3 Kona**ni*gali enfeksiyondur, ancak, her enfeksiyon hastal*k yapmaz
advertisement
MİKROBİYOLOJİ DERSİ-1 Mikroorganizma-çevre ilişkisi 2016-2017, Bahar dönemi, Trakya Üniv Tıp Fak 6. Kurul, 21.02.2017 Neşe Akış, PhD, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı akisn@trakya.edu.tr http://personel.trakya.edu.tr/akisn/#.WKr6DyjC7WU 1 Mikroorganizma-konak ilişkileri MİKROPLARIMIZ= MİKROBİYOTA ÜYELERİ ve PATOJEN MİKROPLAR BAKTERİLERimiz VİRÜSLERimiz (ve FAJLARımız) ARKELERimiz MANTARLARımız PARAZİTLERimiz İNSANA MİKROP BULAŞISI Damlacık bulaşısı 1. Çevreden Doğrudan temas Besin ve su ile bulaşı Doğarken 2. İnsandan 3. Hayvandan bireye 4. Artropod/ kemirgenle bulaşı Cinsel temas Fekal-oral bulaşı Doğrudan temas a) artropod↔artropod→insan b) aşağı omurgalı↔artropod→insan c) artropod↔insan a) artropod↔kemirgen→insan MİKROP GİRİŞ YOLLARI • Mukoz membranlar – – – – Solunum yolu Gastrointestinal yol Genitoüriner yol Konjüktiva • Deri • Parenteral yol MİKROBİYAL Tropizm • Mikropların konağa tutunması simbiyotik ilişkinin ön basamağıdır. Bunun için yüzeylerindeki konağı tanıma reseptörlerini kullanırlar ve tutunma hakkındaki kararlarını verirler. Tanımada konağın yumuşalığı, sıcaklığı, kokusu ve pH’ı birer etmendir. Konak, demir agregatları, kaya, bitki veya hayvan olabilir. • Bir mikrop konağa tutunmaya karar verirse kendi yüzeyindeki yapışma molekülleri ile konaktaki özgül mikrop reseptörünü arar. Konağın mikrop reseptörlerine örnek olarak insan fibronektini, lenfosit yüzey proteini, vb, sayılabilir. Solucan ve böcekler ise yapışmak için emici ağızlarını veya güçlü bacaklarını kullanır. • İnsanda yaşayan mikropların yapışma molekülleri çoğunlukla sadece insandaki mikrop reseptörlerine bağlanabilir. Bu nedenle insan mikropları diğer konaklara tutunamayabilir. • Özellikle patojenler tek veya bir dizi organ veya hücreye düşkündür, yani tüm organ ve hücrelere tutunamaz, hedefte seçicidir. • Farklı mikroplar aynı mikrop reseptörünü kullanabilir. Mikropların vücutta yer tercihi Serbest dolaşan MİKROP (hücredışı) Hücrenin içi MİKROP dolu (eksik genli olduğundan zorunlu hücreiçi/anaerop) • Virüsler • Bakteriler (bazı) • Mantarlar (bazı) • Protozoa (bazı) • Virüsler (kısa süreli) • Bakteriler (bazı) • Mantarlar (bazı) • Protozoa (bazı) • Helmintler • Artropodlar Fakültatif olanlar Fazla genli; her ikisinde de yaşar Konağın işgali enfeksiyondur, ancak, her enfeksiyon hastalık yapmaz 8 Mikrobiyota üyesi olmak Başarılı bir mikrobiyota üyesi: 1. Hedefine göre konağın cildi veya en az bir mukozasındaki reseptörüne yapışabilmeli 2. Konakta karşılaştığı ilk bağışıklık sistem savunmalarını atlatmalı (konak yenidoğan ise pek savunma yok) 3. Hedefine zarar vermeden komensal veya mutual uyumla yavaş ve sınırlı sayıda çoğalarak kabilesini kurmalı (virüs ise hücreiçine girerek) 4. Rakipleriyle veya düşmanlarıyla savaşmalı ve yerleşimini genişletmeli 5. Konak bağışıklık sistemi güçten düşerse bunu fark etmeli ve patojen modunda çalışmaya başlamalı Üye kolonize olurken: Döküntüleri çevreye istemeden saçılır. Ancak bir zarar algılamayan bağışıklık sistemi ona karşı ciddi savunma yapmamayı öğrenir. VİRÜSde giriş STRATEJİsi biraz farklıdır 1. Yapışan virüs küçükse pinositozla, zarflı ise füzyon veya endositoz ile hücre içine girer, 2. Girerken veya içeride soyunur ve salt genom halinde kalır, 3. Kabiliyeti varsa kendisini konak genomuna ekler. Yoksa, RNA virüsü ise sitoplazmada, DNA virüsü ise çekirdekte tümlenerek çoğalır. 4. Gerekiyorsa dışarı çıkar. 10 Patojen olmak Başarılı bir patojen: 1. Yapışma molekülleri ile konaktaki mikrop reseptörüne tutunabilmeli, 2. Vücut dışında ise içine girebilmeli (hasar yapabilir), 3. Konaktaki ilk ve sonraki bağışıklık sistem savunmalarını atlatmalı (zarar verebilir), 4. Kendine emniyetli oyuk veya hücreiçi bulup burada çoğalmalı, 5. Hedeflediği organa dümen alıp varmalı, 6. Hedef organı veya hücrelerini istila etmeli, yayılmacılık stratejileriyle alanını genişletmeli ve dev kabileler kurmalı (zarar verir ve hasar yapar), 7. Çoğalan soyları vücuttan çıkarak diğer insanlara bulaşmalı. Patojen çoğalırken: Döküntüleri çevreye istemeden saçılır, Hasar ve zarara karşı konakta stres yanıtı başlar ve bağışıklık sistemi saldırıya geçer. 11 2 Mikroorganizmaların aileleri, akrabaları, rakipleri ve düşmanlarıyla ilişkileri Mikroplarda aileden rakiplere dönüşme 1. Mikroorganizma çeşitlerinin her biri kendi atasından evrilmiştir. Bu nedenle yeni nesilleri ile aile oluştururlar. 2. Aile üyeleri birbirlerini yüzeylerindeki ailesel motif moleküllerinden tanırlar. Tanımak için motif tanıma reseptörlerini kullanırlar. 3. Her genom eşlenmesinde (üremede, transkripsiyonda) olağan mutasyon vardır. Mutasyonlar ancak tamir mekanizmaları ile düzeltilebilir. 4. Özellikle virüsler ve prokaryotlar etkin tamir mekanizmalarından yoksun olduklarından her nesilde atadan farklılaşma yüksektir. Nesiller arttıkça aile üyeliği ve motifleri akrabalık düzeyine iner. Salmonella, Şigella ve E.coli isimli bakteriler Enterobakteriase ailesinden türeyen akraba türlerdir. 5. Nesillerin ilerlemesiyle değişim akrabaları rakip düzeyine getirir. Devamında soylararası değişim onları tamamiyle birbirine yabancılaştırır. Yabancılara yeni tür diyoruz, E.coli ve Pseudomonas gibi. Bakteri genomu 1. Kromozom, çoğunluğu dairesel 2. Plazmidler, 100-300 çeşit simbiyont virüs, koromozomun 1/20 boyutunda. Dinlenme halinde herbirinden 1-4 kopya, ihtiyaç halinde her birinden 400 kopyaya kadar çoğalabilir. Olağan Gelişen Mutasyonlar 1. Genom eşlenmesinde eşlemeyi yapan makinalar belirli hata yapma olasılığına sahiptir. Bu olağan mutasyon kimyasal reaksiyonun pKa sabitine göre termodinamik nedenlerle kendiliğinden oluşur. Bir başka deyişle fire genomlar gelişir. 2. Hatalar evladın yaşamasına engel olabilir veya mutant soy yaşayabilir. Mutant evlat soyun genomunda atadan farklı nükleotidler bulunur, yani, evrimleşir. Bu evrim işine yarayabilir veya yaramayabilir. E.Coli O157:H7 suş Sakai genomundan bir parça (gi|213695,1392 baz) 5’AAATGTCGTATTATTAGAGAATTTCCAGATATAGTTTTTAAAGGACTAACACTAGTTCAAGTCTCCCAAAAGTTTGGTAAGG CAGGGTTTGAAGATGTGAAAAAAGTCACCGAGGAAATTGTACATTTGAATGAAGACTGTTGCAAAGGTGATGCTGTGGAAT GTATGATGGAAAGGATGGAAGCCACCGATCATATTTGTGAGGCTAAGGACAAATTATCATCCAAACTAGCTGACTGCTGTGC TAAAAGTATTCTAGAGCGAACACCCTGTCTTCTTGCCCTGCCAAACGATGAATCTGACTTGTCCAAAGAACTGAAAAATTATT ATGAAGATGAACGTGTGTGTGAGAACTATAAAAAAGACAAGTTATTATTCCTTGCCCACTTTACACACGATTATGCCAGAAGC CACCAGGAATCATCACCTCAGTCTTGTCTACGAGTTTCTAAAGGATTTGAAGGGTTGCTCGAAAAGTGCTGTGCTAGTGAAA ACCATGCCGAGTGTCTCAAGCAAGCCCCTATTTTGTTAGAGGCTGCACTGAAAGAAATTGAAGAGCTAAGGAAACAGAACT GTGGTGCCTTGCAGCTGCTCGGGTTCAGAGATTATAATATTCAGCTGCTTTTTCGATACTTTTTTAAGATGCCTCAGGTAACG GCCCCAACGCTTGTTGAATTAGCTGGTAGAATGACCAAGGTTGCAGTCTACTGCTGTGGCTTGGCTGAGAACAAACAGCAA ACCTGTGCTGAAGAAAAGCTGGATATTCTTTTGGGAGAGATGTGCGAAAAGGAAAAGCATACATTCGTAAATGACAATGTTC GCCATTGTTGCGTCGACTCATATGCTAATAGAAGAAAATGCTTCACTGATCTTCAACGTTATCCTAATTATGTAGCGCCCAAGT GGGATGAAAGTAAGCTCCACTTTAATGAGGACTTATGTAAAGGTTCCGAAGATGACCAGATAAAGAAGAAACTGGAAGTGT TGGTTGAATACATGAAAATGAAGCCTGACTGTGGGCCAGAAAAACTTAAAGAGGTTGTTGAAGCCTTTAGAAAAATAGATA TAAAATGCTGCGCAGCAGAGGACCACCAGAAATGCTTTGATGACGAGAAAGCAGGCCTTCTTCAAATAATTGAGGCCCATT AACATGGAACAGGCCACAAGCTAATATAACAAGACAGCCTTGAGCCACTAGGTTAAATCATCATCAACTGGTCACTGAATAC ATGTTGCTGATACATGTCTCTGAAGACTCAAGTAGAAAAAAACTACCATCGTTTTACTGCAAAATAATAAAAAAATAAATTCTT TATGACCAGAAAAAAA3’ Kromozomda kırmızıyla gösterilen genin translasyonu= KCRIIREFPDIVFKGLTLVQVSQKFGKAGFEDVKKVTEEIVHLNEDCCKGDAVECMMERMEATDHICEAKDKLSS KLADCCAKSILERTPCLLALPNDESDLSKELKNYYEDDLQRYPNYVAPKWDESKLHFNEDLCKGSEDDQIKKKLE VLVEYMKMKPDCGPEKLKEVVEAFRKIDIKCCAAEDHQKCFDDEKAGLLQIIEAH Rakipler arası ilişkiler 1. Bir kabile üyesi beslenmek maksadıyla akraba veya rakip kabilenin alanını kullanmak isteyebilir. Rakip kabile buna karşı zehir üreterek savunma yapar. Rakip kabile üyeleri ürettikleri zehirden kendilerinin etkilenmemesi için kendilerinde panzehir taşırlar. Akraba kabileler bazen panzehire sahiptir. 2. Virüslerin zehiri genomlarından ürettikleri eşlenek parçalar (anti-sens RNA dizileri) ve panzehiri taşıdıkları nükleaz dizilerdir. Prokaryotların zehiri antibiyotik ve panzehiri taşıdıkları antibiyotik direnç enzimidir. Davranış örnekleri: Bakteri kararları Olay/ yer tahmini Konak içinde Toprakta Besin bol ortam Aktive edilen genler Virülans adacıklarındaki operonların ifadesi Metabolizma ekonomisi yap Hangisi? Özgül katabolizma Savaş alanı Toksin yap + Direnç geni çal + Mutasyon Tehlikeli ortam Stres yanıtı ve Isı şoku proteinleri Faj enfeksiyonu Hangi faj? Savunma yap Biyofilm yap Reseptörlerden gelen bilgiler bakteride kararları oluşturur ve ilgili genleri içeren operon topyekün ifade edilir • Sıcaklık değişti mi? • Nem değişti mi? • Basınç değişti mi? • Toksin var mı? • Besin azaldı mı? • pH değişti mi? • Faj geldi mi? • Nüfus kalabalıklaştı mı? Mikroorganizmalar için yabancı düşmandır 1. Düşmanla savaşılır, saldırılır. 2. Mikroorganizmalar kurban olmamak için savunma düzenekleri, ayrıca, düşmanı kurban etmek için saldırma düzenekleri geliştirmiştir. 3. Her düşman çeşidine farklı uygun savunma ve saldırma düzenekleri vardır. KURBAN MİKROORGANİZMA DÜŞMAN Virüs (molekül ve kapsitli) • Virofaj • Tanspozon • Bağışık yanıt eylemcileri Prokaryot (bakteri ve arke) • Bakteriyofaj • Farklı bakteri • Bağışık yanıt eylemcileri Tek hücreli (mantar ve protist) Protostom (helmint ve artropod) • Virüs • Bakteri • Mantar • Farklı protist • Bağışık yanıt eylemcileri • Virüs • Bakteri • Mantar • Protist • Farklı protostom • Bağışık yanıt eylemcileri SALDIRAN MİKROORGANİZMA KURBAN Virüs (molekül ve kapsitli) • Prokaryot • Tek hücreli • Çok hücreli Prokaryot (bakteri ve arke) • Tek hücreli • Çok hücreli Tek hücreli (mantar ve protist) Protostom (helmint ve artropod) • Prokaryot • Farklı mantar/farklı tek hücreli • Çok hücreli • Tek hücreli • Farklı çok hücreli Telaşla ve Enfeksiyonla Gelişen Mutasyonlar 1. Mikroorganizmalar savaş yaparken aşırı enerji kaybı nedeniyle veya karşılaştıkları zehirlerin etkisiyle eşleşme bol hatalı yapılır. Bunlardan türeyen soylar mutanttır. 2. Bir aile üyesine giren virüs konak genomuna eklenirse enfekte üyenin genomu değiştiğinden ortaya mutant üye çıkar. Bu olaya prokaryotlarda transdüksiyon; ökaryotlarda viral transformasyon denir. 3. Bazen eklenen virüs konak genomundan çıkarken konağın bir genom parçasını da kendisiyle götürür. Bazen de eklenen virüs çıkarken kendine ait bir parçayı üyenin genomunda bırakır. Her iki durumda da geriye kalan aile üyesi mutantlaşır. Dürteklenmiş Mutasyon-1 1. Prokaryotlar arasında savaş gerçekleştiğinde ölen hücrelerden etrafa her iki kabileden de genetik materyaller saçılır. Savaşçılar için işte bu an diğer kabilenin panzehirini (antibiyotik direnç genini) ve diğer farklı genlerini çalma fırsatıdır. Hemen çevredeki genom parçalarını içmeye ve kendi genomlarına ekleme başlarlar. Bu mutasyon olayına transformasyon denir. 2. Bu savaşçılar kendi kabilelerine döndüklerinde diğer aile üyelerine içtikleri genom parçalarını kopyalayarak enjekte ederler. Böylece kabilenin tüm üyeleri yeni genleri kazanır. Bu olaya konjugasyon denir. Dürteklenmiş Mutasyon-2 1. Zehirlenmekte olan prokaryotlar ise zehirle başa çıkamayacaklarını anladıklarında kendi panzehir genlerinde özel bir mutasyon başlatırlar. Bu süreç bazen zehirin panzehiri bir mutant gen gelişimine yol açar. Bunu başaranlar ölmez. Bu sürece bakteride direnç gelişimi denir. 2. Ökaryotlarda ise iki özel dürteklenmiş mutasyon çeşidi vardır. Bunlardan biri evlatlarının genomunu üretirken evladın biraz farklı olmasını sağlayan master gen bölgelerinde rastgele mutasyon yapılmasıdır. Bizlerde yüzümüzün anne ve babamızdan farklı olması bu çeşittendir. 3. Bir diğeri immün sistemin sıcak gen bölgesi dediğimiz kısımlarında yapılan ve her birimizin farklı mikroplarla başa çıkmamızı sağlayan rastgele mutasyonlardır. Buna polimorfizm demekteyiz ve bağışıklık sistem derslerinde işleyeceğiz. Endo- ve otosimbiyotik mutasyonlar – – – EKTOSİMBİYOZ birinin diğeri yüzeyine ilişerek yaşamasıdır. Bitin insana yapışması gibi. ENDOSİMBİYOZda ise bir canlının diğerinin içine girerek yaşamasıdır, virüsün ve fajın hücre içinde yaşaması gibi. Bazı endosimbiyozlar faydalı mutasyonla sonuçlanmıştır. Örnekler: – Prokaryotlarda yaşayan virüslere plazmid demekteyiz. – İnsan genomunun yarısı tekrarlayan dizili virüslerle işgal edilmiştir. – Mitokondrianın tarihi tek hücreli bir ökaryotiğin bir diğerine endosimbiyoz yapması ve orada kalmasıyla bilinir. – Makrofaj isimli hücrelerimizin tarihi bir amipin çok hücreli bir canlıda bir konak hücresini endosimbiyoz yaparak makrofaja dönüşmesiyle bilinir. Diploid kromozom ve bazı gen duplikasyonları göstermektedir ki notokortdan omurganın evrilmesi zamanında ökaryotik hücrenin bir diğerine iki kez girerek genom duplikasyonuna yol açabilmiştir. 3 Aile üyesi ile ile düşmanı birbirinden ayırt etmeye yarayan motifler Viral Genom ve Yüzey Dizi Farkı Viral Motifleri Oluşturur HÜCRE DIŞINDA HÜCRE İÇİNDE RNA genom DNA genom Prokaryotik Genom ve Yüzey Dizi Farkı ve Oluşturduğu Motifler Bazların metillenme motifleri Şeker zincirleri Lipidli şeker zinciri Protein zincirleri Fosforlu CG’ler Ökaryotik Mikroorganizma Motifleri Mannozlar Kütikül şekerler Proteinler Duvar proteinleri MİKROBİYOLOJİ DERSİ-1 devam Bakterilerde Patojenite 1 VİRÜLANS VİRÜLANS GENİ İÇEREN OPERONLARI TAŞIYAN BAKTERİLER PATOJENDİR VİRÜLANS gen adası VİRÜLANS gen adası VİRÜLANS gen adaları Virülans adaları • Patojen bakteri demek virülans gen adası bulunduran bakteri demektir. Bunlar enfeksiyon hastalıklarına yol açar. • Bakteriden virülans adaları çıkarılarak veya susturularak bakterinin zararsız formları elde edilebilir • Virülans adaları mühendislikle çıkarılan bakteriler ve virüsler moleküler biyolojide masum mikrop olarak ve ilaç taşıyıcı olarak kullanılır 2 Virülans genlerinden virülans faktörleri ifade edilir PATOGENEZ ilk safha Enfeksiyon Bağışıklık Sistemini atlatma Bağışıklık Sistemini anormal yanıta sürükleme Virülans Faktörlerinin çalışmaya başlaması Tahrip edici virülans faktörleriyle istila Doku hasarı Hastalık VİRÜLANS FAKTÖR İŞLEVLERİ • Tutunma (aderens) ve yapışma (adezyon) sağlayıcılar (genelde muköz zarlara bakteryel pili ile yapışma) • Bağışıklık sistemi elemanlarını ve fagositozu bozucular • Bakteriyi kapsülle kaplayıp konağa benzeticiler veya kıyafet değiştirticiler • Dokuda istila kolaylaştırıcı eriticiler (invazinler) • Konak işlevlerini felç eden zehirler (ekzotoksinler) • Bol demir iyonu temin ediciler VİRÜLANS FAKTÖR İŞLEVLERİ- DEVAM • Endotoksinle yangı tetikleyerek bağışıklık sistemini şaşırtanlar • Antibiyotik direnci sağlayıcılar • Konak genomunda mutasyon indükleyiciler • Kist kurup içinde saklanılmasını sağlayanlar • Kendini hücre içine aldırıcılar (taksi gibi de kullanabilir) • Biyofilm yaptırıcılar (burada yuvalandıkları bilinir, ameliyat gereçlerinin yüzeyinde tehlikelidir) VİRÜLANS ÜRÜNLERİ Dolaylı hasar Doğrudan hasar • Kapsül • Antikor ve enzim parçalama proteazları • LPS’nin O kısmı • Kamçı • Ekzotoksin • Doku parçalama enzimleri • Biyoaktif artıklar (kısa zincir yağ asitleri, poliaminler, buharlaşan kükürt bileşenleri, indol, amonyak) • • • • • • • • • LPS’nin A kısmı Peptidoglikan Lipoteikoik asit Pili Kapsül Dış membran proteinleri Lipoproteinler DNA Isı şoku proteinleri Özgün Virülans Faktörleri Listeria monocytogenes’in Bsh geni listeriolizini üretir. Bu faktör konak hücre içinde mühendis gibi çalışır 2 1 Yüzey Ag yapının değişmesi 4 2 İçeriye listeriolizinin girişi 3 İskeletin otofaji yapamaması 1 4 Mitokondrianın öldürememesi 5 5 İmmün görülmeden kaçış 3 6 Histon kodlamasının değişmesi 6 7 7 Gen ifadesinin değişmesi Bakteri virüslerinde (plazmid, faj, transpozon) kodlanan virülans faktörleri Tür Virülans Etmeni/ Hastalık PLAZMİTDE KODLAMA E.coli •Enterotoksin/ İshal • Hemolizin/ Derin doku ve idrar yolu enfeksiyonu E.coli E.Coli ve şigella türleri Mukozal istila sağlayan yapışma etmenleri Şarbon basili Kapsül Ödem faktörü Ölüm faktörü Korumalı antijen FAJ ve TRANSPOZONDA KODLAMA Clostridium botulinum Paralizi yapan bolilinyum zehiri Corynebacterium diphtheriae Protein sentezini durduran difteri zehiri Vibrio cholerae Aşırı sulu ishale yol açan kolera zehiri S.aureus Metisilin direnç geni 3 Virülans Kudreti VİRÜLANS KUDRETİNİ BELİRLEYEN KRİTERLER 1. Bakterinin enfeksiyon odağı oluşturma yeteneği (infektivite) 2. Bakterinin konağa zarar verme düzeyi (patojenik potansiyel, örneğin toksijenite) ENFEKSİYON HASTALIĞI GELİŞİMİNDE DEĞİŞKENLER Patojen sayısı X Virülans kudreti Enfeksiyon hastalığı = ------------------------------------------------Konak direnci (savunma kudreti) Not: Kurbanların %50'sini belirli zaman diliminde enfekte etmek (enfeksiyon dozu: ID50) veya öldürmek (letal doz: LD50) için gereken adet mikroorganizma sayısı mikroorganizmanın virülans kudretini gösterir. 4 Virülans genlerinin bakteriye sağladığı yaşam biçimleri Hücredışı patojen bakteriler konağı iki yoldan biri ile istila ederler 1 Toksinle konağı lokal felç ederek 2 Çoklu faktör kullanarak…….. yapışma, kolonizasyon, yayılma, doku parçalama, yangı yapma (Streptococcus pneumonia, Neisseria gonorrhoeae, N.meningitidis) Hücreiçi patojen bakteriler iki kompartmanda patogenez yapmayı sever 1 Makrofajda yaşam….. Hücreiçi yaşam 2 Epitel hücrede yaşam….. Aktif istila……………… Konak hücre Makrofaj Makrofaj ve epitel F: Latensi (saklanma tarzı) 1. Aralıklı latensi (uçuk yapan Herpes simpleks virüsü sinir dokusunda saklanır ve konak zayıf düştüğünde epitele tekrar inerek enfeksiyonunu yapar) 2. Sessiz latensi (suçiçeği yapan Varisella-zoster virusu enfeksiyon sonrası organizmada kalır ama genelde bir daha ortaya çıkmaz) (Not: Latent period mikroorganizmaya göre birkaç günden birkaç on yıla kadar uzayabilir) 5 Bakteride Hareketin Virülans Sağlama Özelliği BAKTERİDE HAREKET İHTİYACI 1 Varılmak istenen hedefe yürüme/yüzme 2 Kimyasal çağrıcılara (kemokin) doğru koşmak (kemotaksis) 3 Kimyasal iticilerden kaçmak 4 Düşmandan kaçmak 5 Dokuya dalmak (invazin) BAKTERİDE HAREKET SAĞLAYICILAR 1 Flagella ve ilişkili motor sistem (koşma) 2 İlişkili iskelet sistemi ile membranın yeniden ve yeniden hızla şekillenmesi (yüzme) HAREKET UYARAN KİMYASALLAR 1 Kimyasal çağrıcılar: formil peptidler, riboz, galaktoz, aspartat, serin, ve kemokinler 3 Kimyasal iticiler: bazı inorganik tuzlar, amino asitler ve bazı diğer kimyasallar 6 Bakteride Yapışmanın Virülans Sağlama Özelliği Konağa Yapışmada iki yol var Pili ucundaki adesin ile………….. Doğrudan adesin ile Uçta adesin Konak hücredışı…… matriks glikoproteini Konak membran moleküllerine……….. Konak yüzeyinde integrinlere PİLİ İŞLEVLERİ • KONAK TÜRE ÖZGÜLLÜK • DOKU TROPİZMİ • KOLONİZASYON • HÜCREYE BAĞLANMA Pililer PİLİ ÇEŞİTLERİ • Pili Tip-1 E.coli’nin vücutta mannozlu yüzeylere; E.coli ve N.gonore’nin gangliosidlere bağlanmasını sağlar • Pili Tip-4 V.cholera’ya fruktoza da tutunma ve kasılma-açılma hareketliliği yapmasını sağlar • Bakterilerdeki cinsel pili kabile ve akrabalara konjugasyonla genetik dizi aktarımını olanaklı kılar • Kümeleşme pilisi bakterilere biyofilm yapım olanağı sağlar ve yüksek virülanslı soylarda bulunur • Pili-dışı yapışma proteinleri (invazinler) Klamidya’daki lektinlerle doku N-asetil glukozaminine yapışmayı sağlar • Pili-dışı yapışmada lipoteikoik asit Stafilokoklara ve Streptococcus pyogenes’e fibronektine bağlanarak dokuya ilişmeyi sağlar • Pili-dışı yapışmada pentaktin ve filamentöz hemaglutinin Bordetella pertussis’in virülansını başlatır 7 İnvazinler (istila sağlayıcılar) Dokuyu eriterek yayılmayı kolaylaştıran invazin enzimler • • • • • • • Kollajenaz Hiyolurodinaz Nöroaminidaz Streptokinaz, Stafilokinaz (plazmini aktive eder) Glikanaz Elastaz Fibrinolizin Lökosit ve eritrosit membranına hasar vererek savunmayı zorlaştıran enzimler • Fosfolipaz • Leşitinaz (gangrende) • Hemolizinler (lökosidin, vb..) Stafilokokkal koagülaz pıhtılaşmayı uyaran invazin enzimdir Bakterinin koruyucu kalkan invazin enzimleri • • • • Proteaz Lipaz Glikohidrolaz Nükleazlar, Streptodornaz (DNaz) 8 Zehirler Bakteride bulunduğu yer kriterine göre toksinler 1- Ekzotoksinler (dışa salgılanan zehirler) 2- Endotoksinler (sitoplazmik ve bakteri ölünce etrafa saçılan zehirler) Konakta etki ettikleri yer kriterine göre toksinler 1 - Enterotoksinler (bağırsak epitelinde işlev bozma) 2 - Nörotoksinler (sinir hücresinde işlev bozma) 3 - Sitotoksinler (konak hücresini öldürme) Etki mekanizmalarına göre Ekzotoksinler Tip 1: Süper antijenler (yangı- toksik şok) Tip 2: Membranlarda por oluşturanlar (sitolitik) Tip 3: A ve B toksinleri (Antikor, serum proteinleri, savunma enzimleri, ve doku matriksini keser) Toksinlerin Özellikleri • Ekzotoksinler – Proteinlerden yapılı – Çoğu enzim, hücredışı matriks, hücre ve moleküllere hasar veriyor • Endotoksinler – Edinsel yanıt uyandırmayan yapıda (zayıf antijenik) – Şiddetli yangı uyandırabiliyor ENDOTOKSİNİN ETKİLERİ BAZI BAKTERİLER TARAFINDAN DIŞA SALGILANAN TOKSİJENİTESİ YÜKSEK ZEHİRLER Vibrio cholerae E.Coli Bordeella pertussis Bascillus anthracts Şigella toksini Clostridium botilinum toksin-A Clostridium tetani Clostridium difficile toksin A, B Difteri toksini S. aureus, S.pyrogenes Süper antijen S. aureus enterotoksin A-E, lizinler ve lökosidin S. aureus alfa toksin, eritrojenik toksin Streptokok Streptolizin O ve S Bağırsaktan su ve elektrolit kaybı Kapiler geçirgenliğinde artış Boğmaca toksini Şarbon toksini (Hemolizin) Basilli dizanteri Nekroz ve gangren (sinir-kas kavşağına etkili) Tetanoz toksini (istemli kaslara etkili) Pseudomembran koliti Kuşpalazı (kalp, akciğer, böbreğe etkili) eritem Piyrojenik, Toksik şok Kusma, eritrosit ve lökosit yıkımı Nekroz, eritem Kan yıkımı Difteri Toksini Protein Sentezini Engeller Hücre ölümü Uzama faktörünü inaktive ediyor Ribozim protein sentezleyemiyor S.aureus’un Alfa toksini konak hücre membranında delik (por) açar Konak hücre ölümü Kolera toksini Enterositin Su Atılım Pompalarını Hiperaktive Eder Adenilat siklaz aktivitesinde artış Tip 3 Sekresyon sistemleri • Enterosite zehir enjekte eden boru sistemi • Besin zehirlenmesi yapan Salmonella hücre içine girmeden önce zehir enjekte ederek enterosite endositoz yaptırır ve kendini içeri aldırtır. • İçeride zehir salgılayarak aktin sistemini bozar ve oyuğunda rahatça çoğalır. 9 Bağışıklık Sisteminden Kaçma ve Korunma Yolları Konak Savunmasını Atlatma • Kapsül ve M tabaka ile sarınarak kendini konağa benzetmek • Antikor ve komplemanı parçalayan proteinazlar üretmek • Antifagositik faktörler salgılamak • Yüzey antijenik yapılarda kıyafet değiştirmek • Hücre içi yaşama adaptasyon • Biyofilm ile zırh ve oyuk oluşturmak Bakteri zarfının polisakkarid kapsülle (uzun zincir şeker polimeri) sarmalanması Kapsüllü Bakteriler Kapsül ve M tabaka bakteriyi bağışıklık sistem saldırısından mekanik olarak korur M protein içermeyen fibriller Aşağıdaki bakteriler tarafından salgılanan IgA proteaz enzimleri flora ile kaplı mukoza alanlarındaki IgA’yı yıkarak mukozalarda antikorla savunmayı yok ederler mukozalar • • • • H.influenza S.pneumonia N.gonorrhoeae N.meningitidis S.aureus Protein A salgılayarak kendine bağlanan antikorların fagosit tarafından görülmesini bloke eder S.pyrogenes C5a peptidaz salgılayarak yangı başlamasını engeller 10 Konakta mutasyon yaptırıcılar Konak hücre genomunu mutasyona sürüklemek karsinogeneze yol açabilir • Helicobacter pylori Mide, özofagus, deudonum • Salmonella typhi: Safra kesesi • Chlamydia pneumoniae: Akciğer kanseri • Mycoplasma: Çeşitli • Streptococcus bovis: Bağırsak kanseri 11 Antibiyotik direnci kazanmak ANTİBİYOTİK BAKTERİYE NASIL ZARAR VERİR? Bakteri duvarını bozar Duvar tamir sistemini bozar Transkripsiyon sistemini bozar Metabolik sistemi bozar ANTİBİYOTİĞE DİRENÇ GENLERİNİN ÇEŞİTLERİ İçeri antibiyotik girişine dayanıklı duvar sentezler İçeri giren antibiyotikleri parçalayan enzim sentezler İçeri giren antibiyotikleri dışarı atan pompa sentezler TIBBİ ANTİBİYOTİĞE DİRENÇ GENLERİNİ EDİNME MUTASYONLARI Hipermutasyon ile gen üretme Transformasyonla gen kazanma Konjugasyonla gen kazanma Transdüksiyonla gen kazanma 12 Enfeksiyon Hastalığı İSTİLA ÖZET MİKROP SAYISI GİRİŞ YOLU Mukoz membranlar •Solunum yolu •Gastrointestinal yol •Genitoüriner yol •Konjüktiva KONAK SAVUNMASINI ATLATMA Kapsüller Duvar bileşenleri Enzimler Demir bağlayıcı sideroforlar Deri Antijen yapılarını değiştirme Parental yol Konak hücre iskeletine mikrop reseptörü ektirmek YAPIŞKANLIK KONAK HÜCRE HASARI (SİTOPATİK ETKİ) ÇIKIŞ YOLU Doğrudan hasar vermek Zehirlemek • Ekzotoksin • Endotoksin Her mikrop genellikle girdiği yoldan çıkar Enfeksiyonda olasılıklar Konak hücre ile mikrobun karşılaşması Kommensal ilişki (savunma durdurmuş, hasar yok) İyileşme Enfeksiyon Mikrop yok ediliyor Tedaviyle iyileştirme (mikrobun, parçalarının, etkilerinin silinmesi) Hastalık (savunma yetersiz, hasar hızla artıyor) Ölüm Hastalık (sistemler normal işlevine dönemiyor) Yayılma Kalıcı (savunma yavaşlamış, hasar yavaş artmakta) (savunma saldırıyı sabitlemiş, sabit düzey sürekli hasar) ENFEKSİYONDA VİRÜS-BAKTERİ İŞBİRLİĞİ Virüslerin mukoza bariyerlerinde açtıkları lezyonlar bakterilerin buralarda sekonder enfeksiyonuna yol açar VİRÜLANS KUDRETİ YÜKSEKLİĞİ ve/veya SAVUNMA DENGESİZLİĞİ bağışıklık sisteminin aşırı saldırısına yol açabilir ki BU, MİKROP YOK EDİLSE BİLE ek hastalıklara yol açar • OTO SALDIRI ve DOKU HASARI • OTOİMMÜN HASTALIK • İMMÜN KOMPLEKS YIĞIŞMALARI
