Relatiile parazit - gazda

RELATIILE PARAZIT - GAZDA

Obiective

Dupa studiul acestui capitol va trebui sa fiti in masura:

A defini simbioza si cele patru ipostaze ale ei: forezia, comensalismul, mutualismul si parazitismul.

A explica dinamica relatiilor microorganism-gazda.

A clasifica microbii in raport cu relatia pe care o stabilesc cu gazda.

A deosebi infestarea de infectie si infectia de portajul microbilor patogeni.

A enumera modificarile morfologice, structurale si functionale prin care un organism se adapteaza la viata parazitara.

A diferentia si enumera zonele organismului uman in raport cu con­ditia lor microbiologica.

A defini microbiota indigena, a o sectoriza si a-i preciza functiile.

A preciza principalele cauze care perturba colonizarea microbiana a suprafetelor organismului.

1. RASPANDIREA SI LOCUL MICROORGANISMELOR IN NATURA

Microorganismele se inmultesc peste tot unde gasesc un minim de con­ditii nutritive si fizico-chimice necesare. Astfel, ele exista peste tot in jurul nostru in sol, in apa, in aer, pe vegetale, pe invelisurile omului si animalelor, in alimente si bauturi, pe hainele si in asternuturile noastre, pe toate suprafetele cu care venim in contact.

Fara microorganismele care asigura circuitul elementelor in natura viata ar fi imposibila. Bacteriile autotrofe impreuna cu plantele, folosind dioxidul de carbon, o sursa de azot anorganic si energia solara, sintetizeaza substanta organica. Microorganismele saprofite (unele bacterii, fungii) descompun cadavrele, excretele si resturile vegetale in compusi chimici utili pentru plante. Multe microorganisme saprofite sunt implicate in degradarea alimentelor, furajelor, lemnului, textilelor, iar unele traiesc pe seama resturilor celulare de pe tegument si mucoase sau a resturilor alimentare din tubul digestiv. In aceste conditii microorganisme saprofite pot determina imbolnaviri.

Unele microorganisme traiesc si se inmultesc numai in tesuturile omului sau animalelor, determinand numeroase boli.

ASOCIATII DE VIETUITOARE: SIMBIOZA

In natura orice organism viu poate deveni gazda pentru alte forme de viata. Aceasta asociere de vietuitoare care isi duc in comun intreaga viata sau numai o parte a ciclului lor vital o numim simbioza, iar organismele asociate le numim simbionte.

In mod natural omul nu este habitat numai de microorganisme. El poate deveni gazda si pentru organisme superioare, cum sunt unii viermi si artropode. De aceea in acest capitol problemele simbiozei

care implica omul ca partener, vor fi tratate unitar. Abia in ultimele capitole vom separa in mod didactic bacteriile si virusurile, fungii, protozoarele, viermii si artropodele.

1. TIPURI SI RELATII IN CADRUL SIMBIOZEI

In raport cu dependenta fizica si fiziologica a partenerilor asociatiei, conventional, putem diferentia patru ipostaze ale simbiozei: forezia, comensalismul, mutualismul si parazitismul. In realitate aceste relatii nu numai ca pot trece gradat dintr-una in alta, dar sunt si dinamice (fig. 2-1).

Fig. 2-1. Relatii intre organismele simbionte (dupa C.A. Mims si colab., 1993).

Forezia este o relatie fizica, intamplatoare, neobligatorie, care nu im­plica interdependenta partenerilor, mai ales fiziologica. De ex., transportul microbilor pe picioarele mustelor sau transportul microbilor patogeni cu mainile contaminate.

Comensalismul presupune o apropiere mai sistematica a partenerilor dintre care unul, mai mic, este gazduit de altul, mai mare, care ii ofera nutrienti si conditii fizico-chimice favorabile cresterii si inmultirii fara ca la randul sau sa beneficieze de asociere. Omul gazduieste foarte numeroase or­ganisme comensale pe tegumente, in gura, in colon s.a. Relatia acestor mi­croorganisme cu gazda nu mai este intamplatoare ca in cazul foreziei, ci sis­tematizata prin anumite capacitati adezive ale microorganismelor sau prefe­rinta pentru anumite conditii fizico-chimice de gazduire.

Mutualismul este caracterizat prin beneficiul reciproc al organismelor simbionte. Microorganismele gazduite normal pe tegument si pe mucoase con­stituie o bariera care previne implantarea unor microorganisme patogene, iar bacterii gazduite in intestinul gros completeaza necesarul organismului nostru in vitamine din grupul B.

Parazitismul presupune beneficiu unilateral pentru un organism care se dezvolta pe seama gazdei, careia ii aduce un prejudiciu manifestat printr-o stare morbida. Bacteriile, virusurile, fungii, protozoarele, viermi paraziti pot determina boli infectioase. Parazitii capabili sa produca boli infectioase sunt organisme patogene. Artropodele hematofage determina numai o stare de disconfort, dublata insa de pericolul inocularii unor microorganisme pa­togene.

Ectoparazitii isi limiteaza relatia cu gazda la nivelul tegumentului. Pa­razitarea cu ectoparaziti o numim infestare. De ex., infestare cu paduchi (pediculoza) sau cu Sarcoptes scabiei (scabia sau raia).

Endoparazitii penetreaza in cavitatile gazdei sau ii invadeaza tesutu­rile. Parazitarea cu endoparaziti o numim infectie. De ex., infectii cu diferite microorganisme sau viermi paraziti.

Parazitismul poate fi permanent (de ex., infectiile cu microorganisme strict patogene sau cu viermi paraziti), temporar (de ex., pranzul sangvin al plosnitelor, puricilor, femelelor de tantari si capuse) sau ocazional (de ex., infectiile cu bacterii oportuniste - vezi mai jos).

DINAMICA   RELATIILOR IN CADRUL SIMBIOZEI

Delimitarea neta a categoriilor simbiozei este imposibila. Aceste relatii in realitate se interpatrund si pot evolua una catre alta (v. fig. 2-1). Deosebit de dinamice sunt relatiile dintre om si microorganisme, larg dependente de conditiile gazduirii. Pentru a intelege aceasta dinamica vom considera urma­toarele trei categorii: microbii nepatogeni, microbii strict patogeni, microbii conditionat patogeni.

Microbii nepatogeni in sens strict sunt numai organismele autotrofe sau saprofite ale mediului extern si doar putine specii comensale care nu ga­sesc in tesuturile si umorile noastre conditii fizico-chimice si nutritive nece­sare dezvoltarii.

Microbii strict patogeni sunt paraziti care poseda capacitati invazive suficiente pentru a imbolnavi o gazda cu aparare antimicrobiana normala. Odata cu vindecarea clinica a infectiei unele microorganisme strict patogene trec de la relatia de parazitism la cea de comensalism sau mutualism. Purta­torii sanatosi de microbi patogeni (bacili tifici, b. difterici s.a.) gazduiesc aceste organisme in calitate de comensali pe mucoase si le pot transmite la persoane receptive. In infectiile latente microbi strict patogeni (bacilii tuberculozei, rickettsiile tifosului exantematic s.a.) trec de la relatia de parazitism la cea de mutualism: adapostiti in tesuturi supravietuiesc in stare latenta dar intretin imunitatea gazdei.

Microbii conditionat patogeni sunt simbionti rezidenti pe tegument sau mucoase ori saprofiti ajunsi ocazional pe suprafetele organismului, cure devin paraziti cand apar deficiente in sistemul barierelor antimicrobiene. Pentru ca acesti microbi isi manifesta potentialul patogen numai in anumite circumstante, au fost numiti oportunisti, iar infectiile determinate infectii oportuniste (de la engl. opportunity = ocazie buna, prilej favorabil de a-si ataca gazda). Odata cu restabilirea barierelor antimicrobiene ale gazdei, mi­croorganismele conditionat patogene revin la relatia de comensalism sau mutualism limitata la invelisurile gazdei. Conditii care favorizeaza infectia opor­tunista sunt variate: plagi, arsuri, boli grave (cancer, hemopatii maligne, infectia cu virusul imunodeficientei umane), tratamente imunodepresive si imunosupresive etc. Microorganisme mai frecvent oportuniste sunt bacte­riile (de ex., bacilul piocianic, specii de Proteus bacilii coliformi s.a.) si fungii Candida albicans s.a.), dar pot fi si unele virusuri (v. citomegalic) sau protozoare.

3. CARACTERISTICILE    PARAZITISMULUI

Adaptarea la viata parazitara a determinat profunde transformari in organismul parazitilor, in sensul simplificarii sau disparitiei unor organe, structuri si functii si al dezvoltarii altora.

(1) S-au atrofiat ori au disparut organele care asigura viata libera, in­dependenta a unor organisme inrudite. Ochii si antenele sunt rare la paraziti, organele de locomotie frecvent au disparut. Tubul digestiv are o structura primitiva. Pentru parazitii adapostiti si nutriti de gazda intr-un mediu rela­tiv constant, asemenea organe si functii si-au pierdut semnificatia. Unii paraziti au devenit total dependenti de gazda, altii numai partial. Cele mai dependente de gazda sunt microorganismele parazite. La o extrema a depen­dentei sunt virusurile care, lipsite de enzime producatoare de energie sau de un aparat de biosinteza proteica, sunt replicate de o celula pe care o parazi­teaza obligat. Bacteriile patogene au pierdut capacitatea de a sintetiza multi metaboliti pe care ii obtin din organismul gazdei. Dependenta de organismul gazdei poate fi atat de mare incat unele bacterii, ca bacilul leprei sau treponema sifilisului, nici nu pot fi cultivate. Alte bacterii patogene sunt pretenti­oase nutritiv si cultiva numai pe medii special imbogatite cu metabolitii de care sunt dependente.

(2) In schimb au aparut si s-au dezvoltat:

Organe de fixare carlige, ventuze s.a. Bacteriile au structuri cu functie adeziva la suprafetele celulare (de ex., fimbriile). In invelisul virusu­rilor exista molecule cu functie de ligand la suprafata celulelor receptive.

Organe si enzime de penetrare si invazie piesele bucale ale unor viermi sau artropode transformate in lame taioase, trompe de intepat si succiune pentru a capata acces la sange. Bacteriile patogene elaboreaza enzime (inva­ziile) prin care pot penetra tesuturile.

Capacitati de neutralizare a fagocitelor capsula si alte substante antifagocitare produse de bacteriile patogene.

(3) Dezvoltarea mare a aparatului de reproducere al viermilor si artropoidelor parazite ca si dezvoltarea unor structuri de rezistenta in afara organis­mului gazda (invelisurile virionului, sporii bacteriilor si fungilor, chisturile protozoarelor sau ouale viermilor) maresc sansa supravietuirii in mediul ex­tern pana la contactul eficient cu o noua gazda receptiva.

3. MICROBIOTA INDIGENA A OMULUI

3.1. CONTAMINAREA SI COLONIZAREA MICROBIANA A ORGANISMULUI UMAN

In cavitatea uterina a mamei normale embrionul si fatul se dezvolta intr-un mediu aseptic, lipsit de microbi. Odata cu antrenarea fatului in ca­nalul de nastere, suprafetele organismului sunt expuse continuu contaminarii cu microorganisme din mediul ambiant. Prin contaminare intelegem depunerea unui microorganism pe o suprafata. Contaminarea nou-nascutului in­cepe cu microbii din vaginul si de pe tegumentele mamei si continua toata viata cu microbii din aer, din apa si alimente, de pe suprafetele inerte, de pe mainile, tegumentele si mucoasele persoanelor cu care vine in contact.

Contaminarea este urmata de colonizare adica multiplicarea microorga­nismelor pe suprafetele gazdei fara o reactie detectabila din partea acesteia (raspuns inflamator etc). Conditiile de nutritie si fizico-chimice oferite de invelisuri, ca si adezivitatea specifica a microbilor pentru unele suprafete ce­lulare selecteaza contaminantii care vor coloniza zone determinate ale orga­nismului formand microbiota indigena numita si flora microbiana normala. Componenta microbiotei indigene difera, cantitativ si calitativ, de la o re­giune la alta a organismului in functie de conditiile de gazduire si se autore­gleaza prin relatiile care se stabilesc intre microorganismele rezidente (cele care au realizat deja colonizarea, persistente) si microorganismele flotante (noii contaminanti, variati si cu prezenta tranzitorie de ore, zile sau saptamani).

Limitele colonizarii suprafetelor organismului sunt conditionate de barierele antimicrobiene. Astfel, in organism se delimiteaza zone normal sterile si zone cu contaminari tranzitorii fara colonizare, de zone normal co­lonizate (fig. 2-2 pana la 2-5).

Fig. 2- Microbiota indigena a tractusului digestiv.

Fig. 2-3. Microbiota indigena a tractusului respirator.

Fig. 2-4. Microbiota indigena a tractusului uro- genital. Datele privind vaginul se refera la femeia matura sexual (intre prima si ultima menstruatie).

Fig. 2-5. Microbiota indigena a tegumentului si conjunctivei.

Zonele normal sterile ale organismului: mediul intern (sange, limfa, lichid interstitial), tesuturile, cavitatile seroase (meningiana, pleurala, pericardica, peritoneala, sinoviale articulare).

Zone practic sterile cu contaminari reduse si tranzitorii: cavitatile conecte nasofaringelui (sinusuri, urechea medie), etajul subglotic al caiior res­piratorii, caile biliare, caile urinare de la rinichi la uretra proximala, organele genitale interne. Sistemele de aparare antimicrobiana elimina eficient si ra­pid microbii de contaminare accidentala a acestor zone.

Zone contaminate, dar necolonizate Stomacul, duodenul, jejunul sunt contaminate periodic cu microorganisme din alimente si saliva. Dar bariera acida gastrica, bila si enzimele digestive reduc drastic numarul contaminan­tilor care, pe nemancate, nu depasesc 10⁵ bacterii per ml, iar bacteriile anaerobe si bacilii coliformi dispar aproape complet.

Zonele normal colonizate ale organismului: tegumentul, conjunctiva, caile aerodigestive superioare, ileonul terminal si colonul, uretra distala si vaginul.

COMPONENTA MICROBIOTEI INDIGENE

Bacteriile si fungii constituie majoritatea microbiotei indigene. Bacteriile anaerobe sunt de 10 pana la 1 000 de ori mai numeroase decat cele ae­robe. Protozoarele, slab reprezentate, apar in special in tractusul digestiv, mai frecvent la persoane care traiesc in conditii de promiscuitate. Virusurile practic lipsesc. Conditiile nutritive si fizico-chimice oferite de organism con­tureaza in cadrul microbiotei indigene trei mari sectoare:

. Primul sector include colonul si crevasele gingivale si se caracteri­zeaza prin prezenta unor cantitati mari de materie organica moarta (resturi alimentare, resturi celulare, secretii) care favorizeaza o dezvoltare microbiana luxurianta de ordinul a 10^11-12 bacterii per gram de continut si foarte variata (v. fig. 2-2).

. Al doilea sector include caile aero-digestive superioare, vaginul si vulva si se caracterizeaza prin cantitati relativ mari de materie organica moarta care favorizeaza o dezvoltare microbiana bogata si variata de ordinul a 10⁹ bacterii/g de continut bucal sau vaginal. Prezenta glicogenului depus sub ac­tiunea hormonilor estrogeni in celulele vaginale la femeia adulta favorizeaza dezvoltarea lactobacililor si altor bacterii fermentative care creeaza un pH usor acid al mucoasei vaginale (v. fig. 2-3 si 2-4).

. Al treilea sector include tegumentul si se caracterizeaza prin umi­ditate redusa, prezenta unor cantitati mari de keratina, de lipide si un pH usor acid, conditii preferate de anumite microorganisme care realizeaza den­sitati de la 10³ la 10⁶ organisme/cm² de tegument (v. fig. 2-5). Microorganis­mele rezidente sunt gazduite cu precadere in foliculii pilosi, in glandele se­bacee si canaliculele glandelor sudoripare si, ca atare, putin influentate prin spalare. Microorganismele flotante, de contaminare curenta sunt superfi­ciale si indepartate eficient prin spalare.

3.3. FUNCTIILE MICROBIOTEI INDIGENE

Functii nutritive microbiota colonului furnizeaza gazdei importante cantitati de vitamine din grupul B, vitaminele E si K. Pacientii care primesc antibiotice cu spectru larg pe cale orala intra in carenta pentru aceste vitamine ca urmare a distrugerii microbiotei colonului. De aceea antibioticele cu spectru larg se

administreaza asociat cu vitamine din complexul B si cu iaurt.

Functii de protectie. Microbiota indigena se opune invadarii suprafe­telor organismului de catre microbii de contaminare curenta, inclusiv cei patogeni, prin fenomene de antagonism microbian: competitie pentru nutrienti, producere de metaboliti cu actiune antimicrobiana (peroxid de hidro­gen, pH acid). De ex., gonococii nu se pot dezvolta pe mucoasa vaginala din. cauza pH-ului acid de la acest nivel. Ca urmare, la femeia adulta gonococii nu determina vaginite. In schimb, vulvovaginitele gonococice sunt cunoscute la fetite, organisme imature sexual la care nu au inceput depunerile de glicogen in epiteliul vaginal.

3.4. COLONIZARI MICROBIENE ANORMALE: DISBIOZE

Disbiozele fac trecerea de la relatia de comensalism/mutualism la cea de parazitism. Perturbari ale colonizarii microbiene a organismului uman apar in urmatoarele imprejurari:

Administrarea de antibiotice labilizeaza microbiota indigena, prin eliminarea bacteriilor sensibile, si favorizeaza colonizari anormale cu con­taminanti rezistenti. Sub actiunea tetraciclinelor, antibiotice cu spectru larg, multe bacterii din microbiota indigena sunt inhibate si se inmultesc Candida albicans levura rezistenta la antibioticele antibacteriene. Frecvent la acesti pacienti apar candidoze ale mucoaselor (margaritarelul) buco-faringiana, vaginala sau ale pliurilor (intertrigo). Cunoscuta dupa administrarea unor an­tibiotice (clindamicina, lincomicina) este enterocolita pseudomembranoasa datorata inmultirii necontrolate in intestin a unor bacterii enterotoxigene cum sunt unii stafilococi aurii sau Clostridium difficile.

Modificarea cantitativa si calitativa a substratului nutritiv oferit pen­tru dezvoltare. Exemple:

Persoanele care nu digera lactoza (zaharul din lapte) fac diaree dupa consum de lapte din cauza ca lactoza nedigerata ajunge in colon unde favo­rizeaza dezvoltarea bacteriilor fermentative. Prin fermentarea lactozei apar cantitati sporite de acizi care irita intestinul.

● La persoanele care nu respecta igiena buco-dentara si consuma multe dulciuri, glucoza este polimerizata de catre streptococii viridans (in special Streptococcus mutans) in glucan prin intermediul caruia, impreuna cu alte bacterii, adera la emailul dintilor formand placa dentara, care apare ca un depozit alb-galbui pe suprafata dintilor. Streptococii si lactobacilii placii dentare fermenteaza fructoza (rezultata impreuna cu glucoza din hidroliza zaharului) cu formare de acid lactic. Mediul acid al placii dentare decalcifica dintele si favorizeaza aparitia cariei dentare. Alte bacterii din placa dentara subgingivala sunt implicate in aparitia bolii parodontale.

(3) Lipsa sau insuficienta unor bariere antimicrobiene. La pacientii cu aclorhidrie gastrica duodenul este colonizat cu bacterii anaerobe si bacili coliformi in cantitati mai mari de 10⁶ bacterii/ml, ceea ce favorizeaza apa­ritia infectiei cailor biliare. Plagile pot fi tranzitoriu colonizate cu bacterii
conditionat patogene. Daca tratamentul chirurgical corect al unor asemenea plagi intarzie, colonizarea evolueaza catre infectie. La fumatori si la per­soane expuse gazelor iritante si pulberilor este lezat aparatul mucociliar care elimina particulele patrunse in caile respiratorii. In aceste conditii apar colonizari anormale ale cailor respiratorii inferioare care maresc receptivitatea la infectii bronho-pulmonare.,

(4) Modificarea conditiilor fizico-chimice ale tegumentului. Transpiratia excesiva in climat cald si umed favorizeaza colonizarea epidermei cu levura Malassezia furfur care determina pitiriazis verzicolor (o keratomicoza).

La varstnici si la pacienti spitalizati pentru boli grave orofaringele este colonizat frecvent cu bacili gram-negativi, de unde riscul unor infectii pulmonare cu aceste bacterii.

3.5. MOTIVATII PENTRU CUNOASTEREA MICROBIOTEI INDIGENE IN PRACTICA MEDICALA SI CHIRURGICALA

Pe planul asepsiei si antisepsiei. Antiseptizarea riguroasa a pielii pacientu­lui si a mainilor operatorului inaintea punctiei unei colectii, a unei cavitati seroase sau a unei vene pentru examenul bacteriologic al pre­levatului patologic evita contaminarea probelor si infectarea pacientului. Aceleasi precautii sunt obligatorii si inaintea punctiilor pentru injectarea unui medicament, si cu atat mai mult, inaintea unei incizii chirurgicale.

Pe planul tehnicii microbiologice Izolarea microbilor patogeni din prelevate contaminate cu microbiota cavitatilor naturale este dificila. Uti­lizarea mediilor de imbogatire si a mediilor selective rezolva partial aceste dificultati. Semnificatia izolarii unei bacterii conditionat patogene dintr-un prelevat patologic care provine din cavitati naturale impune: .

● reducerea la maximum a contaminarii in timpul prelevarii;

● prevenirea inmultirii contaminantilor pana la examinare;

● cunoasterea speciilor microbiene si a proportiei lor normale in cavitatile respective.