Meccanismi di patogenesi batterica 3: Il danno o la malattia

Presentazione sul tema: "Meccanismi di patogenesi batterica 3: Il danno o la malattia"— Transcript della presentazione:

1 Meccanismi di patogenesi batterica 3: Il danno o la malattia

2 Azione patogena dei batteri mediata da prodotti del metabolismo
Danno tissutale aspecifico da prodotti del metabolismo: Il metabolismo batterico, specialmente la fermentazione, produce acidi, gas e prodotti tossici per i tessuti

3 Azione patogena dei batteri mediata da fattori di virulenza
Danno tissutale da enzimi degradativi Produzione di tossine *esotossine *endotossine Superantigeni

4 Azione patogena dei batteri mediata da fattori di virulenza
Danno tissutale da enzimi degradativi

5 Danno tissutale da enzimi degradativi-2 Durante la crescita i batteri producono enzimi degradativi che danneggiano i tessuti dell’ospite Gli anaerobi producono fosfolipasi C, collagenasi, proteasi, ialuronidasi Gli stafilococchi possono produrre ialunoridasi, fibrinolisina, lipasi, nucleasi Gli streptococchi producono streptolisina, streptochinasi, ialunoridasi

6 Leukocidin. Leukocidin causes lysis of white blood cells by damaging the cell membrane of phagocytes and possibly its lysosomes. It is produced by various pyogenic bacteria including Staphylococcus aureus and Streptococcus pyogenes

7 Pneumolysin, produced by Streptococcus pneumoniae
Pneumolysin, produced by Streptococcus pneumoniae. Pneumolysin binds to cholesterol and puts pores in host cell membranes. It damages ciliated epithelial cells, lung tissue, and vascular endothelial cells. Elastase, produced by Pseudomonas aeruginosa. This toxin destroys elastin, a protein that is a component of lung tissue. Hemolysins, proteases, DNases, and streptokinase, produced by Streptococcus pyogenes. These hydrolytic enzymes destroy red blood cell membranes, cellular proteins, DNA, and fibrin respectively. The tissue damage due to these enzymes causes inflammation.

8 Fattori di virulenza degli stafilococchi

9 Tossine che agiscono a livello della superficie cellulare:
Principali gruppi di esotossine-1 (classificate per meccanismo d’azione) Tossine che agiscono a livello della superficie cellulare: Le tossine emolitiche (emolisine o citolisine) enzimi che producono pori nella membrana cellulare, digeriscono materiali cellulari, alterano la composizione della membrana

10 Exotoxin B, produced by rare invasive strains of group A beta streptococci (Streptococcus pyogenes). This exotoxin is a protease that destroys muscles (myositis) or the sheath that covers the muscle (necrotizing fasciitis).

11 The exotoxins of Clostridium perfringens.
Gangrena gassosa = forma mista diarroico-dissenterica con formazione di gas indotta da: * alpha toxin (lecithinase): increases the permeability of capillaries and muscle cells by breaking down lecithin in cytoplasmic membranes. This results in the gross edema of gas gangrene. * kappa toxin (collagenase): breaks down supportive connective tissue (collagen) resulting in the mushy lesions of gas gangrene. * mu toxin (hyaluronidase): breaks down the tissue cement that holds cells together in tissue.

12 Colite pseudomembranosa = sindrome dissenterica
Toxin A and Toxin B, produced by Clostridium difficile. Toxin A damages intestinal mucosal cells so they can no longer control water movement. It may also attract and destroy neutrophils, causing them to release their lysosomal enzymes for further tissue damage. Toxin B also damages mucosal cells. Colite pseudomembranosa = sindrome dissenterica

13 Fattori di virulenza degli stafilococchi

14 Azione patogena dei batteri mediata da fattori di virulenza
Produzione di tossine *esotossine *endotossine

15

16 Le tossine batteriche-1
Le esotossine sono proteine dimeriche costituite da subunita’ A (active, e.g., tossico) e B (binding, e.g., legante). Sono prodotte da batteri gram+ e gram– e secrete nell’ambiente esterno

17 Le componenti B si legano ai recettori cellulari
La componente A si trasferisce all’interno della cellula e induce il danno cellulare

18 Principali gruppi di esotossine (vecchia classificazione)
Tossine neurotrope,e.g., tossina tetanica e botulinica Enterotossine, e.g, tossina colerica, enterotossine di E. coli Tossine pantrope, e.g., tossina difterica, tossina di Shiga prodotta da Shigella dysenteriae

19 Tossine che agiscono a livello della superficie cellulare:
Principali gruppi di esotossine-1 (classificate per meccanismo d’azione) Tossine che agiscono a livello della superficie cellulare: Le tossine emolitiche (emolisine o citolisine) enzimi che producono pori nella membrana cellulare, digeriscono materiali cellulari, alterano la composizione della membrana

20 * tossina termolabile di E. coli
Principali gruppi di esotossine-2 (classificate per meccanismo d’azione) Tossine che alterano il contenuto intracellulare di AMP- ciclico (azione catalitica ADP-ribosilante): * tossina colerica * tossina pertossica * tossina termolabile di E. coli

21

22 Aumento dell’AMPc mediato dalla tossina pertossica provoca diversi danni in conseguenza delle diverse cellule bersaglio (inibizione attività macrofagica, leucocitosi, aumentata produzione di insulina) PERTOSSE: affezione della prima infanzia con esordio infiammatorio naso-faringeo e successivo interessamento delle vie aeree inferiori con accessi parossistici di tosse, fenomeni broncospastici con difficoltà inspiratorie

23 Principali gruppi di esotossine-2 (classificate per meccanismo d’azione)
Tossine che alterano il contenuto intracellulare di AMP- ciclico (azione enzimatica adenilato ciclasica): * Fattore I o edema factor di Bacillus anthracis: e’ una adenilato ciclasi batterica che provoca aumento di AMPc intracellulare Fattore II: la componente B della tossina Fattore III: metalloproteasi

24 Tossine che inibiscono la sintesi proteica cellulare:
Principali gruppi di esotossine-3 (classificate per meccanismo d’azione) Tossine che inibiscono la sintesi proteica cellulare: * tossina difterica * tossina di Shiga di Shigella dysenteriae * tossina A di Pseudomonas aeruginosa

25 Tossina difterica

26 Attività catalitica ADP-ribosilante con bersaglio rappresentato da EF-2

27 Principali gruppi di esotossine-4 (classificate per meccanismo d’azione)
Tossine (neurotrope) che interferiscono con il rilascio di neurotrasmettitori: * tossina tetanica * tossina botulinica

28

29 Meccanismo d’azione della tossina tetanica: blocco delle sinapsi inibitorie della contrazione muscolare riflessa

30 Meccanismo d’azione della tossina tetanica: blocco delle sinapsi inibitorie della contrazione muscolare riflessa

31 Meccanismo di azione della tossina botulinica: blocco della trasmissione dell’impulso a livello della giunzione neuromuscolare

32

33

34

35

36 Proprietà delle tossine batteriche di tipo A–B

37 Inibizione delle esotossine

38 Sull’inibizione delle tossine batteriche si basa la risposta immunitaria attiva dei principali vaccini antibatterici Le tossine batteriche sono il principali bersaglio della sieroprofilassi

39 Le anatossine o tossoidi sono tossine proteiche batteriche alle quali è stato artificialmente eliminato il potere tossico preservando le proprietà antigeniche Sono i costituenti dei principali vaccini antibatterici (vaccino antitetanico, antidifterico e antipertosse)

40

41 Le tossine batteriche-2
L’endotossina e’ il lipolisaccaride (LPS) che costituisce il rivestimento esterno dei batteri gram negativi E’ prodotta quindi dai solo batteri gram–

42 Parete cellulare dei gram-negativi
LIPOPROTEINA DI BROWN: legame covalente tra il peptidoglicano e ancora la membrana esterna Parete cellulare dei gram-negativi

43 Antigene O: polisaccaride lineare formato da unita’ saccaridiche, permette di distinguere tra sierotipi (ceppi) di una stessa specie batterica Il lipide A, formato da un disaccaride di glucosammina fosforilata e acidi grassi, e’ responsabile dell’attivita’ endotossica dell’LPS Core: polisaccaride ramificato essenziale per la struttura del batterio

44 L’endotossina si produce per lisi cellulare

45 Le diverse attività del lipopolisaccaride

46 Tossicità mediata dell’endotossina

47

48 Autoinduttori dei gram-negativi
Acil-omoserina-lattoni

49