Gıda Kaynaklı Patojenler
advertisement
I. Gıda kaynaklı zehirlenme tipleri A. Enfeksiyon Örnek istilacı: Salmonella, Campylobacter, Listeria, E. coli O157:H7, Hepatitis A İstilacı olmayan: enterotoxigenic E. coli, V. cholerae, Giardia, Cryptosporidium B. İntoksikasyon Örnek Mikrobiyal : S. aureus enterotoksin, botulinum toksin, aflatoksin, mikotoksinler Çevresel etkiler ile zehirliliğin kontrolü Fizyolojik sinyaller demir sıcaklık kalsiyum karbon kaynağı anaerobiklik ozmolarity Demir-sınırlı büyüme şartı ve patojenite Tip I Shiga’ya benzer toksinin ve difteri toksininin üretimi için ortamda demir gereklidir Sıcaklık oda sıcaklığından 37ºC’ye kadar artışı Shigella da virB, ipa ve inv nin transkripsiyonun artmasını ve dolaylı olarak hücre yayılımını artırır E. coli’da pili üretimini artırır Yersinia türlerinde plazmit tarafından kodlanan zehirlenme genleri olarak bilinen vir, Icr ve yop sadece 37ºC de meydana gelir Oda sıcaklığının etkisi Bazı zehirlenme faktörleri sadece oda sıcaklığında ortaya çıkar Yersinia pseudotuberculosis’de ki inv yayılmacı geni Vibrio cholerae’daki toxR toksin geni Kalsiyum 37ºC de yop geninin transkripsiyonu kalsiyum yokluğunda engellenir Paradoks: zehirsiz büyüme Ozmolarity Kolera toksininin konukçu dokunun fizyolojik şartlarında optimum olarak üretimi Yüksel ozmolarity S. typhimurium ‘da yayılımcı geni olan invA nın etkisini artırır Anaerobiklik S. Typhimurium’da doku hücresine yayılma etkisini artırır V. cholerae’da toksin üretimini artırır Karbon Kaynağı Büyüme hızını, metabolik son ürünü ve pH ı değiştirerek zehirlilik faktörlerini etkiler Stres Şartları- açlık, asidik pH, ısı şoku CO2/N2 açlığına ve asidik pH maruz kalmış S. Typhimurium’un makrofajda hayatta kalabilmesi için gerekli genlere sahiptir ısıl şok, oksidatif stres ve asit stresiyle L. monocytogenes ’de , listeriolisin O’nun oluşumu sağlanır membranın parçalanması ve sitoplazmaya kaçışı sağlar Isıl şok proteini oluşturan birçok organizma diğer streslere karşıda direnç kazanırlar (radyasyon veya dezenfektan maddeler) Zehirlilik geninin aktifliği için 5 strateji 1. Baskı altında olan zehirlilik geni başka bir zehirlilik faktörünün etkisi ile konukçu çevre tarafından oluşturulmuş sınırlı baskı kaldırılabilir büyüme ve konukçuya verilebilecek en az zarar arasındaki denge örnek- konukçu dokuda bulunan demirin artması ile sitotoksin üretimi Düşük enfeksiyon riski vardır 2. Yapıcı zehirlilik genlerinin varlığı Bağışıklık sistemi ve hızlı bakteri üremesi arasındaki savaş Yüksek enfeksiyon riski içerir Shigella ve E. coli O157:H7’de bulunan yayılımcı geni örnek verilebilir 3. Virülans genlerinin yeni bir çevreye istilada periyodik olarak salınımı Listeria’nın hücre içi antifagosistik özelliği 4. Eş zamanlı oluşturulan zehirlilik faktörleri sinerji içerisinde konukçu dokuya alt ederler S. Typhimurium’da ki zehirlilik faktörleri 5. Konukçu bağışıklık sisteminin geliştirilmesinin yavaşlatılması için oluşturulan optimum altı zehirlilik faktörlerinin oluşumu kroniktir Konukçu duyarlılığı A. Yaş B. Bağışıklık durumu- yeni doğanlar, yaşlılar, hamile kadınlar C. Hasta olanlar- AIDS, kanser, alkolizm D. İlaç terapisi altında- organ transferinde kullanılan bağışıklığı bastıran ilaçlar E. Beslenme bozukluklarında- antikor üretimi ve fagosayt aktifliğinin azalması F. Çevresel faktörler- yorgunluk ve stres Gastrointestinal sistemi Mukoza tabakası • epitel hücre sırası- geçişi engeller • lamina propriya (bağlayıcı doku ve lenf damarları + düz doku hücreleri + lemfoid doku) • kas tabakası Fonksiyonları Gastrointestinal bölge ile vücut dokusu arasında seçici geçici bariyer sağlar Gıdanın taşınmasını ve sindirimini sağlar Sindirilmiş gıdanın emilimini artırır İnce bağırsak yaklaşık olarak 5-6 metre uzunluğunda Yapısı Villi Mukozanın dışarı doğru büyümesiyle meydana gelir (0.5 - 1.5 mm) ( epitelyum ve lamina propriya ) Kript– villi arasındadır tüpsü bezlerdir Mukozanın üstünü örten özel hücre yapısı Mikrovilli – çizgili sınırların dışarı uzantısı (~ 3000 mikrovilli / emilim hücreleri) En önemli görevi besinler için yüzey temas alanını artırır (~557 m2) IgA ve demir bağlayan proteinlerin goblet hücreler tarafından salgılanır Enfeksiyona bariyer Mide -Düşük pH Asit karşıtları canlı kalmayı başarır Normal Flora - 1011 - 1014 CFU/g (1/4 dışkı kütlesi) Mukus tabakası ve epitelyumdan oluşan bağırsak duvarına bağlıdırlar Denge durumu- ekolojik hücreler değişir Enfeksiyona bariyer Diğer bakteriler tarafından kolonileşmeye gösterilen direnç bakteriosinler, diğer inhibitörler (asetik ve propiyonik asit Shigella’ya karşı etkilidir) besinler için ve bağlanma yeri için yarış Enfeksiyona bariyer Emzirilen bebekler: lactobasilli bakterileri tarafından zengindir ve patojenik E. coli’yın gelişmesini engeller Biberonla beslenenler: E. coli zehirlenmesine karşı daha hassastır Enfeksiyona bariyer Mukus bariyer görevi yapar – hareket edemeyen organizmalara karşı mekaniksel bariyer görevi vardır Lisozom ve bakteriosin içerirler IgA ve demir bağlayan proteinlerin goblet hücreler tarafından salgılanması Vibrio cholerae tarafından salgılanan mukunaz enzimi mukus tabakasını parçalar Bakteri Tutunma (Adhesin) Faktörleri Fibria –İpliksi yapıdadır. yüzeylere ve diğer bakterilere bağlanmasında yardımcıdır Pili-İpliksi yapıdadır, reseptörlere bağlanıp, genetik materyalleri transfer eder Kapsül-Ekzopolisakkarit yapıdadır, tutunmada yardımcıdır, fagositozu engeller Enfeksiyon-Tutunma Hücre duvarı bileşenleri epitelyum reseptörlerine bağlanır Uç kısmıyla konak hücre yüzeyinde bir reseptör molekülüne tutunur Konak reseptörler genellikle glikoprotein veya glikolipittir Bu bağlanmanın spesifikliği, bakteri için gerek konak spesifikliğini gerekse konakta yerleşim yeri spesifikliğinin temel nedenidir İstila (İnvazyon) Mukus tabakasını geçer ve epitel hücreye tutunur Konukçu hücreye geçer Canlı kalabilir ve ürer Lifsi olmayan bağlanma Kapsüllün hücre duvarı proteinleri ve karbonhidratları epitelyum üzerine ya kolonize olurlar (enterotoksijenik E. coli) ya da Reseptör vasıtalı endositozla geçiş yaparlar (enteroinvasive E. coli) İnvazyonda (İstila) rol oynayan virulans faktörler Bakterilerin fagositik olan hücrelere girmeleri aktin polimerizasyondepolimerizasyonuna bağlı olarak hücre iskeletinin yeniden düzenlenmesi ile gerçekleşir Bakterinin konak dokularının kendisine sunacağı beslenme koşullarında üreyebilmek için gerekli biyokimyasal yapılanmasına ve konak organizmanın savunma mekanizmalarına karşı koyabilme ve onlardan kaçabilme yeteneğine sahiptir. İnvazyonda rol oynayan virulans faktörleri Bakterilerin fagositik olan hücrelere girmeleri Psödopodlar aracılığı ile gerçekleşir Aktin polimerizasyonu Membrandaki değişiklik Fagositik olmayan hücreler Bakterinin yapışır Hücre zarı değişir bakterinin hücre içine alınır. Yol açan yapılar bakteri hücre yüzeyindeki bir takım proteinlerdir, bu proteinlere “invazin” denir. İnvazinlerin konak hücredeki reseptörleri “integrin” adı verilen proteinlerdir. İnvazyonda (İstila) rol oynayan virulans faktörler Fagositik olmayan hücrelere bakterilerin girebilmesi için bakterinin konak hücreye yapışması ve hücre zarında değişikliğe neden olur buda bakterinin içeri girmesini sağlar Bağışık sistemden korunmada rol oynayan virulans faktörleri Fagositik hücreler bakteriyi fagosite edebilmek için bakteri hücresi tarafından salgılanan bir takım kimyasal maddeler tarafından uyarılarak infeksiyon bölgesine gelirler. Bu olaya “kemotaksis” adı verilir. Bağışık sistemden korunmada rol oynayan virulans faktörler Ürettikleri bazı maddelerle fagositik hücreleri parçalarlar Bu bakterilere agresinler adı verilir Kapsülde fagositozdan korur Bazı bakterilerde fagositoza karşı dirençlidir Konak doku ve hücrelerde hasar yaratan virulans faktörler Agresin bakteriler hücre ve dokulara zarar verici maddeler üretirler Pseudomonas aeruginosa'nın ürettiği rhamnolipid. Staphylococci, E. coli- Hemolysins-lyse erytrocyte Stafilokokların ürettiği lokosidin gibi bazı maddeler ise fagositik hücreleri parçalar. Clostridium- Kollajenazla kollajeni parçalar Kinaz-fibrini parçalar Mycoplazma-Hidrojen peroksit gibi metabolik son ürünler Çoğalmaya yönelik virulans faktörler Bakteriler canlılıklarını sürdürebilmek için gereksinim duydukları serbest demir iyonlarını sentezledikleri siderofor denilen transport proteinler ile sağlarlar Transferin, ferrin ve ferritin için konukçu ile rekabete girer Parazit Bir canlıya bağımlı olarak yaşayabilen ve üzerinde yaşadığı canlıya zarar verebilen organizmalardır Protozaalar Helmintler Nematodlar Sestodlar Toksinler Ekzotoksinler GR(+) Çok toksindirler Sitotoksin-çeşitli hücre tipine etki eder AB toksin Difteri, kolera, dizanteri Membran yıkımına neden olanlar Süper antijenler Toksinler Endotoksinler Gr negatifler Membranda bulunur Lipopolisakakrit (LPS)-lipit A Somatik O antijen Enfeksiyonu etkileyen gastrointestinal faktörler Asit - Gram negatif enterikler ve enterovirusler (hepatit A) aside dirençlidir, sodyum bikarbonat ağızdan alınan infektif dozu 10,000 kez gıdalar da gastrit asidi azaltır. Proteolitik enzimler - pepsin Safra - Gram negatif enterikler ve enterovirüsler (hepatit A) dirençlidir Bağırsak enfeksiyon tipleri İstilacı olmayanlar İnce bağırsağın epiteline bağlanır, enterotoksin üretir ve ishal takip eder Örnekler: Enterotoksijenik E. coli – turist ishali V. cholerea - kolera Bağırsak enfeksiyon tipleri İstilacı olanlar Bağlanır ve kolonun (Shigella) veya ileumundan (Salmonella) epitel dokuya geçiş yaparak ekzotoksin üreterek ishale neden olurlar. Epitelyumun alt tabakalarına geçiş fazla görülmeyen bir durumdur. Örnekler: Shigella – basiler dizanteri Salmonella - enteritis Enteroinvasiv E. coli - enteritis or dizanteri Campylobacter - enteritis Bağırsak enfeksiyon tipleri Sistemik: İnce bağırsağın epitelyumuna bağlanma ve geçişi epitelyumun alt dokularına geçiş ve sistemik yayılma izler Örnekler: S. typhi - tifo E. coli O157:H7 - HUS L. monocytogenes - menenjit Ekzotoksinin neden olduğu gıda zehirlenmeleri 1. Önceden üretilmiş ekzotoksinin gıda ile tüketimini izleyen bağırsak emilimi (belirtilerin başlaması 1-12 saat arasında değişir) Örnekler: 1. 2. 3. S. aureus – ekzotoksinler sinir uçları üzerine etkilidir: mide bulantısı, kusma ve ishale neden olurlar. B. cereus - emetik: mide bulantısı, kusma C. botulinum – Nörotoksinin bağırsak emilimi botulizm zehirlenmesine neden olur Ekzotoksinin neden olduğu gıda zehirlenmeleri 2. Çok sayıda mikroorganizmanın vücuda alınmasını izleyen sınırlı üreme, ekzotoksin üretimi ve bağırsak emilimi (başlama süresi 12-48 saat) Örnekler: C. perfringens – kramplar, mide bulantısı, ishal B. cereus – ishal, kramplar, sulu ishal İshal Tanımı: Tuzun ve suyun emiliminin azalması vücuttan sıvının kaybına neden olur (sıvı salımı > sıvı emilimi) Sebep Çözücünün artan salınımı- enterotoksinler ince bağırsakta Na+/Cl- dengesini bozar ve Na+ ve Cl- ‘ün daha fazla suyla kaybına neden olur Kusma Tanım –bulantı, fazla tükürük salgılama, solgunluk ve terleme ile başlayan mide içeriğinin kuvvetli kasılmalarla dışarı çıkmasıdır Mekanizma Düz kaslar ile kontrol edilir ve beyin (medulla) ile merkezi sinir sistemi kusma refleksini koordine eder Enterotoksinler bağırsak mukozasında reseptörleri uyarır Bağırsak mukozasındaki sinirsel reseptörler beyindeki kusma merkezini mide siniri vasıtasıyla uyarır Beyin diyafram ve abdomene sinir uyarıları göndererek kusmayı başlatır Gıda kaynaklı patojenlerin hücre içinde çoğalması Salmonella - lamina propria Shigella - sitoplâzma E. coli O157:H7 – sitoplâzma Y. enterocolitica – lenfoid doku L. monocytogenes – lenfoid doku Konukçu savunması İki ana sistemle 1. Fagositler: nötrofiller, monositler ve makrofajlar İstila eden bakteriye kemotaksis Hücre içi öldürme: Lisozom üreten yeni üretilmiş hücre içi boşluğuna tutulan bakterinin tutulduğu fagozamın içeri çekilmesi Hidrolitik enzimlerle (lisozom, fosfolipaz, ve değişik proteaz enzimleri) dirençli olmayan bakteriler öldürülür 2. Süperoksidaz ve hidrojen peroksit üretilmesi Fagositler- nötrofiller kemik iliğinde üretilirler Aktif fagositozlardır. Ölmüş nötrofiller, bakteriler, yarı yarıya sindirilmiş yapılar iltihaplı bölgede kıvamlı ve sarı renkte "cerahat-irin" birikmesine sebep olur Fagositler- monositler Akyuvarların yaklaşık %7'sini oluştururlar. Kemik iliğinde yapıldıktan sonra kan dolaşımına geçerler. Yaklaşık birkaç saat içinde kan dolaşımından çıkıp dokulara girerler. Dokularda bu monositler ayrı makrofaj türlerine olgunlaşırlar. Fagositoz yetenekleri mevcuttur. makrofajlar patojenleri ve ölü dokuları ortadan kaldırılar. sindirmek için yapılarına aldıkları patojenlerden parçalar (antijen) salarlar. Bu parçalar yardımcı T hücreleri tarafından tanınır ve yardımcı T hücreleri lenfokin salgılarlar ki bu B hücrelerini uyarır. Böylece B hücreleri o belli antijene özgü (ve böylece patojene özgü) antikor üretir ve salarlar. Bu noktada makrofajlar tekrar rol alırlar, makrofajlar özellikle antikorların bağlanmış olduğu hücrelere karşı duyarlıdırlar. FAGOSİTOZ 1. Mikroorganizma makrofaj hücre zarının içe doğru katlanmasıyla oluşan yapıya tutunur. 2. Hücre membranının tümüyle içe doğru katlanması sonu yapı fagozoma dönüşür ve mikroorganizma fagozom içerisine hapsedilir. 3. Bünyesinde mikroorganizmayı barındıran fagozom ile tüm hücre enzimlerinin depolandığı bir yapı olan lizozom zarları arasında füzyon şekillenir; bu şekilde lizozomda bulunan tüm enzimler fagozoma dahil olur. 4. Fagozoma dahil olan lizozomal enzimlerin etkisiyle içeride bulunan mikroorganizma parçalanır. 5. Mikroorganizmanın parçalanması sonu oluşan artık maddeler makrofajdan hücre dışı ortama atılır. Antikor immunoglobulinler(Ig) Protein yapıdaki antijenler bağlanır Humoral bağışıklık sisteminin parçası olarak kabul edilir –lenf ve kan Antikorun görevi Apsonin olarak antijenleri fagosaty için işaretlerler toksini nötralize eder Kamçıya tutunarak, hareketini yavaşlatır Çökmeye neden olur C. Patojen Savunma Mekanizması 1. Lipopolisakkarit ve asidik polisakkarit antijenlerin üretilmesi fagosistosize karşı direnç sağlar 2. Yüzey kapsülleri 3. Değişik virulans faktörler Lökosayt-Hücre dışı öldürme Doğal öldüren limfosaytlar (NK hücreleri: Eozinofiller Enfekte hücrenin üzerine toksin salgılarlar Parazitik kurtlara saldırırlar Toksin salgılayarak zayıflatırlar ve öldürüler– nötrofiller Bakteri ve fungusalrı öldürür Limfosayt En küçük lökosayt Kemik iliğinde üretilir İki çeşittir: B hücresi Lenf ve dalakta bulunur T hücresi Kanda ve lenf dokusunda bulunur T hücresi Sitotoksik veya katil T hücreleri Enfekte olmuş hücreleri öldürürler Yardımcı T hücreleri B hücrelerini aktive ederler B hücreleri Plazma hücresiantikor üretir Hafıza hücresi –hızlı antikor üretmek için patojenleri hafızasına alır Escherichia coli Genelde E. coli kısaltması ile veya koli basili olarak bilinen Escherichia coli, memeli hayvanların kalın bağırsağında yaşayan faydalı bakteri türlerinden biridir Normalde bağırsakta yaşadığı için, E. coli 'nin çevresel sularda varlığı dışkı kirlenmesinin bir belirtisidir E. coli, pediyatrist ve bakteriyolog olan Theodore Escherich tarafından bebek dışkılarında keşfedilmiştir ve adını ondan alır; coli, "kalın bağırsaktan" demektir E. coli, genel olarak bakteri biyolojisinin anlaşılması amacıyla üzerinde sıkça çalışılmış bir model organizma olmuştur Canlılar arasında hakkında en fazla şey bilinen organizma olduğu söylenebilir İnsanın bir günde dışkı yoluyla vücudundan geçen E. coli bakteri sayısı 100 milyar ila 10 trilyon arasındadır Başka hayvanlarda etkisiz olan bazı E. coli tipleri insana bulaştıklarında hastalık yapabilirler Bunların en ünlüsü sayılan O157:H7 adlı serotip kanlı ishale ve ölüme yol açabilir. E. coli, normal bağırsak florasına aittir, biyolojik sınıflandırmada da bağırsaklarda yaşayan bakterilerden oluşan enterik bakteriler ailesinde yer alır Bakteri çubuk şeklinde olup, boyutları 1-2 µm uzunluğunda ve 0.1-0.5 µm çapındadır. E. coli Gram-negatif bir bakteri olduğundan endospor oluşturmaz, pastörizasyon veya kaynatma ile ölür Memeli hayvanların bağırsaklarında büyümeye adapte olmuş olduğu için en iyi vücut sıcaklığında çoğalır. Virülans faktörleri E. coli türü içinde büyük bir çeşitlilik vardır, hatta modern tekniklerle gösterilmiştir ki Shigella ve Salmonella familyasının üyeleri aslında E. coli'nin alt-tipleridir E. coli türü içinde farklı özelliklere sahip olan, "suş" olarak adlandırılan çeşitli tipler vardır. Bunları birbirinden farklı kılan küçük mutasyonlar olabileceği gibi bütün bir genin, hata pek çok genin, varlığı veya yokluğu, olabilir. Bu genler bakteriofaj, transpozon veya plazmidlerde bulunur ve bunlar başka bakteri türlerinden E. coli'ye iletilmiş olur. Suşları farklı kılan genler arasında toksin ve yapışma (adezyon) faktörleri gibi hastalık (virulans) faktörleri vardır Örneğin O157:H7 suşunun taşıdığı Şiga toksini geni, E. coli 'ye Shigella'dan geçmiştir E. coli 'nin hastalık yapmasını sağlayan özelliklerin hepsi bir arada olmaz, belli E. coli suşları bu faktörlerin belli kombinasyonlarına sahiptir Pilus veya fimbriumlar bakterinin üstünde bulunan ve onun belli yüzeylere bağlanabilmesini sağlayan saç görünümlü yapılardır Zararsız E. coli 'ler de piluslara sahip olmakla beraber ETEC tiplerinde bulunan özelleşmiş piluslar onların ince bağırsak epitel hücrelerine bağlanmalarını sağlar Bu sayede bakteri dışkıyla atılmayıp ince bağırsakta yerleşir ve orada çoğalabilir Bu yüzden bu pilus türlerine kolonileşme faktörü denir Bu faktörler konak organizmaya özgün olup bakterinin hangi hayvanlarda çoğalabileceğini belirler Kültür özelliği Gram negatif, çubuk, hareketli Düz formları – Düzensiz formları – LPS kenar zinciri vardır sıvı besiyerinde bulanıklık yapar LPS kenar zinciri yoktur sıvı besiyerinde çökme yapar Laktozu fermente eder Serotipleme: Yaklaşık 50,000 ile 80,000 serotipleri vardır O, H, K şeması Kaufmann tarafından yapılmıştır (1947) O antijen – 174 Bütün düzgün formlarda Isıya dirençli LPS bulunur H antijen - 56 Isıya duyarlı proteinlere sahip K antijen - 80 Asidik polisakkaritleri mevcut F antijen - fimbriyal antijen mannoza hassas ve mannoza karşı dirençli ETEC suşları İshal yapan E. coli’yın çeşitleri 1 2 3 4 5 Enteropatojenik E. coli (EPEC) Enteroinvazif E. coli (EIEC) Enterotoksijenik E. coli (ETEC) Enterohemorhajik E. coli (EHEC) Enteroadherent E. coli (EAEC) [yada diffusely- adhere E. coli (DAEC)] 6 Enteroaggregatif E. coli (EaggEC) Enteroadherent E. coli (EAEC) Bir yaştan küçük çocuklarda orta şiddette ishale yol açar Özelleşmiş fimbrialar sayesinde seyrek bir şekilde epitele bağlanırlar ve hücre içi sinyal mekanizmasını etkinleştirirler. Epitelyum hücrelerine istila etmezler. Toksin üretmezler. Enteroaggregatif E. coli (EaggEC) İlk 1987 ‘de bulundu Özellikleri: bağırsak epiteline bağlanıp tuğla gibi dizilmiş bakteriler şeklinde görünür. Bu gruba has bakterilerin salgıladığı toksinler mukozaya zarar verip kronik ishale yol açarlar Besinsiz kalmış bebeklerde ve çocuklarda görülen ishale neden olur. Semptomları Başlangıç süresi: 8 - 18 s sulu veya kanlı ishal için > 14 gün düşük ateş görülür kusma görülmez Patojenite - 3 aşamadadır 1 Bağırsak mukozasına fibriya ile bağlanma 2 Artan mukus üretimi kalın mukus içeren biyofilm oluşturur 3 Plazmit tarafından sitotoksin üretimi veya biyofilm oluşumu mukozaya ve bağırsak emilimine zarar verir buda ishale neden olur Enteroaggregatif E. coli (EaggEC) İki plazmidin kodladığı toksin üretirler Isıya dayanıklı enterotoksin (EAST) Plazmit kodlayan toksin (Pet) Shigella enterotoksin 1 (ShET1) ve hemolisin E (HlyE) de üretilir Mekanizmaları henüz bilinmemektedir Fakat mekanizmalarının G-kinaz ve A-kinaz bağımlı olduğu bilinir. G-kinaz ve A-kinazın aktivasyonu Artan klor ve azalan sodyum emilimi ishal Enteropatojenik E. coli EPEC Tanımı: dokuya sıkıca bağlandıktan sonra bir iltihaplanma reaksiyonu oluştururlar Toksin salgılayarak değil, hücre içi sinyalizasyona etki ettikleri için ishale yol aştıkları düşünülmektedir Tarihçesi İngiltere’de 1667 – 1720 yıllarında: 328,231 bebek ölümüne neden olmuştur İlk olarak 1945 yılında insan patojeni olduğu bulunmuştur. Hastalığın seyri Bebek ishali- 2 yaşından küçüklerde şiddetli bir seyri vardır Ateş, kusma, karın ağrısı, sulu ishal 4 ile 6 gün Bazı zamanlarda ölümle sonuçlanabilir Hastalığın seyri Yetişkinlerde ishal – çok daha az şiddetlidir Başlama süresi: 17 - 72 s sulu ishal, kusma, mide bulantısı, karın krampları, ateş, üşüme 6-72 s içinde etkisi geçer Patojenitenin mekanizması (işgalci değil, toksin yok) Pililer (bfpA plazmitte, dsbA kromozomda) vasıtasıyla EPEC mikrovillilere tutunurlar ve mikrokoloniler oluştururlar Cl ve Na emilimini bozarlar konukçu hücrenin ölümüne sebebiyet verirler Vakalar Az gelişmiş tropikal ülkeler hariç 1971 den beri çok nadir görülür Örnekler: 1 Washington, DC - 1967 170 yetişkin zehirlendi E. coli O111 sebep: kaynak suyu 2 İngiltere - 1969 E. coli O126 soğuk domuz eti 3 İngiltere - 1974 E. coli O127 etten yapılmış çörekten 4 İngiltere - 1976 İki tane 6 aylık bebek E. coli O26 çiğ sütten izole edildi IV Enteroinvazif E. coli (EIEC) Shigella’ya benzer Kolonda meydana gelen ishalin invazif dizanterik formuna neden olur Epitel hücrelerde plazmitin neden olduğu yayılma ve çoğalma hücre ölümüne neden olur lisin dekarboksilaz negatif ve zayıf laktoz pozitiftirler Serogruplar 8 O serogrup Shigella ile yakındır serotipleme Virulans belirtileri (Yayılmacılık) Hücre kültürü: HeLa hücrelerinde hücre içi üreme ELISA testi: dış membran proteininin virülans işareti olarak belirleme Hastalığın seyri Ana okulu çocuklarında sıkça görülür Shigellosizden ayrılması zor (basillery dizantery) Başlama süresi: minimum doz olan 106 EIEC hücrenin ağız yoluyla alınmasından sonra 8 - 24 s sonra hastalık başlar Düşük hacimli kan ve mukus içeren ishal görülür Üşüme, ateş, karın krampları Tedavisiz iyileşir Patojenite mekanizması Kolonda epitel işgal ve hücre içi çoğalma inflamasyona neden olur Plazmitte bulunan membran dışı polipeptidleri kodlayan en az 5 gen virülans için gereklidir Vakalar 1. 1947 - İngiltere: konserve samon balığı 2. 1971 - Washington, DC 347 ishal vakası, 12 hastanelik Sebep: gramında 105 -107 EIEC O124:B17 bulunan Kamamber peyniri Yaklaşık 2500 kg peynir piyasadan toplandı EIEC’in kaynağı: Yetersiz filtre edilmiş nehir suyu fabrika temizliğinde kullanıldı 3. 1981 – Birleşik Milletler gemisi 47 vaka Hastalığın süresi: 3 gün Patates salatası Ellerden ve çiğ malzemelerden bulaştı ETEC Isıya duyarlı (LT) ve/veya ısıya dirençli (ST) toksin üretir Epitel hücree bağlanma faktörü vardır Tarihçe 1968 - ETEC ilk olarak Hindistan’da ishal salgınında fark edildi 1979 – Turist ishali denilen hastalığın sebebi olarak belirlendi. Serogrupları 14 O serogrubu 16 serotipi vardır Kültür Özellikleri Normal E. coli özelliklerini taşıyor LT ve ST üretimi dışında Toksin analizi (FDA BAM Metodu) Geleneksel LT - farenin adrenal hücre testi (uzun fibroplast hücreleri yuvarlaklaşır) ST – Bebek fare testi (Filtre edilmiş kültürün enjeksiyonu ve bağırsakta sıvı birikimi kontrol edilir) DNA Probları ile - LT ve ST Hastalığın özellikleri Başlama zamanı: 8 - 44 saat (ort ~ 24 s) Ağızdan alınan enfeksiyon doz: 108 - 1010 ETEC Tipik semptomları: sulu ishal, düşük ateş, karın krampları ve mide bulantısı Ciddi durumları: birkaç hafta süren koleraya benzer pirinç suyu ishal ve dehidrasyon Zehirlilik mekanizması Zehirlenme için üç kriter gerçekleşmeli: 1. Yeterli miktarda bakteri hücresinin vücuda alımı (108 - 1010 ETEC ) 2. İnce bağırsakta mukozal yüzeye tutunma için tutunma faktörlerinin var olması 3. LT ve/veya ST nin plazmit-vasıtalı üretimi Yapışma faktörleri Plasmit-vasıtalı fibriyal yapışma faktörleri Konukçu spesifik insanlar ve hayvanlar için farklı faktörler vardır antijenik özellikleri yönünden farklı bilinen 20 nin üzerinde Mukozal yüzeyde spesifik reseptörlere bağlanırlar LT ve ST Enterotoksinleri LT nin yapısı Isıya duyarlı toksindir: 60oC’de 30 dakika sonra etkisini kaybeder Bir A alt ünitesi vardır: aktif bölümüdür Beş tane B alt ünitesi vardır: Hücre yüzeyindeki reseptörlere bağlanır gangliosid GM1 Toksinin yapısı ve mekanizması kolera toksinine (CT) benzer ve CT toksininin antikoru ile nötürleştirilir LT fonksiyonu 1- Beş tane B alt ünite hücre yüzeyindeki GM1 reseptörüne bağlanır 2-A alt ünite hücre içene girer ve A1 ve A2 olacak şekilde ikiye ayrılır 3-A1 plazma membranında bulunan hücrenin adenilat siklazı’ın düzenleyici alt ünitesine bağlanır 4- Hücre içi biriken cAMP, cAMP ye bağımlı protein kinazın aktif olmasını sağlar 5- Protein kinaz sodyum ve klor emilimini ve salınımını durdurur ve sulu ishale sebebiyet verir STnin yapısı Isıya dirençli toksin: 30 dakika kaynamanın sonunda hala aktiftir Plasmit kodlar İki formu vardır: STa insan enfeksiyonuna neden olur STb domuz enfeksiyonuna neden olur İkiside düşük moleküler ağırlığa sahiptir 1,500 - 5,000 dalton LT ve CT nin antikorlarıyla nötralize olmaz ST nin mekanizması 1-Bağırsak epitelyum hücrelerin spesifik reseptörlerine bağlanır 2- Direk olarak guanilat siklazı aktive ederek, cAMP nin birikimini sağlar Buda bağırsağın bol sıvı ve elektrolit salgılanmasına neden olur buda ishal oluşumuna neden olur Vakalar 1. 1975 yazı: Crater Lake Natl. Park (OR) > 2,000 ETEC O6:H16’in neden olduğu zehirlenme görüldü, LT ve ST üretilmişti Kontamine olmuş suyun neden olduğu tespit edilmiş 2- 1980: Meksika lokantası (WI) > 400 ETEC O6:H16’in neden olduğu zehirlenme rapor edildi (LT ve ST üretilmişti) Hasta olan aşçının neden olduğu bulundu. 3- 1983 güzü- Danimarka, Hollanda ve İsveç Fransız Brie peynirinin neden olduğu 169 zehirlenme vakası rapor edildi ETEC O27:H20 izola edildi ve ST üretilmişti 4-1993 Martı- Amerika’da uçakta Uçuştan 12 - 77 saat sonra 74 yolcu hastalandı (ortalama 41 saat) - ishal, kramp, mide bulantısı, ateş ve kusma Nedeni salataya bağlandı – marul, havuç, acı marul 9 yolcuda başka bir uçuşta servis edilen aynı salatadan zehirlendi Zehirlenme suşu: ETEC O6:NM , ST ve LT için pozitifdi 5- 1993 Nisanı- Büfe (NH) 121 misafir ve çalışan zehirlendi Lübnan salatası: değişik sebzelerden oluşmuş Zehirlenme suşu: ETEC O6:NM ST ve LT pozitif İki zehirlenme vakasın dada havuçlar aynı şirketten alınmıştı 6 -An büyük vaka: 1998 Haziranı Chicago ~ 6,500 vaka Patates salatası zehirlenmeye neden oldu kaynak: kanalizasyon mutfak lavabosundan geri tepti Enterohemmorhagic E. coli (EHEC) Optimum büyümesi için gerekli sıcaklık -30 - 42°C 44.0 - 45.5°C’de büyüme yavaşlar veya durur Sorbitol negatif Tutunma geni (eae) 60 mDa plazmit içerir Beta-gluküronidaz enzimine sahip değildir Dış membran proteini vardır Enterohemolisin üretimi Antibiyotik dirençliliği zamanla artıyor Serotipleri Serotipleri %80 den fazlası O157:H7 olarak bulunur Diğer tehlikeli serotipler O26 ABD, Almanya O48 Avusturya O111 Amerika, Avusturya O113 Amerika O145 Amerika İzolasyon ve Tanımlama Zenginleştirici besiyeri Trypticase Soy Broth + cefixime, cefsulodin ve vancomycin Seçici besiyerleri Sorbitol MacConkey Agar (SMAC) Hemorrhajik kolitis Agar (sorbitol + MUG) Tellurite-Cefixime SMAC Tanımlama Indol + Ticari O157 antisera kullanılarak serotipleme SLT1 ve/veya SLT 2 genlerinin PCR ile tespiti Sorbitol MacConkey Agar (SMAC) Pepton nitrojen kaynağıdır D-sorbitolü EHEC fermente edmediği için kolonileri renksizdir Nötür kırmızı ise-pH infdikatörüdür MUG (4-methylumbelliferyl-beta-Dglucuronide) Beta-gluküronidaz enzimine sahip değildir 4-methylumbelliferyl-beta-Dglucuronide den 4-methylumbelliferyl moiety üretir Uzun UV ışığında florasan etki gösterir Ticari test kitleri E. coli O157:H7’in ve toksinlerinin izolasyonu için kullanılabiliyor - Petrifilm, HGMF, VIDAS, Difco EZ coli, Neogen Kaynağı ve yayılması sıcak kanlı hayvanların Memeli ve kanatlı hayvanların dışkıları ile ete, süte, toprağa, suya ve dolayısı ile tüm çevreye yayılır Köpek, kuş, koyun, geyik ve insanlarda bulunur Sığır temel kaynak olarak alınır Genelde az pişmiş etler Çiğ sütler hastalıktan sorumlu tutulur %2-10 arasında bulunur Genç ve sağlıklı sığırlar E. coli O157:H7 enfeksiyonlarına oldukça dirençlidir Süt ineklerinin dışkılarında diğer sığırlara göre daha fazla bulunmaktadır Süt ineği-%22 Dana- %1.5-3 Pamuk tohumu ve mısır silajı sayıyı artırmaktadır Modern çiftliklerde beslenen süt ineklerinin dışkılarında bu serotipe daha az rastlanır Diğer kontaminantlar Silaj yapımı sırasında yetersiz fermantasyon bu serotipin sayısını artırır ve ruminantlar arasında taşınmasında etkili olur Salgınlarda en önemli taşıyıcının insandan insana olduğu görülmüştür Ekipmanlar Gübre Su Diğer hayvanlar Dirençlilik Aside dirençliliği yüksektir Mide asidinde (pH 1-2) yaklaşık 3 saat canlı kalabilir Mayonez (pH 3.6-3.9), fermente etler (pH 4.5), elma suyu (pH 3.6-4) gibi asitli gıdalarda canlı kalabilmektedir %1.5 asetik asit, sitrik asit veya laktik asit uygulamasında et yüzeyinde canlı kalabilmiştir Asit dirençliliği Örnekler: Süt fermantasyonu: Lactococcus lactis veya Lactobacillus bulgaricus - < 48 saat Streptococcus thermophilus veya Lactococcus cremoris - 40 gün Yoğurt Fermantasyonu (105 kob/ml) < 1 gün cottage peyniri (10 kob/ml veya g) > 60 gün Sıcaklık Sıcaklığa dirençli değildir Köftede önerilen sıcaklık 68.3C dir Kıymada oC D-değeri (sn) 57.2 270 60.0 45 62.8 18 (2% yağ) 30 (30.5% yağ) 64.3 9.6 Sıcaklık (devam) Sütte Pastörizasyon -71.7oC / 15 sn yeterli Pastörize sütte üreme: Sıcaklık (oC) Jenerasyon süresi (saat) < 10 büyüme yok 12 7.2 20 1.5 Tuz konsantrasyonu Yüksek tuz konsantrasyonuna direnç gösterirler %6.5 NaCl’da gelişir %8.5 derişimde inhibisyon etkisi başlar Hastalığın Karakteristiği Hedef popülasyon Çocuklar - 2 -10 yaş Yaşlılar - 65 yaşın üstü Enfeksiyon dozu: 100 hücreden daha azdır Vakalardan örnekler: 0.3 - 15 kob/g donmuş kıyma 0.3 - 0.4 kob/g salam Hastalığın Seyri A- kansız ishal 5- 8 günde kendi kendine iyileşir B- Hemorrhajik kolitis Karın ağrısıyla başlar 1-2 gün içinde kansız ishal başlar 3-4 gün içinde kanlı ishale çevirir ve 2 hafta sürer C- Hemolitik üremik sendrom (HUS) 10 yaşından küçük çocukların %10 unda komplikasyon olarak görülür Çocuklarda böbrek bozukluklarına neden olur Böbrek bozuklukları: böbrek arterlerinde trombosit birikmesi hemolitik anemi Kan pıhtılaşması Böbrek diyalizi ve kan nakli ile tedavi edilir % 4 – 30’u şiddetli kronik böbrek, kalp veya sinirsel komplikasyonlara neden olur Ölüm oranı % 3 - 10 Antibiyotik kullanımı hala tartışılıyor Thrombotik thrombositopenik purpura HUS’un nadir görülen yetişkin hastalığıdır Beyindeki kan pıhtısı nörolojik problemlere yol açar (felç gibi) Ölüm genellikle görülür Patocenity Mukozal epitel hücrelere tutunur ve kolonize olur Mikrovili ve altındaki dokuya verdiği zarar sonucu kanlı ishal meydana gelir SLT1 ve/veya SLT2 protein sentezini engeller ve değişik organlarda kan damarlarının epitel hücrelerine zarar verir Tutunma ve yapışma EPEC hücrelerine benzer Lokalize olmuş tutunma mannoz dirençli fimbria (60-MDa plazmit kodlar) dış mebran proteinleri vasıtasıyla gerçekleşir Patojenity-Tutunma İntimin membran dışında üretilen bir proteindir Tutunma için gereklidir eae geni tarafından kodlanır (kromozom) Tir protein –intimin reseptörüdür Üretilen diğer proteinler Esps (E. coli secretes proteins) EspA-lif yapısından, silindire benzer Konukçu hücreye kanal oluşturur EspB- bu kanalın oluşmasında görev alır Sinyal değişimi Artan hücre içi Ca2+, İnositol fosfat salınımını Mikrovilide epitel hücre proteinlerinin fosforilasyonunu Yakın tutunma aktin filamentlerinin ve diğer epitel hücre proteinlerini genişletir Virulans genleri - kromozomal eaeA: EPEC’in eaeA genine benzer Yakın tutunma gerektirir Kolondaki konukçu reseptörlere bağlanır ve lezyonlara neden olur 60-MDa Plazmit: Hemolisini kodlar Fibria ve piliyi kodlar Shiga-Benzeri Toksinler (SLT's) = verotoksinler (VT's) = Stxs Stx1 Stx2 Bakteriofajlardan kazanılan ve lysin yapabilen genoma tarafından chromosomal üretilir Stx2 in aminoasit dizilişi Stx 1 ile %55 homologdur Stx 2 böbrek endothelial hücrelerine daha fazla toksiktir HUS gösteren hastalardan genelde Stx2 izole edilir Stxs hücre yüzeyindeki glikolipidlere bağlanırlar VT1 genetiksel olarak shiga toksine (Stx) benzerler Stx2 ve Stx 1 birbirinden farklıdır Stx2 heterojendir Stx2c ve Stx2e Stxlerin Yapısı Bir A alt üniteden oluşur: 32kDa Enzimlerle ikiye ayrılır A1 (27 kDa) ve A2 (4 kDa) Beş B alt ünitesi vardır: her biri 7.7 kDa Stx’in Fonksiyonu Her bir B alt ünite glikolipit reseptörüne bağlanır A alt ünitesi hücre içine girer ve ikiye parçalanır A1 bir tek adenin nükleotidi 28s rRNA’dan ayırır Bu da tRNA ya bağlanmasını engeller ve protein sentezi durur Stxlerin hastalıktaki rolü hemorrhajik kolitis ve HUS oluşumundaki önemi bilinmiyor Stxs kolonik ve kan damarlarında bulunan epitel hücrelere zarar vererek zehirlenmeye katkıda bulunurlar Kan dolaşım sisteminde çökmelere neden olurlar Stx2 Stx1 den daha önemlidir Böbrek ve dolaşım komplikasyonlarına sebebiyet verir Vakalar 1982 -1994: Amerika’da 68 vaka rapor edildi (30’u 1994’de) 1994 den beri bu zehirlenmeye karşı bilinçlilik arttı Amerika’da ki vakalar: ~ 20,000 vaka ve yılda ~ 100 ölü ~ % 80 mayıs ile ekim ayları arasında olur Piknik zamanı Sıcaklık artıyor Mevsimsel etkiler: havuz ve göllerde yüzme En geniş zehirlenme vakası 1993 - WA, ID, CA, NV 731 kişi zehirlendi yaşları 4 aydan - 88 yaşa değişiyordu (ortalama 11 yaş) 178’i hastanelik oldu (56 HUS) ve 4 çocuk öldü Az pişmiş hamburger zehirlenmeye neden oldu Hamburger köftesinin pişme sıcaklığı 60C den daha azdı Kanunlar 68.3C olmasını şart koşmasına rağmen 1996 - WA 70 kişi (4 HUS) ve 1 ölü (16-aylık bebek) Taşıyıcı: kötü kalite elmalardan üretilmiş taze elma suyu 1998 - Wisconsin 47 kişi zehirlendi (12 si hastanelik oldu) yaşları 2 - 80, Taşıyıcı: çiğ süt bulaşmış pastörize sütten yapılmış peynir pıhtısı
