Transcript Document 7361902

Hõimkond Firmicutes (madala
GC-sisaldusega g(+) bakterid)
G(+) bakterite
evolutsioonipuu
Eristatakse 3 klassi:
1) Klostriidid,
2) Mollicutes e. mükoplasmad ja
3) Batsillid.
Neis rühmades on erineva rakukujuga
vorme ja nii sporogeene kui ka
asporogeene. rRNA järjestused
näitavad, et mükoplasmad on
lähedased klostriididega.
Saab rühmadesse jagada selle järgi, kas rakukest on
olemas ja kas endospoore moodustatatakse.
Erinevatel g(+) bakterite rühmadel on erinev
peptodoglükaani ehitus.
Näiteks perekondades Bacillus, Clostridium, Lactobacillus,
Corynebacterium, Mycobacterium ja Nocardia, on
tetrapeptiidid ühendatud nii, nagu g(-) bakteritel: sideme
moodustavad kolmandas positsioonis asuva DAP
aminorühm ja naaberahela terminaalse D-Ala
karboksüülrühm.
Teistel G(+) bakteritel aga on DAP asemel Lys ja
tetrapeptiidid liituvad lisapeptiidi kaudu. Need lisapeptiidid
koosnevad monokarboksüülaminohapetest või glütsiinist
või mõlemast. Selline peptidoglükaan on stafülokokkidel,
streptokokkidel, mikrokokkidel, laktobatsillidel ja
leukonostokitel.
Pentaglütsiinsild
Staphylococcus aureuse peptidoglükaanis on
tetrapeptiidid seostunud omavahel
pentaglütsiinsillaga. Selline lisapeptiidiga seostumine
on iseloomulik g(+) bakterite peptidoglükaanile
Huvitav peptidoglükaan on taimedele
patogeensetel korünebakteritel. Neil moodustub
side ühe ahela teises ja teise ahela neljandas
asendis oleva tetrapeptiidse AH vahel ja kuna
neil aminohapetel on sideme moodustamiseks
vabad vaid karboksüülrühmad, siis on lisapeptiid
moodustunud diaminohapetest, näiteks
ornitiinist.
Klass Klostriidid (“Clostridia”)
Suhteliselt kirju rühm. Siia kuulub ka nn
ebatavalise rakukestaga baktereid, mis võivad
värvuda gramnegatiivselt, aga on tegelikult
tüüpilise g(+) ehitusega peptidoglükaaniga.
Peptidoglükaankihte ilmselt on neil lihtsalt vähem.
Clostridium botulinum
Klass Klostriidid (“Clostridia”).
Klassi kuuluvad näiteks perekonnad:
Clostridium, Sarcina, Butyrivibrio, Lachnospira,
Ruminococcus, Eubacterium, Peptococcus,
Desulfotomaculum, Propionispira, heliobakterid,
Pectinatus, Megasphaera, Veillonella,
Haloanaerobacter.
Perekonnas Clostridium on 146 liiki. Suhteliselt heterogeenne. Võimalik, et
tehakse sellest perekonnast perekondi juurde.
Siia kuuluvad obligaatselt anaeroobsed pulkbakterid, kes moodustavad
termoresistentseid endospoore ja sulfaate ei redutseeri. Siia kuulub rida
ohtlikke baktereid. C. botulinum põhjustab toidumürgitust botulismi, C. tetani
kangestuskramptõbe, C. perfringens ja C. histolyticum gaasgangreeni ja ka
toidumürgitust.
C. difficile. Avastati 1930. a., kuid 70.ndatel hakati teda rohkem uurima seoses
AB ravi järgse kõhulahtisusega. Algul peeti normaalse mikrofloora kahjutuks
esindajaks, enam mitte. Põhjustab soolte põletikulist haavandumist.
Klostriidid on ka biotehnoloogias olulised, näiteks saab nende abil atsetooni ja
butanooli toota.
Klostriididel pole tsütokroome ja neil töötab seetõttu ainult substraatne
fosforüülimine.
Substraadid, mida klostriidid kääritavad, on väga erinevad, samuti ka produktid,
mis tekivad.
Sarcina.
Anaeroobid. Kuubid pakendites (8 ja enam rakku).
Taluvad väga hästi happelist keskkonda. Rakukest
sisaldab tselluloosi ja see liidab ka agregaate. Sarcina
liike saab isoleerida mullast, mudast, väljaheidetest,
maosisaldistest. S. ventriculi (pildil) elab inimese
alahappelises maos. Leitud just haavanditega
patsientidel.
Peptostreptococcus. Obligaatsed anaeroobid.
Kääritavad aminohappeid, suhkruid mitte.
Prpteolüütiliselt väga aktiivsed. Kuuluvad inimese
normaalsesse mikrofloorasse (nahk, jämesool, tupp).
On ühed tüüpilised anaeroobsete infektsioonide
põhjustajad. Esinevad sageli koos Porfüromonase,
Prevotella ja Bacteroidesega. P. magnus on põhiline
põletikke tekitav liik. Põhjustab sünnitusjärgset
emakapõletikku, põskkoopapõletikke, kroonilist
keskkõrvapõletikku jt põletikke.
Eubacterium. Anaeroobsed jämesoolebakterid. Osa proteolüütilised,
osa sahharolüütilised.
Butyrivibrio. Võihapekääritaja. Leidub näiteks mäletsejate loomade
vatsas.
Lachnospira. Võihapekääritaja. Vatsabakter.
Ruminococcus. Moodustab diplokokke ja ahelaid. Obligaatne anaeroob.
Elab vatsas, jämesooles.
Acidaminococcus. Range anaeroob. Kääritab aminohappeid.
Desulfotomaculum. Sufaate redutseeriv sporogeenne bakter. Värvub
gramnegatiivselt (peptidoglükaani vähem), kuid rakukesta ehitustüüp on
g(+).
Eubacterium on saledate rakkudega asporogeensed
anaeroobid, keda leidub rohkesti inimese jämesooles,
aga ka suuõõnes.
Heliobakterid
On fotosünteesivad G(+) bakterid. Värvuvad
gramnegatiivselt, kuid rakukesta ehitustüüp on g(+). Väga
tundlikud penitsilliinile. Peptidoglükaankiht on lihtsalt õhem
ja sellest g(-) värvumine. Neil on ebatavaline
bakteriklorofüll Bchlg, mille esinemine eristab
heliobaktereid teistest fotosünteesivatest bakteritest,
rohelistest ja punastest, kellel on teised klorofüllid ja Bchl
g-d ei ole. Ka ei ole neil klorosoome ja FS pigmendid
paiknevad neil TPMs.
Heliobacillus
Heliobakteritel eristatakse 4 perekonda:
Heliobacterium, Heliobacillus, Heliophilum ja Heliorestis. Levinud troopilises
mullas (riisipõllud)
Heliobacterium chlorum on pulgakujuline libisevalt liikuv, Heliobacterium gestii on
spiraalne, liikuv, Heliobacterium fasciculum ja Heliobacillus mobilis on pulgakujulised.
Heliophilum on pulkbakter, mis moodustab koos liikuvaid rakkude kimpe.
Heliobakterid on roheliselt värvusega. Autotroofset kasvu pole neil ka õnnestunud
näidata. Nende metabolism on fotoheterotroofne. Osad neist moodustavad
endospoore ja see seletab nende hapniku- ja kuivataluvust. Dipikoliinhapet
sisaldavad endospoorid on kirjeldatud Heliobacterium fasciculumil ja H. gestiil.
See on ainus juhus, kus fotosünteesivatel anaeroobsetel bakteritel on
kirjeldatud spoore. Nad fikseerivad ka N2. Märjas mullas (riisipöllud) vöivad
heliobakterid koos tsüanobakteritega kindlasti taimi varustada lämmastikuga.
Perekonnad Pectinatus ja Megaspaera.
Mölemad on villitud pastöörimata ölle saastajad. Esmalt kirjeldati neid
1970ndatel aastatel. Pöhjustavad ebameeldivat löhna ja maitset (H2S
ja rasvhapped: butüraat ja propionaat).
Pectinatus kirjeldati 1978. a. ja kuna ta ei sarnanenud teiste
senikirjeldatutega, siis tehti ettepanek luua uus perekond Pectinatus.
Liik oli P. cerevisiiphilus.
Megasphaera isoleeriti esmalt Saksa öllest 1979. a. Pandi nimi M.
cerevisiae.
Praegu on neid kahte perekonda isoleeritud öllest igal pool maailmas.
Kuna mölemad bakterid on anaeroobid ja öllevillimise tehnoloogia on
sedavörd täiustunud, et üha vähem jäab öhku pudelitesse ja purki, siis
on seal head tingimused nende bakterite arenguks, kui nad korra
sinna on sattunud. Nad saastavad pastöriseerimata villitud õlut.
Köik senikirjeldatud Pectinatuse tüved on isoleeritud
saastunud öllest. Veel on neid leitud
pärmijuuretistest, villimisliinide pesuveest ja
villimisliinide ja taarasäilitusruumide öhust. Kuigi
need bakterid on anaeroobid, on nad vöimelised
säiluma ka aeroobsetes tingimustes.
Pectinatus
Pectinatus cervisiiphilusel on raku ühel poolel
viburid, mis meenutavad kammi. Rakud on veidi
köverdunud, ümarate otstega, kas ühekaupa vöi
paaris, harva ahelas. Elektronmikrofotodel meenutab
Pectinatuse rakukest g(-) rakukesta, kuna
välismembraan esineb. Tegelikult on tal aga väga
paks peptidoglükaankiht.
Selline rakukest nagu g(+) ja g(-) kesta vahepealne.
Samatüüpi rakukest (paks peptidoglükaan +
välismembraan on ka kiirgusresistentsel bakteril
Deinococcus!).
Füsioloogia ja biokeemia
Happelises ja kõrge alkoholisisaldusega (üle 5.2%) ölles ei kasva.
Pectinatus ei suuda kasvada virde pöhilisel suhkrul-maltoosil, küll aga
kasvab laktaadil. Seega stimuleerib piimhapebakterite esinemine ölles
Pectinatust.
Glükoosi kääritamisel moodustuvad propionaat, atsetaat, suktsinaat,
laktaat ja atsetoiin. Köige rohkem tekib propionaati. Propionaat tekib
samas rajas, nagu perekonnal Propionibacterium. Moodustab ka H2S,
mis samuti rikub õlle maitset.
Pectinatuse Isoleerimine.
Kasutatakse söödet, mis sisaldab laktaati ja Pb-atsetaati. Pectinatus
kasvab laktaadil ja toodab H2S, mis annab PbS ja mustad kolooniad.
Inkubeeritakse ja külvatakse anaeroobsetes tingimustes.
Megasphaera on g(-) värvuv kokk. Rakud on ühekaupa vöi lühikeste
ahelatena. M. cerevisiae on õllesaastaja.
Megasphaera isoleerimine.
Megaspaera glükoosil ei kasva ja teda selekteeritakse välja fruktoosil
vöi laktaadil.
Füsioloogia ja biokeemia.
Happelises ölles ja kanges ölles ei kasva. C-allikate ring on väga
kitsas. Nad ei kasva glükoosil, küll aga kasvavad fruktoosil ja
laktaadil. Käärimisproduktideka on butüraat, atsetaat, propionaat jne.
Pöhiline saasteprodukt ölles on butüraat. Toodavad ka H2S.
Rikuvad ära ölle maitse.
Kuidas õlles tuvastada Megasphaerat ?
Villitud pudeleid inkubeeritakse suletult 30oC juures 6 nädalat ja
jälgitakse hägustumist. Vöib teha ka nii, et kohe pärast pudeli
täitmist öllega lisatakse pudelisse kontsentreeritud söödet
fruktoosiga, pudel suletakse ja inkubeeritakse 30oC juures 4 nädalat.
Kui ölu hägustub, siis mikroskoobitakse ja nuusutatakse jne. Testida
saab ka PCR-ga.
Perekond Selenomonas
Need on anaeroobsed g(-) värvuvad, kuukujulised bakterid, kes liiguvad
köhtmise viburite kimbu abil. Liikumine on tõmblev. Selenomonast kirjeldati
juba möödunud sajandil, kus ta leiti suuöönest ja nimetati Spirillum
sputigenumiks. Nüüd on ta nimi Selenomonas sputigena.
Selenomonast on isoleeritud loomavatsast, inimese soolest ja suuöönest
hambakatust. Vatsast isoleeritud tüved kuuluvad liiki Selenomonas
ruminantium. See bakter toodab ka ureaasi ja saab vatsas lagundada uureat.
Nad kääritavad lahustuvaid suhkruid ja laktaati propioonhappeks.
Selenomonas ja igemehaigused
Ilmselt vaatles esmalt neid Leeuwenhoek hambakaapest. Neid on inimese
suus igemetaskutes ja tavaliselt on neid rohkem inimestel, kellel on
igemehaigused. Selenomonase rakukesta lipopolüsahhariidid on toksilised
koekultuuri rakkudele. Seega võivad nad olla paradontoosi põhjustajaks.
Perekond Sporomusa
Perekond loodi 1984. a. Mölleri poolt. Ta kirjeldas graamneg., ovaalseid kuni
banaanikujulisi pulkbaktereid, kes moodustasid endospoore. Spoorid on ümarad vöi
ovaalsed, terminaalsed vöi subterminaalsed ja vöivad rakku paisutada. Rakukest on
neil elektronmikroskoobis tüüpilise g(-) ehitusega ja sisaldab välismembraani. Värvub
ka Grami järgi g(-), kuid peptidoglükaani struktuur on tal sarnane g(+) bakterite
omale. Sporomusa ei hinga sulfaadiga ja ka see eristab teda Desulfotomaculumist.
Pöhiline käärimisprodukt, mida ta moodustab, on atsetaat. Atsetaat tekib suhkrutest,
org. hapetest ja alkoholidest, metanoolist, COst, CO2 + H2-st. Seega on ta
atsetogeen.
Leida vöib Sporomusat mageveekogude mudast, mullast, silost, loomasönnikust,
termiitide soolestikust, kus ta toodab CO2 + H2-st atsetaati, mis on termiidile
energiaallikaks.
Perekond Veillonella
Siia kuuluvad väikesed (0.3-0.5 mkm) graamnegatiivselt värvuvad
kokid. Vanas Bergey kästraamatud grupeeriti nad kokku
anaeroobsete g(-) kokkidega. Rakukesta ehitustüüp ikkagi g(+).
Rakud on tavaliselt paarides, liikumatud ja asporogeensed.
Nad ei käärita suhkruid, sest neil puudub heksokinaas, küll aga
kääritavad nad laktaati, püruvaati, malaati ja fumaraati. Pöhiline
käärimisprodukt on propionaat ja atsetaat.
Kus leidub?
Loomade ja inimese seedetraktis, suuöönes, keelel, hambakatus,
tupes. Kääritavad piimhapet, mida piimhapebakterid toodavad.
Seetõttu on neid just seal, kus piimhapebaktereidki, näiteks
suuõõnes.
Koloniseerimine
Veillonella ise epiteelile ei kinnitu, kuid suudavad kinnituda teistele
kinnitumisvöimelistele bakteritele, nagu Streptococcus, Fusobacterium,
Actinomyces, Propionibacterium. Veillonella ilmub suuöönde varsti pärast
lapse sündi. On näidatud, et Veillonella arvukus suus söltub Streptococcus
salivariuse arvukusest. , kelle abil ta kinnitub ja kelle poolt toodetavat laktaati
ta edasi kääritab.
Streptokokkide rakuväline glükosüülitransferaas vöib seostuda V. parvula
rakkudele ja sellised ensüümiga seotud veillonellad adsorbeeruvad juba
hamba pinnale, kui seal esineb sahharoosi.
Seda, et Veillonella vajab suuööne koloniseerimiseks Streptococcust, on
näidatud ka gnotobiontsel roti mudelil. Kui rotte infitseeriti Veillonellaga,
kolonisatsiooni ei toimunud, kui aga eelnevalt nakatati Streptococcusega ja
siis Vellonellaga, siis Veillonella koloniseeris suuööne kiiresti.
Patogeensus.
Inimesel vöivad pöhjustada ka pöletikke: hambajuure kanali pöletikke,
sinusiiti, günekoloogilisi infektsioone, kopsupöletikku.
Suuöönes on valdav V. parvula (varasem nimi Veillonella alcalescens). Seda
bakterit on eriti palju igemepöletikuga inimestel.
Igemerakkude koekultuuridel on näidatud, et propionaat on neile toksiline ja
sellega saab seletada Veillonella poolt pöhjustatud igemekahjustusi.
Klostriidide klassi kuulub ka Epulopiscium
Epulopiscium
Suur bakter on Epulopiscium
fishelsonii, keda algselt peeti
algloomaks. Tema pikkus on
üle 600 µm ja ruumala miljon
korda suurem, kui tavalistel
bakteritel. Seega on ta suurem,
kui näiteks kingloom. Ta elab
troopilistes vetes ja on kalade
(kirurgkala Acanthurus
olivaceus) soolestiku
sümbiont.
Klostriidide klassi kuulub ka Metabacterium polyspora, kelle
rakus on mitu endospoori. Fülogeneetiliselt on Metabacterium
lähedane nii Epulopisciumiga kui ka klostriididega
Metabacterium polyspora (vasakul) rakus võib
moodustuda kuni 9 endospoori. Epulopiscium sp
(paremal) rakus aga arvukalt tütarrakke. 16SrRNA
järjestuste alusel on need kaks bakterit lähedased
klostriididega
Fülogeneesipuul paiknevad Metabacterium ja
Epulopiscium lähestikku klostriididega
Klass Mollicutes (mükoplasmad)
Sinna kuulub 5 erinevat sugukonda.
Olulisimad perekonnad on
Mycoplasma, Ureaplasma,
Spiroplasma, Anaeroplasma jmt.
Selle rühma juures ka Erysipelothrix
Esmalt isoleeriti 1960. a. ühelt kopsupõletikuga haigelt ja
hakati nimetama PPLO organismideks (pleuropneumonia
like organisms).
Traditsiooniliselt nimetatakse mükoplasmadeks baktereid,
kes on väga väikesed ja kellel puudub rakukest, nad ei
suuda sünteesida peptidoglükaani prekursoreid. Tänu
kesta puudumisele on nad morfoloogiliselt pleomorfsed,
st. ühes ja samas kultuuris vöib kohata ümaraid,
pirnikujulisi, hargnenud ja helikaalseid rakke. Raku
diameeter 0.3-0.8 mkm. Nad on väikseimad iseseisvalt
paljunevad mikroorganismid.
Mükoplasmad on
pleomorfsed
Tänu rakukesta puudumisele on mükoplasmad
osmootselt tundlikud, resistentsed penitsilliinile, tundlikud
detergentidele ja tardsöötmel moodustavad
härjasilmakolooniaid.
Lihtsaim ehk väikseim senisekveneeritud genoom kõigest 580 kb - kuulub Mycoplasma genitalium’ile (1998
a. seisuga). Temal on 482 geeni.
Mükoplasma kolooniad
Mükoplasmad on kas saproobid, kommensaalid või
parasiidid. Nad on kas fakultatiivsed anaeroobid või
ranged anaeroobid.
Vanas Bergey määrajas moodustasid mükoplasmad
iseseisva klassi Mollicutes, mis oli ainus klass
höimkonnas Tenericutes.
Tenericutes oli üks neljast höimkonnast riigis
Prokaryotae.
Praegu arvatakse, et ilmselt on mükoplasmad arenenud
degeneratiivse evolutsiooni teel g(+) organismidest, kel
on madal GC% DNA-s.
Mükoplasmad on enamasti liikumatud ja vibureid ei oma, osa siiski
suudab tardsöötmel libiseda, nende hulgas ka inimese ja loomade
patogeene.
Libisevatel mükoplasmadel on rakkudel leitud spetsiaalne
tipustruktuur, nagu iminapake, mille abil ta saab kinnituda
peremeesrakule ja roomamine toimub alati, napp ees.
Mycoplasma
genitalium. Temal
on ka
senisekveneeritud
bakteritest
väikseim genoom
Kus esinevad?
Inimese, loomade, putukate ja taimede parasiidid. Inimese
ja loomade puhul paiknevad nad hingamisteede ja
urogenitaaltrakti limaskestadel, ka silma, söögitoru
epiteelil, rinnanäärme juhade epiteelil ja mönede loomade
liigestes.
Obligaatsed anaeroobid Anaeroplasma ja Asteroplasma on
seni leitud vaid lamba ja veise vatsast, kus nad kääritavad
tärklist.
Spiroplasmasid on putukate süljenäärmetes ja sooles.
Sealt nad satuvad taimedesse, kus nad pöhjustavad
haigusi.
Molekulaarbioloogia ja geneetika
Väike genoom, järelikult vähe geene. Erinevaid geene on
mükoplasmadel ca 5x vähem, kui E. coli’l.
Mükoplasmad on väikseimate genoomidega bakterid. DNA GCsisaldus on madal: 23 - 41 %.
Kuna genoom on väike, siis sünteesitakse ka vähem valkusid ja
töesti on mükoplasmad metaboolselt defektsed, mis on seotud nende
parasiitse eluviisiga. Nende keeruliste toitumisnöudluste töttu on neid
laboratoorsetel söötmetel seetöttu raske kasvatada.
Mükoplasmadel puuduvad tsütokroomid, tsitraaditsükli ensüümid ning
enamik biosünteesiradadest. Näiteks M. genitaliumi ja Haemophilus
influenzae genoomide võrdlemine näitas, et kui H. influenzae’l on
aminohapete biosünteesi tarvis 68 geeni, M. genitalium’il ainult üks.
Kofaktorite biosünteesiks on M. genitalium’il 5 geeni H. influenzae 54
vastu.
Mõned mükoplasmad vajavad kasvuks kolesterooli (ebatavaline
bakterite puhul), mida nad lülitavad membraanidesse. Selline
tsütoplasmamembraan on tugevam, kui ilma steroolideta membraan.
See on ka arusaadav, sest mükoplasmadel kesta pole.
Steroolidevajaduse järgi jagataksegi mükoplasmad 2 gruppi: steroole
vajavad ja mittevajavad perekonnad. Steroole ei vaja Acholeplasma ja
Asteroplasma. Neil mükoplasmadel, kel steroole membraani ei lülitata,
on membraanis karotinoidid, mis tugevdavad seda.
Osadel mükoplasmadel on membraanis lipoglükaanid, mis meenutavad
ehituselt lipopolüsahhariide, kuid lipiid A puudub neis. Ka see teeb
membraanid tugevamaks ja võib aidata ka seostuda mükoplasmadel
eukarüootsetele rakkudele (rakkude pinnaretseptoritele). Nii nagu
lipopolüsahariididki on lipoglükaanid antigeensed ja nende vastu
moodustuvad antikehad.
Mõned mükoplasmad vajavad ka uureat. Osad kasutavad biokeemiliste
reaktsioonide energiaallikana ATP asemel pürofosfaati.
Mükoplasmade genoome iseloomustab väga madal GCsisaldus (23-41%). Madalaim 23 %-line GC-sisaldus on
teoreetiliselt minimaalne väärtus, mis veel võimaldab
kodeerida normaalse aminohappesisaldusega valke.
Koodoni 3. positsioonis kasutavad mükoplasmad enamasti
A-d või U-d.
Mycoplasma ja Spiroplasma liigid kasutavad universaalset
stop-koodonit UGA trüptofaani koodonina nagu
mitokondergi. Acholeplasma’s on UGA stop-koodoniks,
trüptofaani kodeerib UGG nagu tavaliselt.
Selle erineva koodonikasutuse töttu ei saa
mükoplasmadest kloneeritud geene ekspresseerida E.
coli’s. E. coli ei lülita UGA kohal valku Trp, vaid termineerib
ahela sünteesi. Tekivad köndistatud valgud.
Füsioloogia
Mükoplasmad jagatakse fermentatiivseteks ja mittefermentatiivseteks.
Mittefermentatiivsetel mükoplasmadel puudub heksokinaas,
fosfofruktokinaas ja aldolaas ja EMP rada neil ei funksi. Küll aga
saavad nad kasutada rasvhappeid ja alkohole ja neid aeroobselt
lagundada.
Köigil seniuuritud mükoplasmadel on väga puudulik hingamissüsteem,
neil puuduvad kinoonid ja tsütokroomid, seega ei suuda nad
oksüdatiivselt fosforüülida.
Fermentatiivsetel mükoplasmadel moodustub ATP glükolüüsis
substraatsel fosforüülimisel.
Mittefermentatiivsetel võib ATP moodustuda arginiini dihüdrolaasi
reaktsioonis. Neil on membraanis aktiivne karboksüpeptidaas, mis
vöib peremeesraku valkudest vabastada Arg ja varustada
mükoplasmat energiaallikaga.
L-Arg → L-Tsitrulliin → L-Orn + karbaomüül-P → ATP
Uureat lagundavatel mükoplasmadel pole leitud
Arg dihüdrolaasi, glükolüüsi ega atsetaadi kinaasi.
Seega peab neil olema mingi muu vöimalus ATP
tootmiseks.
On esitatud hüpotees, mille järgi uurea hüdrolüüsil
moodustuv NH3 suunatakse rakust välja ja
moodustub ioongradient ja membraanpotentsiaal,
mille energia arvel sünteesitakse ATPd.
Patogeensus
M. pneumoniae pöhjustab farüngiiti, trahheobronhiiti, kopsupöletikku,
artriiti ja konjunktiviiti. Kopsupõletikku põhjustavad just koolilastel ja
noorukitel.
Ureaplasma urealyticum pöhjustab meestel mittegonokokilist uretriiti,
neerukivide teket ja naistel loote emakasisesid infektsioone.
M. hominis võib põhjustada püelonefriiti ja väikese vaagna põletikke
(pelvic inflammatory disease). Seotud viljatusega.
Mükoplasmad on tülikad koekultuuride saastajad. Seerum, millel
kultuure kasvatatakse, vöib olla saastunud, kuid saastus vöib olla pärit
ka koekultuuriga töötaja suust (süljepiisad).
Patogeneesi mehhanismid
Inimest ja loomi nakatavad mükoplasmad kleepuvad tugevasti limaskestadele
hingamiselundites ja urogenitaaltraktis ja enamasti ei tungi verre ega
kudedesse. Seega nad on pinnaparasiidid. Adhesioon on piisavalt tugev, et
vältida mükoplasmade väljauhtumist.
Mükoplasmal peab adhesiiniks olema möni rakumembraani komponent
(näiteks lipoglükaan).
Tema membraan kleepub peremeesraku membraanile. See tihe kontakt toob
kaasa selle, et mükoplasma poolt toodetud NH3, H2O2 ja superoksiidradikaalid
saavad kergesti tungida peremeesrakku ja kahjustada selle kudesid.
Mükoplasmad epiteeli pinnal
Mükoplasmade poolt
toodetud H2O2 ja
superoksiidradikaal
tungivad
peremeesrakku.
Superoksiidradikaal
inhibeerib peremeesraku
katalaasi, mis viib H2O2
kuhjumisele ja see
omakorda pöhjustab
SODi tagasisidestusliku
inhibitsiooni. See toob
kaasa rakus H2O2 ja
superoksiidradikaali
kontsentratsiooni töusu
ja membraanid saavad
oksüdatiivselt
kahjustatud.
Perekond Spiroplasma
Varem peeti spiroplasmasid kas viirusteks vöi spiroheetideks.
See on ka arusaadav, sest nad läbivad bakterifiltreid.
Perekonna tüüpliik on Spiroplasma citri. Spiroplasmad on
liikuvad, helikaalsed, kestata. Kultuuris on alati ka kokoidseid
rakke. Spiroplasmadel on leitud rakusiseseid fibrille, mis
arvatakse osalevat liikumises.
Spiroplasmad on tüüpilised putukate ja puukide parasiidid, mis
esinevad sooles, vahel ka hemolümfis ja süljenäärmetes.
Spiroplasmad vöivad putukale ka surmavad olla, juhul kui nad
soolest tungivad hemolümfi ja pöhjustavad septitseemiat.
Selliseid juhte on kirjeldatud mesilastel, kes on nakatatud S.
apise vöi S. melliferumi poolt.
Spiroplasmadest pöhjustatud taimehaigusi esineb
apelsinipuudel, maisil, sidrunipuudel jpt taimedel: kapsas, redis,
lillkapsas, salat, kirss, pirn. Spiroplasmad paiknevad taimede
söeltorudes ja taim kärbub.
Perekond Erysipelothrix
Tuntuim liik E. rhusiopathiae. Varem klassifitseeriti neid korünebakterite hulka.
Väike sale g(+) pleomorfne pulkbakter. Liikumatu. Mikroaerofiil.
Põhjustab punataudi. Siseneb inimese organismi kriimustuse kaudu. Satub
sinna peamiselt kalast või lihast, aga ka pinnasest.
Punataud esineb sigadel, lammastel, veistel, küülikutel. Paljud loomad ja linnud
kannavad seda bakterit soolestikus.
Inimesel on punataud mitme vormina, põhiline on põletikuline nahakahjustus.
Nahk punetab, sügeleb, valutab. AB ravi (penitsilliin) aitab. On ka raskemaid
punataudi vorme (sepsis näiteks).
Klass Bacilli (batsillid)
Siia kuulub kaks seltsi: Bacillales ja Lactobacillales
Selts Bacillales
Suurim perekond on Bacillus (114 liiki), kuigi osa liike on perekonna
Bacillus alt viidud uutesse perekondadesse.
On tehtud juurde näiteks perekonnad Paenibacillus, kuhu on kuuluvad
näiteks P. polymyxa ja P. macerans. Nad mõlemad fikseerivad N2.
Perekonda Bacillus kuuluvad aeroobsed ja ka mõned fakult. anaeroobsed
sporogeensed pulkbakterid.
Batsillid toodavad ka antibiootikume: batsitratsiini, polümüksiini,
gramitsidiini, tsirkuliini.
1835. a. kirjeldas Ehrenberg bakteri Vibrio subtilis, mis nimetati 1872. a. ümber
Bacillus subtiliseks Cohni poolt.
Bacilluse olulisim omadus on endospooride moodustamine. Esmalt kirjeldatigi spoore
B. subtilisel (Ferdinand Cohn), seejärel aga B. anthracisel (Robert Koch). Koch
kirjeldas B. anthracisel ka spoor-vegetatiivne rakk-spoor tsüklit.
Sporangium spooriga on hästi näha faaskontrastmikroskoobis, sest ta murrab
tugevast valgust. Ka Grami järgi värvimisest piisab, et spoori rakus näha: ta jääb
värvusetuks. Kui mulda, vett, muda vöi ka toiduaineid kuumutada 80oC juures 10-30
min, et tappa veget. rakke, tsüste ja eksospoore ja seejärel välja külvata sobivale
söötmele, siis on kindlasti vöimalik isoleerida endospoore moodustavaid baktereid.
Selektiivsel isoleerimisel saab kombineerida erinevaid C-allikaid, söötme pHd,
kasvutemperatuuri jne, et isoleerida erinevaid sporogeene.
B. subtilise endospoorid
Selts Lactobacillales
Selts
Lactobacillales
Selts Bacillales
Perekond Bacillus
Perekond Bacillus on füsioloogiliselt ja geneetiliselt suhteliselt kirju.
Perekonnas on siiski ka homogeenseid klastreid : Näiteks liigid B.
anthracis, B. cereus ja B. thuringensis on kõik lähedased ja omavahel
80-100% DNA hübridiseerimise järgi homoloogsed. Seetõttu on neid
soovitatud kõik kanda liigi B. anthracis alla alamliikidena. Nende kolme
liigiga on sarnane ka B. mycoides.
Avirulentne B. anthracis on v. sarnane B. cereusega. Batsillide seas on
ka teisi homoloogseid klastreid. B. amyloliquefaciens ja B. subtilis on
51-81 homoloogsed. Nendega on sarnane ka B. natto.
Biotehnoloogiliselt on oluline B. subtilis kui amülaasi tootja.
Meditsiiniliselt on olulised B. anthracis ja B. cereus.
B. anthracis ja siberi katk e. antraks.
1876. a. Koch vaatles B. anthracist siberi katku surnud loomade veres ja
nakatas ka terveid loomi (hiiri) batsillide puhaskultuuridega ja näitas ära, et
ilmnesid siberi katku tüüpilised tunnused.
Pasteur töötas välja vaktsiini siberi katku vastu ja korraldas ka selle
demonstreerimiseks avaliku katse. Vaktsiin oli 43oC juures kasvatamisega
nõrgestatud tüvi.
B. anthracis moodustab aheldunud pulkadest niite, millel on paks kapsel.
Raku otsad tömbid. Niidid meenutavad mikroskoobi all bambuskeppe.
Spoorid säiluvad väga hästi, eriti külmas. Keetmine hävitab nad ca 10
minutiga.
B. anthracis ja siberi katk e. antraks.
1979.a. oli Siberis Sverdlovski lähedal suur siberi katku
epideemia, kus haigestus üle 1000 inimese. Arvatakse, et
see oli seotud mingi önnetusega bakterrelva tootvas
söjatehases. Bacillus anthracis on hea bakterioloogiline
relv, sest ta põhjustab haigestumist nii inimesel kui ka
tema koduloomadel. Teda on odav kasvatada, ta
sporuleerub kergesti, spoorid püsivad kaua
nakatamisvõimelisena, neid on võimalik rakettidega
kohale toimetada.
Iraak on tootnud üle 2000 galloni siberi katku tekitaja
kultuuri, valmistanud sellest 50 bakterpommi.
B. anthracise spoorid on väga termoresistentsed, taluvad
hästi ka kuivust, desinfitseerivaid aineid jne. Seetöttu vöivad
nad säiluda mullas aastakümneid. Ka vihmaussid ja
raipesööjad linnud vöivad spoore levitada.
Primaarselt on siberi katk rohusööjate loomade haigus.
Loomad nakatuvad, kui spoorid satuvad nende verre näiteks
vigastuste kaudu suuööne epiteelis või ka hingamisteede
kaudu. Haiguse ägedas vormis ilmnevad verejooksud,
kopsuturse jms.
Ka inimesed nakatuvad siberi katku
Neil vöib esineda haiguse nahavorm (pildil), mis
tekib siis, kui inimene töötleb haigete loomade
nahku, keresid jne. Inimestel on levinuim just
nahavorm. Spoorid satuvad nahavigastuse kaudu
epidermise alumisse kihti, idanevad ja toodavad
toksiini. Tekib punetus, sellest mädavill, mis
haavandub ja kattub musta koorikuga. Villi ümber
tekib tugev turse. Ravi puudumisel läheb haigus
üle sepsiseks. Kui ei ravita, on suremus 20%.
Valikravimiks penitsilliin.
Kui aga süüakse haigete loomade halvasti
küpsetatud liha, siis areneb välja haiguse
soolevorm. Seda esineb inimestel v. harva.
Spooride sissehingamisel arenev välja haiguse kopsuvorm, mis on
kõrge letaalsusega.
Spoorid satuvad kopsu, kopsu makrofaagid fagotsüteerivad nad ja
kannavad lümfisölmedesse, kus nad idanevad ja toodavad toksiini.
Lümfiteede kaudu saavad sattuda verre ja tekib sepsis.
Siberi katku kopsuvorm on villasorteerijate haigus. Esineb rohkem
arengumaades: Iraanis, Türgis, Pakistanis. Arenenud riikidesse levivad
saastunud villaga ja nahkadega.
Ka Eestis on siberi katku olnud. Viimane inimese haigestumine
registreeriti 1968 a.
Professionaalsesse riskigruppi kuuluvaid inimesi (veterinaarid,
nahavabrikute töölised) vaktsineeritakse.
Et inimesed ei nakatuks tuleb siberi katku surnud loomade laibad matta
vähemalt 1.8 m sügavusele või põletada. Koduloomi peab
vaktsineerima (kasutatakse elusvaktsiini avirulentsetest tüvedest).
Inimeste puhul kasutatakse surmatud vaktsiini. Kinnaste ja
kaitseriietuse kandmine ka aitab.
B. anthracise virulentsusfaktorid.
1. Paks glutamiinhappest koosnev kapsel,
mis takistab fagotsütoosi.
2. Valgulised eksotoksiinid (tursetoksiin ja
letaalne toksiin)
Valguline Protective antigeen osaleb poori
moodustamises, mis vahendab toksiini
jõudmist rakku.
Antraksitoksiin
Toksiini PA (protective antigen) subühikud agregeeruvad raku
pinnal eelpooriks. Sellega seostuvad letaalne toksiin (LF) ja
tursetoksiin (EF) ning kogu kompleks endotsüteeritakse.
Endosoomi sisu hapestumisel paigutub poor endosoomi membraani
ja läbi selle transporditakse letaalne toksiin ja tursetoksiin raku
tsütoplasmasse.
Antraksitoksiin
Siberi katku saaks ravida muteeritud PA valguga. Kui seda viia
inimese organismi, siis suudab ta agregeeruda normaalsete PA
valkudega eelpooriks ja siseneb rakku, kuid endosoomis ei suuda
selline mutantse valguga poor transportida letaalset toksiini ja
tutsetoksiini endosoomist tsütoplasmasse.
B. thuringensis ja B. popilliae toodavad
valgulist toksiini, mis tapab putukate
vastseid (seega on toksiin larvitsiid) ja
seda kasutatakse biotõrjes.
Parasporaalkehad. Eri tüvede toksiin on
spetsiifiline kindlate putukate vastsetele.
B. thuringensise parasporaalkeha valk on
protoksiin, mis aktiveeritakse
proteolüüsiga vastse sooles. Ta seostub
seejärel sooleepiteelile ja permeabiliseerib
selle. B. thuringensise toksiini geenid on
kloneeritud ja neid on viidud taimedesse,
et teha neid resistentseteks kahjuritele.
Sporosarcina
Erandlik sporogeensete bakterite seas, sest rakud on mitte
pulgad, vaid kokid. Rakud on paaris, tetraadide vöi
pakenditena. Rakul enamasti 1 vibur, Ümarad endospoorid.
Aeroobsed, katalaaspos. Varem kuulusid need liigid
perekonda Planosarcina. P. ureae.
Lagundab uureat ja teda on palju sönnikuga väetatud mullas.
Saab isoleerida linnas puude alt, kus koeri pissitatakse.
Isoleeritakse söötmel, kuhu lisatakse 8% uureat. Uurea
lagundamisel tõuseb keskkonna pH kiiresti ja seetõttu on
need bakterid alkalifiilid. Teine liik perekonnas on S.
halophila.
Planococcus
Asporogeensed. Graampos., kokid, mis paiknevad paarides
vöi tetraadides. Rakul 1-3 viburit. . Planococcus on
merebakter.
Caryophanon. Asporogeenne. Graampos., mitmerakulised suured
pulgad, peritrihhid.
On 2 liiki: C. latum ja C. tenue. Trihhoomi hoiab koos rakukesta väliskiht.
Isoleeritakse lehmasõnnikust. Trihhoomid on 10-20 mkm pikad ja 3 mkm
laiad. Individuaalsed rakud trihhoomis on laiad ja lühikesed. Lagundavad
uureat ja kusihapet.
Atsetaat on ainus ja peamine C-allikas. Tüüpliik on C. latum.
Sporolactobacillus. Heterofermentatiivsed piimhapebakterid.
Thermoactinomyces. Vanas Bergeys oli ta aktinomütseetide hulgas.
Kuna ta aga moodustab termoresistentseid dipikoliinhapet sisaldavaid
endospoore ja ta 16SrRNA geenid näitavad sugulust batsillidega, on ta
nüüd batsillide hulgas.
Seda bakterit isoleeritakse kompostihunnikutest, isekuumenevast
heinast jm. Spoorid moodustuvad hüüfi pinnal. Minnesota järve 7500 a
vanustest setetest idandati T. vulgarise bakteri spoorid.
Selts Lactobacillales
Suurim perekond seltsis on Lactobacillus (100
liiki). Suurema liikide arvuga on veel
Streptococcus, Staphylococcus ja Enterococcus.
Seltsi kuulub ka Leuconostoc, Lactococcus ja
Oenococcus.
Lactobacillus.
Pulkbakterid, katalaasnegatiivsed, tsütokroome
ei oma, mikroaerofiilid, piimhapekääritajad,
keerulised toitumisnõudlused. Kas homo- või
heterofermentatiivsed. Taluvad mõõdukalt
happelist keskkonda (pH 4.5-6.4). Nad on
happetolerantsemad, kui teised
piimhapebakterid ja kui piimhapekäärmises
osaleb segu erinevatest piimhapebakteritest, siis
osalevad laktobatsillid käärmise lõppprotsessis.
Neid leidub taimede pinnal, piimaproduktides,
lihaproduktides, õlles, inimesel suus, sooles ja
suguelundite limaskestadel. Tavaliselt
mittepatogeensed.
Lactobacillus
Laktobatsille kasutatakse piimatööstuses hapupiimatoodete tegemisel ja ka
hapukapsa, hapukurgi ja silo tegemisel, leivajuuretises.
Näiteks jogurti juuretises on L. bulgaricus.
Eestis on kasutusel probiootiline bakter L. fermentum ME3, keda on lisatud
joguri, juustu, hapukoore ja kohupiimakreemide hulka.
Laktobatsillid põhjustavad õlle ja liha riknemist.
Perekonda kuulub nii homo- kui ka heterofermentatiivseid liike.
Homofermentatiivsed on L. delbrueckii, L. acidophilus, L. casei, L. plantarum, L.
curvatus.
Heterofermentatiivsed on L. brevis, L. kefiri jmt.
Leuconostoc
Heterofermentatiivsed piimhapekääritajad. Füsioloogiat sarnane perekonnale
Lactobacillus, eriti heteroferment. laktobatsillidele. Fülogeneetiliselt klasterduvad
ka kokku koos laktobatsillidega, kuigi nad morfoloogiliselt on erinevad.
Leuconostoc on kokikujulised või ovaalsete rakkudega, graampos., rakud paaris
või ahelates.
Paljud L. tüved konverteerivad malaadi lataadiks. (nn malaatlaktaatkäärmine).Nende happetaluvus on enamasti madalam, kui laktobatsillidel.
Levik looduses. Looduses esinevad sageli koos laktobatsillidega, kuna nad
vajavad sarnaseid kasvufaktoreid. Taimedel esinevatest piimhapebakteritest on
leukonostokid valdavad. 80% Leuconostoc, 10% Pediococcus ja ülejäänud
Lactobacillus. Leuconostoci arv suureneb taimedel siis, kui taimed on vigastatud
või lagunemas. Siis on suhkrurikas taimemahl neile kättesaadav.
Kasutamine toiduainetetööstuses.
L. oenos (uus nimetus oenococcus oeni) esineb viinamarjade pinnal ja satub
sealt veinisse. Oenococcus talub etanooli ja käärimise lõppfaasis konverteerib
malaadi laktaadiks. Seda soovitatakse just punaste mittehapude veinide
tegemisel, kus neid baktereid lisatakse juuretistena.
Juba algselt mittehapudele veinidele võib malaat-laktaatkäärimine olla isegi
kahjulik, kuna halveneb veini säilimine.
L. mesenteroides on v. oluline kurkide ja hapukapsa valmimisel. Ta on valdav
käärimise algfaasis ja hiljem vahetavad ta välja happetolerantsed laktobatsillid L.
plantarum ja L. brevis. Kui algne käärimistemp. on kõrgem või on palju soola
pandud, siis võib võimu võtta Pediococcus pentosaceus (P. cerevisiae). Kui aga
hiljem leukonostokit maha ei suruta, siis läheb kapsas limaseks tänu
dekstraanile.
Kuna nad aga toodavad lõhnaainet diatsetüüli, siis lisatakse neid hapukoorevõi,
hapukoore jmt juuretistele. Eriti rohkesti tekib neid tüvedel, kel esineb tsitraadi
lüaas ja kui piimas on piisavalt tsitraati.
Kui L. mesenteroides satub apelsinimahla, siis ta rikub selle ära, konverteerides
tsitraadi diatsetüüliks ja atsetoiiniks.
Biotehnoloogias toodetakse tema abil dekstraane.
Leuconostoc saastajana.
Liha ja lihatooted.
Kääritavad vaakumpakendatud liha- ja kalaproduktides glükogeeni ja rikuvad
maitset. Laktobatsillid teevad sedasama.
Suhkur.
Tööstuses, mis kasutab suhkrut, on Leuconostoc ohtlik saastaja. Kui
suhkruroogu koristatakse, siis ta saastub leukonostokiga, mis hakkab kasvama
roo sees ja pinnal ja hapestab taimemahla juba enne, kui roogu edast töötlema
hakatakse. Töötlemise käigus kääritab ta suhkruroomahla edasi ja kuna ta toodab
sahharoosist ka rakuvälist kapslimaterjali dekstraani, siis teeb suhkru
puhastamise raskeks ja sageli on suhkrupartiid ka leukonostokiga saastunud.
Suhkrupeedist suhkru tegemisel on sama lugu.
Perekond Lactococcus
Siia kuuluvad piimatööstuses kasutatavad bakterid. Nad on mittepatogeensed. Selle
tunnuse poolest eristuvad selgesti streptokokkidest, kes on patogeensed.
Laktokokid on graampos. mikroaerofiilsed kokid, tsütokroomid puuduvad. Rakud on
ümarad või ovaalsed, paarides või lühemates ahelates. Pediokokkidest ja
leukonostokitest saab neid eristada käärimisproduktide järgi:
g. Lactococcus
L(+) laktaat,
g. Leuconostoc
D(-) laktaat, CO2, atsetaat ja etanool.
g. Pediococcus
DL-laktaat.
Tuntuim esindaja L. lactis. Esmalt kirjeldati ta kui Bacterium lactis. Siis loodi perekond
Streptococcus ja nimetati S. lactis. Siis loodi osade tüvede baasil perekond
Lactococcus.
Praegu on ta nimi Lactococcus lactis.
Perekonda kuuluvad L. lactis, L. plantarum, L. raffinolactis jt.
Levik looduses.
Taimedel. Arvatavasti taimedelt söödaga satuvad looma udarale ja sealt
piima. Mullas ja väljaheidetes tavaliselt laktokokke pole.
Rikastamine ja isoleerimine.
Kõige parem on sileerida.
1. Taimne materjal hakitakse ja surutakse kokku, korgitakse nii, et hapnik
sisse ei saa ja CO2 saab välja.
2. Inkubeeritakse 30oC juures ja 24 t pärast avatakse.
3. rakud suspendeeritakse silolt lahusesse ja plaaditakse välja.
Isoleerida saab ka piimatoodetest: juustust, kodujuustust, hapukoorest
jne.
Geneetika.
Piimatoodete juuretistes kasutatavate bakterite geneetikat on palju
uuritud, kuna mitmed olulised tunnused on neil plasmiididega
kodeeritavad:
1. laktoosi kääritamine,
2. kaseiini lõhustamine,
3. Diatsetüüli moodustamine tsitraadist,
4. resistentsus faagidele.
Laktokokkidel on v. palju plasmiide, mille suurus ulatub 2 kB- 100 kB.
Ühes tüves võib olla kuni 12 erinevat plasmiidi. Plasmiidid saavad ka
laktokokkide vahel üle kanduda konjugatsioonil, transduktsioonil,
transformatsioonil ja protoplastide sulatamisel.
On lootust, et starterkultuuridesse saab sisse viia geene, mis kodeerivad
resistentsust faagidele.
Pediococcus
Graampos., ümarad, mitte kunagi ovaalsed, kokid, mis moodustavad tetraade.
Vahel ei ole tetraadi teke selge ja on näha vaid paare ja kobaraid.
Liikumatud, asporogeensed, cat (-). Tsütokroomid puuduvad. Käärimisel tekib
piimhape, gaase ei teki. Seega homofermentatiivsed kääritajad.
Levik looduses, kasutamine.
Neid leidub taimedel, viljadel, kust nad satuvad fermenteeritud taimsetesse
produktidesse (silo, harukurk ja hapukapsas). Seal on nad valdavad käärimise
algfaasis, hiljem, kui happesus suureneb, nende arvukus alaneb. Pediokokke
kasutatakse ka toorsuitsuvorstide valmistamisel ja sojakastmete
fermenteerimisel.
P. damnosus on õllesaastaja.
Streptococcus
Graampos. kokid või kokobatsillid, mis paiknevad kas paarides või pikemates
ahelates. Aerotoletantsed anaeroobid, on ka kapnofiilseid tüvesid.
Katalaasnegatiivsed. See võimaldab neid eristada stafülokokkidest. Kuid on
liike, mis sünteesivad peroksidaase, mis võivad H2O2ga anda nn
pseudokatalaasireaktsiooni. Ükski streptokokk ei sünteesi heemi ja annab
seega bensidiiniga negatiivse reaktsiooni.
Kuigi osa selle perekonna nn vanu liike on viidud uute perekondade
(Lactococcus, Enterococcus) alla, on perekonnas ikka veel palju liike.
Praegu on perekonnas Streptococcus kolm füsioloogilist
rühma:
1) oraalsed streptokokid,
2) püogeensed streptokokid ja
3) muud streptokokid.
Nad on patogeenid või tinglikud patogeenid.
Streptokokke eristatakse hemolüüsi tüübi järgi ja ka pinnaantigeenide
(Lancefieldi pinnaantigeenid) järele. Pinnaantigeene kasutatakse peamiselt
beeta-hemolüütiliste streptokokkide identifitseerimiseks (patogeenid!) ja
grupeerimiseks.
Püogeensed e. mädatekitajad streptokokid
Streptococcus pyogenes. See liik on kõige olulisem. Tal on
hüaluroonhappest koosnev kapsel. Kaitseb fagotsüütide eest ja aitab
epiteelile kinnituda. Ta on v. vastupidav kuivamisele. See soodustab tema
levikut haiglas.
Põhjustab kõripõletikke, keskkõrvapõletikke, angiini, rinnapõletikku ja ka
nahapõletikku (nekrotiseeriv fastsiit), roosi, , reumat, sarlakeid.
Enam kui 50% farüngiitidest on põhjustatud S. pyogenese poolt. Teine pool
on viiruslikud. Kui on tegu bakteriaalsega, tuleb kohe teha AB ravi, muidu
võib haigus üle minna reumaks ja glomerulonefriidiks.
Püogeensed e. mädatekitajad streptokokid
Sarlakid (põhjustaja S. pyogenes). Algavad
ägeda farüngiidi pildiga. Keelele ilmub
vaarikapunane katt ja 7. haiguspäeval ilmub
nahale lööve, mis on tingitud S. pyogenese
erütrogeensest toksiinist, mida kodeeritakse
faagi genoomis.
S. pyogenes
veresöötmel
Sarlakite lööve
Püogeensed e. mädatekitajad streptokokid
Nekrotiseeriv fastsiit. S. pyogenes on
tuntud ka nn lihasööja bakterina, kuna
tema rakkude pinnavalgud ja
eksotoksiinid toimivad
superantigeenidena. Nende vastu
moodustuvad antikehad ja see
indutseerib nahaaluse koe kahjustuse
(inimene hakkab ise oma nahaalust kudet
lagundama). Esmalt ilmub kerge punetus
ja turse. Siis nahatemperatuur tõuseb,
nahk muutub lillaks, siniseks, tekivad
kollase sisuga villid. Edasi tekib 4-5 p
jooksul nahaaluse koe nekroos. Haigust
iseloomustab ka väga tugev valu väikese
haava korral.
Püogeensed e. mädatekitajad streptokokid
Glomerulonefriit. Streptokokkide vastased antikehad
seostuvad streptokokkide antigeenidega ja see kompleks
kantakse verega neerupäsmakestesse (glomeruli), millega
kaasneb põletik ja valu.
Reuma. Streptokokkide pinnaantigeenid seostuvad
inimkudede (süda, liigesed) pinnaantigeenidega.
Streptokokkidevastased antikehad seostuvad nende
inimkudedega ja toovad kaasa kroonilise
põletikureaktsiooni.
NB! Et streptokokilise farüngiidi tüsistustena ei tekiks
neerupõletikku ja reumat, selleks tuleb haigus hästi
välja ravida. AB peab võtma korralikult 7-10 päeva!
Oraalsed streptokokid
S. salivarius, S. mutans, S. mitis, S. oralis, S. pneumoniae,
S. gordonii
Elavad inimese ja loomade suus ja ülemistes hingamisteedes.
Toitumisnõudlused. Keerulised. Vajavad AH, rasvhappeid, N-aluseid jne. On ka
kapnofiilid, vajavad 5% CO2. Laboris kasvatatakse verd sisaldavatel söötmetel ja
ka keerulistel puljongsöötmetel. Et selekteerida välja rakuväliseid polüsahhariide
sünteesivaid streptokokke, kasutatakse sahharoosi sisaldavate söödet. Tekivad
suured limased kolooniad.
S. salivarius.
1906. a. nimetatud kui süljest avastatud streptokokk. Tegelikult on teda ka keele pinnal,
sooles ja teda on isoleeritud ka haigetelt, kellel on veremürgitus, peritoniit või
endokardiit.
S. salivariuse tüved on reeglina mittehemolüütilised ja sageli ureaaspositiivsed.
Karbamiidiga näts!.
S. mutans. Hambakatu asukas. Toodab sahharoosist dekstraani ja kinnitub
hambaemailile. Põhjustab kaariest.
Oraalsed streptokokid
Oraalsed streptokokid ja haigused
Hambakaaries.
Teoreetiliselt võib igasugune hapet tootev bakter põhjustada hambaemaili
kahjustusi. Põhikahjustajaks peetakse siiski S. mutansit, nagu näitavad
katsed gnotobiontsete loomadega. Ka inimestel on tehtud
populatsiooniuuringuid. On näidatud, et S. mutans osaleb kindlasti kaariese
arengus, kuid ei pruugi olla selle initsieerija või ainuinitsieerija. Väga oluline
on ka toit, mida süüakse. Skandinaaviamaade uuringud on näidanud, et kui
inimese süljes on S. mutansit rohkem, kui 105-106 rakku/ml sülje kohta, siis
on suur oht kaariese süvenemiseks. S. mutans toodab ka amülopektiini
taolist eksopolüsahhariidi, mida ta saab toiduna kasutada, kui eksogeenseid
toiduallikaid napib.
On vaadatud ka seda, kuidas S. mutans inimpopulatsioonis levib. Leiti, et
laps saab selle ilmselt kõige sagedamini emalt.
Oraalsed streptokokid
Enterococcus.
Algselt kuulusid selle perekonna liikmed perekonda Streptococcus, nn fekaalsete streptokokkide
hulka. Nüüd neil oma perekond- Enterococcus.
Enterokokid on g(+) kokid, paarides või lühikeste ahelatena. Mõned liigid on ka pigmenteerunud ja
liikuvad.
Elukoht. Inimeste ja loomade sooles. Inimestel esineb enamasti E. faecalis ja E. faecium. Aga
enterokokke on ka taimede puinnal, kuhu neid ilmselt kannavad putukad. Taimedel esinevad
enterokokid on pigmenteerunud (E. mundtii, E. casseliflavus).
Füsioloogia. Enterokokid on homoferment. piimhapekääritajad. Nad on söötme suhtes nõudlikud.
Põhiline energia saadakse kääritamisest, kuid aeroobsetes tingimustes on võimalik lisaenergiat
saada ka püruvaadi aeroobsest oksüdatsioonist CO 2ks ja atsetaadiks. See on eriti märgatav, kui
heemi söötmesse lisada. Enterokokid saavad heemi kasutada lühiksete hingamisahelete
moodustamiseks, et O2-seoseliselt reoksüdeerida redutseeritud koensüüme. Streptokokkidel on
leitud NADH peroksidaas ja NADH oksüdaas. Pole siis imestada, et streptokokid kipuvad
vererakke lüüsida, et heemi saada.
E. faecalis näiteks kohtab aeroobseid tingimusi inimorganismis ainult veres.
Patogeensus.
E. faecalis on 5-15% juhtudest endokardiidi põhjustaja. Ka prostatiit vanematel meestel.
Fekaalse reostuse testimine.
Kuna enterokokid on tüüpilised sooleasukad ja nad püsivad väliskeskkonnas kauem, kui E. coli,
siis on neid kasutatud fekaalse reostuse testimiseks.
Listeria monocytogenes
L. monocytogenes on graampos. asporogeenne fakult anaeroobne pulkbakter, mis
kasvab -4oC kuni 50oC juures. Seega on ta psührotolerantne. On toiduga leviv
patogeen.
Levik looduses. Teda on taimedel, mullas, reovees, piimas, inimeste ja loomade
väljaheidetes. Teda on isoleeritud looma- ja linnulihast. Põhjustab toiduga levivaid
nakkusi.
Listerioosid. Inimesed nakatuvad saastunud toidu kaudu. Enamasti haigestuvad
kehva immuunsüsteemiga inimesed, näiteks AIDSi haiged.
Listerioosi haigestumist soodustavad ka leukeemia, kesknärvisüsteemi häired,
vanadus, immunosupressantide kasutamine, diabeet, alkoholism, rasedus. Palju
haigestuvad ka vastsündinud, kellel immuunsüsteem on veel välja kujunemata.
Esimene suurem Listeria puhang sai alguse kapsasalatist, mida kohalik tööstus
tootis. Kapsataimedelt ümbruses enamasti Listeriat ei õnnestunud isoleerida. Aga
kapsaste uurimine näitas, et üks farmer, kes kasvatas kapsaid, pidas ka
lambakarja, kus paar lammast oli listerioosi surnud. Kapsamaad oli väetatud nii
värske kui ka kääritatud lambasõnnikuga. Pärat koristamist hoiti kapsast jahedas,
aga kuna Listeria talub v. hästi madalat temperatuuri, püsis ta kapsastel
eluvõimelisena. Toimus looduslik rikastumine.
Listerioosi on haigestutud ka saastunud piima ja juustu kaudu. Piim oli
pastöriseeritud ja bakterid olid seal ellu jäänud. Ilmselt taluvad nad häst, kui nad
raku sees (leukotsüütides) on, ka kõrget temperatuuri.
Oraalsed streptokokid
Listerioosi tunnused:
kesknärvisüsteemi nakatumine (entsefaliit ja meningiit), primaarne
baktereemia ja hiljem ka endokardiit. Entsefaliidi ja meningiidi esmased
sümptoomid on peavalu, oksendamine,ja nõrkus.
Listeria kandmine.
Listeriat on ka täiesti tervete inimeste soolestikus, kuskil 1-5 % inimestest.
Koduloomade populatsioonis on Listeria kandlus suurem. Veistel on
esinemine väljaheidetes umbes 39-75% loomadel karjas.
Listeria tungimine rakku ja kaitse oksüdatiivsete radikaalide eest.
L. monocytogenes seostub sooleepiteeli rakkude membraanile ja
indutseerib endotsütoosi. Vabaneb fagolüsosoomist (lüüsib
hemolüsiiniga membraani) tsütoplasmasse. Listeria saab rakus edasi
liikuda ja ka rakust rakku tungida, kasutades peremeesraku
aktiinituubuleid. Fagolüsosoomis peab vastu, kuna toodab SODi.
Perekond Staphylococcus
G(+) kokid, diameeter 0.5-1.5 mkm.
Nimi tulnud kreekakeelsest sõnast “staphyll”, mis tähendab kobarat ja
“kokkos”, mis tähendab tera. On kas üksikult, paaris, tetraadidena,
lühikeste ahelatena või moodustvad viinamarjakobaraid. Võivad olla
kollaselt pigmenteerunud. Pigment ilmneb aerobioosis kasvatamisel.
Rakkudel võib olla ka kapsel.
Liikumatud, asporogeensed. Fakult. anaeroobsed, katalaaspos.
S. aureus ja tema
beeta-hemolüüs
Peptidoglükaanile on iseloomulikud glütsiinirikkad sillad tetrapeptiidide
vahel. Reas on 5-6 Gly. Sellistest Gly sisaldavatest sildadest tuleneb ka
see, et stafülokokid lüüsuvad lüsostafiiniga. See on üks võimalus, kuidas
neid hõlpsati saab eristada mikrokokkidest. Lüsostafiin on Staphylococcus
simulansi eksoensüüm, mis lüüsib stafülokokkide rakke. Tal on glütsüülglütsiin endopeptidaasne aktiivsus. Seega lüüsib ta neid glütsiinirikkaid
peptiidsildu. Lüsostafiin on oluline ka stafülokokkide molekulaarbioloogias,
kuna seda kasutatakse nende rakkude lüüsimiseks, et eraldada DNAd.
Enamik stafülokokke on
oksüdaasnegatiivsed, nendega
sarnased mikrokokid aga
oksüdaaspositiivsed.
Streptokokkidest eristab neid
katalaaspositiivsus.
Stafülokokid jagatakse
kogulaaspositiivseteks (S. aureus
jmt) ja koagulaasnegatiivseteks (S.
epidermidis, S. saprophyticus jt
liigid).
Ökoloogia
Neid on looduses mitmel pool, kuid kõige enam siiski inimese ja loomade
nahal, nahanäärmetes, limaskestadel, just ninasõõrmetes.
Vahel on neid ka neelus, suus, veres, piimanäärmetes, sooltes ja
suguelundites.
Nahal on neid kõige enam higi- ja rasunäärmete piirkonnas: peanahk,
näonahk, ninaküljed, varbavahed. Seetõttu on nad ka tavalised
haavainfektsioonide põhjustajad. Sageli on haiglapersonal koloniseeritud
stafülokokkidega. Stafülokokke on sporaadiliselt isoleeritud ka mullast,
mere- ja mageveest, taimedelt ja õhust. Arvatakse, et nad on sinna
sattunud loomadelt ja inimeselt. Vabalt looduses ilmselt neid baktereid eriti
pole.
Arvatakse, et S. xylosus, mis suudab kasutada ka anorg. N, võiks ilmselt
elada ka vabalt looduses.
Patogeensed stafülokokid.
S. epidermidis on valkjate või kollakate kolooniatega koagulaasnegatiivne
stafülokokk. Ta on valdav peanahal, aga teda on ka teiste piirkondade
nahal. Eriti palju sigineb teda pärast murdeiga, kui nahk muutub rasuseks.
Põhjustab näiteks endoproteeside infektsioone (puusa- ja põlveproteesid,
südameklapid, veenisisesed kateetrid. 20-65% nende põletikest on
põhjustatud koagulaanegatiivsete stafülokokkide poolt).
Proteese ja kateetreid koloniseerib just seetõttu, et kleepub adhesiinide
abil tugevasti nende pinnale.
S. epidermidise biokile
veenisisesel kateetril
S. saprophyticus on koagulaasnegatiivne stafülokokk, millel on valged kolooniad.
Põhjustab noortel seksuaalselt aktiivsetel naistel tsüstiite. Neil on leitud
spetsiaalsed piilid, mis kinnituvad põieepiteelile ja sooleepiteelile. Korduvad
uroinfektsioonid viitavad bakteri kinnistumisele sooles. Seega tuleks raviks anda
AB, mis eritub nii maksa kui ka neerude kaudu, et tappa sooles olev reservuaar.
S. aureus on kuldkollaste kolooniatega koagulaaspositiivne stafülokokk.
Veresöötmel annab beeta-hemolüüsi. Teistest stafülokokkidest eristab teda glükoosi
ja mannitooli kääritamisvõime. Teda on rohkesti nahal ja limaskestadel. Ta suudab
ka valikuliselt kinnituda nina limaskestale ja 10-40% inimestest kannab S. aureust
oma ninas. Põhjustab nahamädanikke, furunkleid, karbunkleid, rinnapõletikku,
toidumürgitusi.
S. aureus ja tema
beeta-hemolüüs
S. aureuse virulentsusfaktorid
Limaskestale kinnituvad pinna polüsahhariididega, pinnavalkude ja kapsliga.
Invasiooni soodustab kogulaas, mis muudab fibrinogeeni fibriiniks. See soodustab
põletikukollete kapseldumist. Invasiooni soodustab veel DNAaas, hüaluronidaas,
lipaas ja penitsillinaas. Rakkude kahjustamiseks toodab hemolüsiine, toksilise
shoki sündroomi toksiini, erinevaid enterotoksiine ja eksofoliatiivset toksiini.
Eksofoliatiivne toksiin põhjustab villilist eksofoliatiivset dermatiiti. See on haigus,
kus vastsündinute nahalt eemadub epidermis. Toksiin lõhub rakkudevahelisi
sidemeid epidermis. Neutraliseerivate antikehade moodustumine (seitsmendal
haiguspäeval) lõpetab protsessi. Täiskasvanutel on need antikehad olemas ja
seetõttu nad ei haigestu.
Toksilise shoki sündroomi toksiin põhjustab palavikku, vererõhu langust, löövet.
esineb just 20-40 a vanustel naistel.
Enterotoksiinid (8 erinevat) on valgulised toksiinid, mis taluvad pikaajalist
keetmist. Seega kui toit (sink, piim, kreemid, kartulisalat) on saastunud neid
toksiine tootvate stafülokokkidega ja toitu hoitakse soojas, nii et bakterid saavad
paljudeda ja toksiini toota, siis saab sellisest toidust ägeda toidumürgituse. Toidu
hilisem kuumutamine ei aita. Haiguspilt: oksendamine, kõhulahtisus, vererõhu
langus.
Stafülokokid haiglainfektsioonide põhjustajatena.
Haiglas kannavad stafülokokke nii haiged kui ka patsiendid. Et elimineerida S.
aureust haiglapersonalil, ravitakse ninasalvidega ja ninatilkadega. Et haavad
ei saastuks, puhastatakse nahka enne operatsioone kloorheksidiini ja
heksaklorofeeniga. Stafülokokkide ringlemist haiglas soodustab tema võime
püsida eluvõimelisena ärakuivanuna. Ühelt haigelt teisele kantakse saastunud
kitlite ja voodipesuga. Ka haiglapersonali käte kaudu levivad. Seetõttu on
oluline väga hoolikas käte pesemine. Nad levivad ka õhu kaudu
nahakettudega. Aitab õhu kiiritamine UV kiirtega. Vastsündinud nakatuvad
sageli sünnitusmajas ja saavad stafülokokid haiglapersonalilt.
Et naistel ei tekiks imetamisel rinnanäärmepõletikku, immuniseeritakse
rasedaid stafülokokkide inaktiveeritud toksiinidega – anatoksiiniga.
Isoleerimine.
Rikastatakse spets. puljongiga, külvatakse välja muna-soolaagarile ja
valitakse välja letsitinaaspositiivsed kolooniad. (Letsitiini lagunemisel
moodustuv koliin sadeneb valge sademena välja). Edast tehakse neile
koagulaastest.
Isoleerimine.
Rikastatakse spets. puljongiga, külvatakse välja muna-soolaagarile ja
valitakse välja letsitinaaspositiivsed kolooniad. (Letsitiini lagunemisel
moodustuv koliin sadeneb valge sademena välja). Edast tehakse neile
koagulaastest.
Antibiootilise toimega eksopeptiidid
Mõned stafülokokid toodavad lühikesi 19-34 AH pikkusi peptiide, millel on
ABline aktiivsus. Need sisaldavad ebatavalisi valkudes mitte esinevaid AHid:
meso-lantioniini ja 3-metüüllantioniini. Seet. kutsutakse neid ka
lantibiootikumideks.
Lisaks stafülokokkidele toobab lantibiootikume ka batsillid, laktokokid (nisiin)
ja Streptomyces.
Lantibiootikumid mõjuvad just g(+) bakteritele. Nad toimivad ka
Propionibacterium acnesele, patogeensetele stafülo- ja streptokokkidele.
Seetõttu soovitatakse neid kasutada pindmiselt just nahamädanike ravis.
Huvitav on fakt, et neid sünteesitakse ribosoomidel, mitte
multiensüümkompleksi abil, nagu mitmeid teisi peptiidseid AB.
Katioonsed lantibiootikumid (epidermiin S. epidermisest ja nisiin Lactococcus
lactisel) toimivad membraani permeabiliseerijatena.
Urogenitaaltraktist eraldatud stafülokokid toodavad väikesi peptiide, millel on
gonokokkide vastane aktiivsus.