. Biotyp A je dnes *Mannheimia haemolytica* a biotyp T je dnes *Bibersteinia trehalosi*. Ale pre nás sú najdôležitejšie *Pasteurella multocida* a *Mannheimia haemolytica*.

Lucia: Vždy sa mi páči, keď vedci premenujú veci, len aby zmiatli študentov.

Adam: Vyzerá to tak, ale má to svoje opodstatnenie. Pomáha to lepšie pochopiť ich vlastnosti a vzťahy.

Lucia: Dobre, tak sa pozrime na *Mannheimia haemolytica*. Spôsobuje niečo konkrétne?

Adam: Áno, je to hlavný pôvodca takzvanej prepravnej horúčky, alebo "shipping fever", u hovädzieho dobytka. Je to vlastne ťažká pneumónia.

Lucia: Prečo práve "prepravná"?

Adam: Lebo najčastejšie postihuje zvieratá po strese z transportu. Sú zoskupené na malom priestore, unavené, dehydrované... ideálne podmienky pre baktériu, aby zaútočila.

Lucia: A ako poškodzuje pľúca?

Adam: Má dva hlavné nástroje. Spomínaný LPS a potom leukotoxín. Tento toxín doslova zabíja biele krvinky, hlavne neutrofily a makrofágy.

Lucia: Takže ničí bunky imunitného systému?

Adam: Presne. A keď sa spojí sila LPS a leukotoxínu, vznikne masívna zápalová odpoveď, ktorá deštruuje pľúcne tkanivo. Výsledkom je takzvaná fibrinózna pneumónia. U jahniat zase spôsobuje septikémiu a u oviec a kôz gangrenóznu mastitídu.

Lucia: A čo tá druhá, *Pasteurella multocida*? Je rovnako špecializovaná?

Adam: Práve naopak. *P. multocida* je taký bakteriálny svetobežník. Vyskytuje sa takmer u všetkých teplokrvných zvierat, vrátane nás, ľudí.

Lucia: Takže je naozaj "multi-cida", ako zabijak mnohých.

Adam: Pekná slovná hračka. A sedí to. Často spôsobuje latentné infekcie, drieme na slizniciach a čaká na svoju príležitosť.

Lucia: Čo to znamená pre nás, pre ľudí? Môžeme sa nakaziť?

Adam: Áno, a najčastejšie sa to stane po pohryznutí. Najmä psami a mačkami. Majú ju bežne v ústnej dutine, takže keď vás pohryznú, baktéria sa dostane hlboko do rany. Preto je dôležité takéto rany vždy poriadne vyčistiť a sledovať.

Lucia: Spomínal si, že má veľa hostiteľov. Spôsobuje u každého to isté?

Adam: Nie, je to veľmi variabilné. Delíme ju podľa kapsulárnych antigénov na typy A, B, D, E a F. Každý typ má tendenciu spôsobovať iné ochorenia u iných zvierat.

Lucia: Môžeš dať nejaké príklady?

Adam: Jasné. Typ A je spojený s pneumóniami u dobytka a oviec. Typy A a D spolu s baktériou *Bordetella bronchiseptica* spôsobujú atrofickú rinitídu, čiže sípavku ošípaných.

Lucia: Čo to je?

Adam: Je to ochorenie, pri ktorom dochádza k deformácii a deštrukcii nosových kostí, čo prasiatkam sťažuje dýchanie. Potom typy A a F spôsobujú choleru hydiny, čo je veľmi závažné ochorenie. A typy B a E zase hemoragickú septikémiu u dobytka a bizónov, hlavne v Ázii a Afrike.

Lucia: To je neuveriteľne široký záber. Od nosa prasaťa až po smrteľnú septikémiu bizóna.

Adam: Presne tak. Je to veľmi adaptabilný a nebezpečný patogén.

Lucia: Dobre, Adam, ako úplne poslednú skupinu tu máme čeľaď *Vibrionaceae*. Čo by sme o nej mali vedieť?

Adam: Predstav si baktérie, ktoré milujú vodu. Sladkú aj slanú. To sú ony. Sú to gramnegatívne tyčinky, často typicky zahnuté do tvaru čiarky alebo rožka.

Lucia: Ako vibrujúce čiarky?

Adam: V podstate áno, sú pohyblivé. Sú to halofilné a alkalofilné baktérie, čo znamená, že majú rady soľ a zásadité prostredie. Väčšina z nich je pre vodné živočíchy buď neškodná, alebo dokonca prospešná, no niektoré sú významné patogény.

Lucia: A predpokladám, že najznámejším zástupcom je *Vibrio cholerae*.

Adam: Bezpochyby. Pôvodca cholery u ľudí. Je to toxigénna, ale neinvazívna baktéria. To znamená, že nepreniká do tkanív, ale usadí sa na epiteli tenkého čreva a produkuje toxín.

Lucia: Cholera toxín, predpokladám.

Adam: Presne, volá sa aj choleragén. Tento enterotoxín spôsobí, že bunky čreva začnú masívne vylučovať vodu a elektrolyty. Výsledkom je prudká, vodnatá hnačka, ktorá sa opisuje ako "ryžový odvar". Bez rýchlej rehydratácie to môže byť smrteľné.

Lucia: To znie hrozne. Sú aj iné druhy vibrií, na ktoré si treba dať pozor?

Adam: Áno. Napríklad *Vibrio parahaemolyticus* spôsobuje otravy z jedla, typicky z nedostatočne tepelne upravených morských plodov. *Vibrio anguillarum* zase spôsobuje vážne infekcie u rýb, najmä morských úhorov. Prejavuje sa červenými fľakmi na koži, ktoré sa menia na nekrotické ložiská.

Lucia: Takže svet baktérií je naozaj rozmanitý, od slizníc dobytka až po morské úhory. Adam, ďakujem ti veľmi pekne. Bol to naozaj vyčerpávajúci, ale nesmierne zaujímavý pohľad na bakteriálne patogény.

Adam: Aj ja ďakujem za pozvanie, Lucia. Rád som sa podelil o tieto informácie. Kľúčové je pamätať si, že mnohé z týchto baktérií sú oportunisti. Čakajú na oslabenie hostiteľa, napríklad stresom, a potom zaútočia.

Lucia: Skvelé zhrnutie na záver. A to je pre dnešnú epizódu Studyfi Podcastu všetko. Dúfame, že ste sa naučili niečo nové a že sa na svet okolo seba budete pozerať zase o niečo znalejším pohľadom. Majte sa krásne a dopočutia nabudúce!

Adam: Dopočutia.