Lékařská mikrobiologie

Lékařská mikrobiologie Část obecná

Učební text pro studenty Fakulty zdravotnických studií ZČU v Plzni Studijní obor: Ochrana veřejného zdraví

Vypracovala: MUDr. Drahomíra Rottenbornová

1

1. Úvod do lékařské mikrobiologie 1.1. Předmět lékařské mikrobiologie Mikrobiologie je věda pojednávající o živých organismech mikroskopické velikosti. Lékařsky významné mikroorganismy jsou prvoci, houby (kvasinky a plísně), bakterie a viry. Ačkoli parazitiční červi (helminti) nemají mikroskopickou velikost, způsobují infekce, jež se vyšetřují mikrobiologickými metodami, a tak se řadí též do mikrobiologie. Lékařská mikrobiologie se zabývá mikroby majícími význam v humánní medicíně. Obecnými vlastnostmi mikrobů se zabývá obecná mikrobiologie, jednotlivé mikroby pak popisuje mikrobiologie speciální.

1.2. Mikrobiologie a medicína Mikrobiologie přispěla medicíně rozhodující měrou k jejím největším úspěchům v diagnostice, prevenci a léčbě nemocí. Při zlepšené výživě a podmínkách bydlení, jichž dosáhla v 19. století rozvinutá společnost, vnesla převratné zlepšení zdraví a pocitu jistoty, neboť zdvojnásobila délku života, a zatímco dříve přežila jen malá část narozených, nyní umožňuje většině narozených dětí vyrůst bez strachu o zdraví a život. Ve vyspělých zemích dramaticky poklesla úmrtnost na infekční choroby. Pokles je třeba kromě terapeutických a preventivních možností medicíny přičíst zlepšení životních podmínek a výživy, jež přispěly k zvýšení obranyschopnosti pacientů do té míry, že nemocní se z infekčních onemocnění spontánně uzdravily. Zdolání epidemií a smrtelných infekčních onemocnění je tak výrazné, že za nejvýznamnější problémy lékařství se dnes považují kardiovaskulární choroby, duševní poruchy a degenerativní choroby. Odvrácení pozornosti od infekčních onemocnění je však ošidné a může být velmi nebezpečné. V celosvětovém měřítku nejsou infekce ještě zdaleka zlikvidovány. Asi 10 milionů lidí v zemích třetího světa, převážně dětí, umírá každý rok na infekční průjmová onemocnění, spalničky, malárii, tetanus, záškrt, černý kašel. Je však tragické, že společnost ve skutečnosti má prostředky k tomu, aby zabránila téměř všem těmto úmrtím. I v našich podmínkách jsou infekční onemocnění běžná. Prudký vzestup alimentárních nákaz je důsledkem intenzivního zemědělství a posunu ve způsobu stravování směrem k rychlému občerstvení připravovanému z polotovarů. Nové léčebné metody, jež snižují obranyschopnost imunitního systému a časté používání intravenózních katétrů a různých umělých náhrad poskytují příležitost mikrobům, jež jsou prakticky všudypřítomní. Mnoho pacientů se také nakazí při pobytu ve zdravotnickém zařízení. A k překvapení lékařů se objevují noví původci onemocnění (tab.1.). Díky mohutnému rozvoji cestovního ruchu přibývá importovaných nákaz.

2

Tab.1 Některá nově poznaná infekční agens Agens Borrelia burgdorferi Campylobacter jejuni Cryptosporidium parvum Gardnerella vaginalis Helicobacter pylori viry hepatitid C, D, F, G lidský herpesvirus 6 HIV Legionella pneumophila parvovirus rotavirus

Onemocnění lymeská nemoc gastroenteritida průjem bakteriální vaginóza gastritida hepatitida exanthema subitum AIDS legionelářská nemoc pátá nemoc průjmové onemocnění, zejm. dětí

1.3. Přehled mikrobiálních agens Bakterie jsou jednobuněčné organismy velké kolem 1 µm, s jednoduchou stavbou (nemají např. pravé jádro) a označujeme je jako buňky prokaryotní. Věda o bakteriích se nazývá bakteriologie. Nejjednoduššími živými útvary jsou viry. Nemají buněčnou stavbu ani vlastní metabolismus, měří kolem 20 až 200 nm, nedají se pěstovat na neživých objektech a odolávají účinku antibiotik. Nauka o nich se nazývá virologie. Ta se zabývá i tzv. priony (proteinové infekční částice), původci některých onemocnění CNS. Parazitologie jako další podobor mikrobiologie se zabývá studiem jak jednobuněčných příslušníků živočišné říše (prvoci, protozoa), tak vícebuněčných (členovců, červů). Mykologie je nauka o mikroskopických houbách (kvasinky, plísně).

1.4. Dějiny mikrobiologie Mikroorganismy spatřil jako první na světě kolem roku 1675 Holanďan Antony van Leeuwenhoek (1632 – 1723), nizozemský obchodník se suknem, později městský úředník, jehož koníčkem bylo broušení čoček. Ze zvětšovacích skel sestrojil jednoduchý mikroskop, jež zvětšoval asi dvěstěkrát a rozlišoval objekty menší než jeden mikron. Výsledky svých pozorování zasílal londýnské učené společnosti Royal Society. V materiálu, jako jsou voda, bláto, sliny a střevní obsah zdravých jedinců , nalezl četné mikroorganismy, a protože se pohybovaly, považoval je za živé („animacula“). Všiml si také, že velké množství mikroorganismů lze spatřit ve vodních nálevech rostlinné a živočišné hmoty, které byly při pokojové teplotě odstaveny po dobu jednoho nebo dvou týdnů. Domníval se, že tyto mohutné populace pocházely z několika zárodků původně přítomných v oněch nálevech nebo že se tam dostaly ze vzduchu. Jiní měli za to, že organismy, které pozoroval, vznikly samoplozením, tj. spontánní přeměnou organické hmoty v mikroorganismy, a tato domněnka opanovala spory dalších 200 let. Teorie samoplození byla s konečnou platností vyvrácena v letech 1860 – 1864 Louisem Pasteurem (1822 – 1895), který dokázal, že mikroby se dostávají na místo z okolního prostředí. R. 1857 formuloval teorii, že kvašení je způsobeno mikroby a předpokládal, že

3

obdobným způsobem by mikroby mohly vyvolávat i choroby. Navrhl ke konzervaci potravin „pasterizaci“ – jejich krátkodobé zahřátí na 69 – 75 st. C, objevil očkování proti vzteklině, sněti slezinné (anthraxu) a choleře drůbeže. Objevil mikroby vytvářející spory a mikroby schopné žít za nepřístupu vzduchu. Mechanismus množení bakterií nepohlavním příčným dělením objevil De Daussure (1760) a nutnost vysoké teploty pro sterilizaci Ferdinand Cohn, který v roce 1877 zjistil, že některé bakterie tvoří termorezistentní spóry. Teorie, že nemoc je způsobena zárodky, získávala uznání pomalu, ačkoli již dávno bylo zjištěno, že epidemická onemocnění, jako neštovice, spalničky skvrnitý tyfus nebo syfilis, se přenášejí z člověka na člověka. Italský renesanční učenec Girolamo Fracastro popsal již v roce 1546 tři způsoby přenosu: přímým kontaktem s tělem nemocného, kontaktem s kontaminovanými předměty a přenosem na dálku vzduchem. Fracastrovy názory byly téměř zapomenuty v době, kdy van Leeuwenhoek objevil mikroorganismy. Zárodková teorie však nebyla plně uznávána až do roku 1876, kdy pruský venkovský lékař Robert Koch (1843 – 1910) podal zprávu o svých pozorováních ohledně anthraxu, Prokázal, že jen bakterie jsou příčinou onemocnění. Za své zásluhy dostal Koch místo vědeckého pracovníka v Berlíně, kde vybudoval úspěšnou bakteriologickou školu. On sám objevil původce tuberkulózy a cholery, zasloužil se o vypracování nových přesných bakteriologických postupů, zavedl sterilizaci laboratorních nástrojů horkým vzduchem při teplotě 135 st.C. Za výzkumy a objevy v oboru tuberkulózy obdržel Nobelovu cenu. Krátce po tom, co bylo definitivně prokázáno patogenní působení bakterií, byly popsány patogenní prvoci a houby, např. původce malárie (1880). Viry bylo velmi obtížné nalézt a popsat, protože většinu z nich nelze pozorovat ve světelném mikroskopu a nelze je pomnožovat v neživé kultivační půdě. Proto se také Pasteurovi a jeho spolupracovníkům nepodařilo izolovat původce vztekliny u nemocných psů nebo vlků. Ve svých pokusech s virovou mozaikovou nemocí tabáku Ivanowski přenesl nemoc na zdravé rostliny naočkováním šťávy z infikovaných rostlin, již předtím filtroval filtrem z jemného porcelánu, který zadržoval bakterie. Vzápětí byly prokázány filtrovatelné viry jako původci celé řady onemocnění (slintavky a kulhavky dobytka, žluté zimnice aj.). Virologie se vyvíjela pomalu až do doby po 2. světové válce, kdy byl objeven elektronový mikroskop a zavedeno pěstování virů na buněčných kulturách. Z vědců českého původu se do historie mikrobiologie zapsal zejména Stanislav Prowazek, objevitel původce skvrnitého tyfu Rickettsia prowazeki, dále George Novy, po němž je pojmenováno Clostridium Novyi, původce onemocnění měkkých tkání a Dušan Lambl, po němž se u nás vžilo pojmenování Lamblia intestinalis pro prvoka Giardia intestinalis, původce průjmového onemocnění.

4

2. Základní vlastnosti bakterií 2.1. Velikost, tvar a uspořádání bakterií Velikost bakterií bývá 0,2-60 µm. Většina bakterií patogenních pro člověka měří kolem 1 až 3 µm. Tvar bakterií je buď kulovitý nebo protáhlý. Kulovité bakterie se nazývají koky, protáhlým formám se říká tyčinky. Krátké tyčinky se nazývají jako kokobacily, kokotyčky, velmi protáhlé tyčinky se nazývají vlákna. Prohnuté tyčinky se jmenují vibria, spirálové spirochety. Jak koky tak tyčinky nemusí být pravidelné: koky mohou být oploštělé či naopak zašpičatělé, některé tyčinky mohou mít tvar vřetenovitý, jiné kyjovitý. Některé tyčinky či spíše vlákna se mohou větvit. Když se bakterie dělí, mohou zůstat jedna ke druhé přichyceny. Uspořádání, které tak vznikne, závisí na rovině buněčného dělení (dvojice, čtveřice, řetízky, hloučky u koků, řetízky, palisády u tyčinek). Tvar a uspořádání bakterií viz obr.1-3.

Obr. 1: Tvar a uspořádání koků

a) b) c) d) e)

koky ve shlucích (Staphylococcus aureus) koky v řetízcích (Streptococcus pyogenes) lancetovité koky ve dvojicích (Streptococus pneumoniae) oploštělé koky ve dvojicích (Neisseria gonorrhoeae) koky ve čtveřicích (Micrococcus luteus)

5

Obr. 2: Tvar a uspořádání rovných tyčinek

a) b) c) d) e) f) g) h) i) j)

nejběžnější vzhled (Escherichia coli) jemné streptobacily (Haemophilus ducreyi) silné kokobacily (Moraxella lacunata) robustní tyčinky se zaoblenými konci (Clostridium perfringens) silné tyčinky s ostrými rohy (Bacillus anthracis) kyjovité, palisádovitě uspořádané (Corynebacterium diphtheriae) štíhlé, palisádovitě uspořádané (Mycobacterium tuberculosis) větvené tyčinky s náznaky fragmentace (Nocardia asteroides) vřetenovité tyčinky (Fusobacterium fusiforme) drobné tyčinky (Haemophilus influenzae)

Obr. 3: Tvar a upořádání prohnutých a spirálovitých tyčinek

a) b) c) d) e)

rohlíčkové tyčinky (Vibrio cholerae) hrubé spirály (Spirilum minus) nepravidelné spirály (Borrelia recurrentis) jemné pravidelné spirály (Treponema pallidum) velmi jemné spirály se zahnutými konci (Leptospira icterohaemorrhagiae)

6

2.2. Barvitelnost dle Grama Robert Koch zavedl k pozorování bakterií fixované preparáty obarvené anilinovými barvivy. Dánský lékař Hans Christian Joachim Gram (1853-1938) objevil, že bakterie se dají rozdělit do dvou skupin na základě schopnosti či neschopnosti obarvených buněk podržet si barvivo v přítomnosti alkoholu nebo acetonu. Postup barvení: 0. fixace preparátu methanolem nebo nad plamenem 1. krystalická violeť - 20 sekund, obarví bakterie tmavomodře až modrorofialově 2. Lugolův roztok - 20 sekund, v obarvených buňkách vznikne komplex barviva s jodem 3. aceton - krátce, některé bakterie si komplex krystalické violeti s jodem podrží (tvz. grampozitivní), jiné se rychle odbarví (gramnegativní) 4. zředěný karbolfuchsin - 20 sekund, dobarví gramnegativní bakterie, ty jsou pak červené Podstata Gramova barvení souvisí se složením bakteriální buněčné stěny (obsah lipidů, peptidoglykan). Gramovo barvení je důležité pro klasifikaci bakterií. Jeho pomocí se odliší navzájem velké skupiny bakterií, jako grampozitivní koky, gramnegativní koky, grampozitivní tyčinky a gramnegativní tyčinky. Barvením dle Grama často zahajujeme identifikaci neznámého kmene izolovaného od pacienta. Výsledek barvení klinického vzorku, např. mozkomíšního moku, přináší cennou a rychlou informaci pro ošetřujícího lékaře. Na jeho základě může zvolit vhodné antibiotikum pro léčbu dříve, než mikrobiolog příslušné agens vypěstuje, určí a zjistí jeho citlivost na antibiotika. Existují bakterie v podstatě grampozitivní, jejichž stěna obsahuje takové množství látek voskovitého charakteru, že barviva nepřijímají a běžným postupem se obarvit nedají. Přinutíme-li je přijmout barvivo barvením za horka, pak zase vzdorují odbarvování kyselinami, louhy a alkoholy. Říkáme jim acidorezistentní a jejich zástupcem je např. Mycobacterium tuberculosis, původce tuberkolosy. Příklady barvitelnosti dle Grama viz tab.2.

Tab. 2: Příklady barvitelnosti dle Grama grampozitivní Staphylococcus Streptococcus Bacillus Laktobacillus Clostridium Listeria Corynebacterium Actinomyces kvasinky, plísně

gramnegativní Escherichia, Salmonella, Proteus, Vibrio, Haemophilus, Pseudomonas, Bordetella, Francisella, Neisseria, Bacteroides špatně se barvící Borrelia, Treponema, Leptospira, Mycoplasma, Rickettsia, Chlamydia

7

Acidorezistentní Mycobacterium částečná acidorezistence Nocardia bakteriální spory spory kvasinek a plísní

2.3. Stavba bakteriální buňky Cytoplasma bakteriální buňky je obklopena cytoplasmatickou membránou. Na ni obvykle nasedá pevná bakteriální stěna. Na jejím povrchu může být bakteriální pouzdro nebo vrstva slizu, tzv. glykokalix. Z povrchu některých bakterií vystupují bičíky, případně výběžky zvané pili neboli fimbrie. V cytoplasmě se nalézají nuleoid, ribosomy, vakuoly, inkluze, granula, plazmidy, u některých bakterií spory. 2.3.1. Cytoplasmatická membrána Cytoplasmatická memebrána se skládá z dvojité vrstvy fosfolipidů, v níž jsou vnořeny různé bílkoviny. Ty se uplatňují zejména v transportu živin do buňky, v respiračních pochodech, v sekreci látek z cytoplasmy do zevního prostředí (bakteriální toxiny aj.). 2.3.2. Buněčná stěna Buněčná stěna je silná a tuhá vrstva chránící celý obsah bakteriální buňky. Udržuje základní tvar buňky. Struktura stěny se liší u bakterií grampozitivních a gramnegativních. Buněčná stěna grampozitivních bakterií je jednodušší, silnější. Buněčná stěna gramnegativních bakterií je sice tenčí, ale stavěna daleko složitěji. Brání prostupu řady molekul, které jinak snadno proniknou stěnou bakterií grampozitivních, např. některých barviv (krystalická violeť), antibiotik, či solí žlučových kyselin (to usnadňuje přežívání gramnegativních bakterií v zažívacím traktu). Struktury stěny tvoří tělové O-antigeny a endotoxin. Prostor mezi stěnou a cytoplasmatickou membránou může obsahovat enzymy schopné inaktivovat antibiotika (např. tzv. betalaktamázy). Bakterie, které vlivem různých agens rozrušujících buněčnou stěnu, stěnu ztratily, se nazývají L-formy bakterií (podle Listerova ústavu v Londýně). V této formě mohou vliv těchto nepříznivých činitelů přežít. 2.3.3. Extracelulární polymery Na povrchu buněčné stěny některých bakterií se mohou nacházet polymery vytvářející buď pouzdra (polysacharidová pouzdra pneumokoků, klebsiel, polypeptidové pouzdro anthraxového bacila) ) nebo slizovou vrstvu (polysacharidový sliz u některých koagulasanegativních stafylokoků). Opouzdřené kmeny mikrobů obvykle lépe odolávají obranným pochodům organismu, např. fagocytóze. Adherují na různé povrchy, na nichž vytvářejí vrstvu zvanou biofilm. Biofilmy nalézáme např. na zubní sklovině či na povrchu intravenózního katetru. 2.3.4. Bičíky Bakteriální bičíky jsou zvlněné vláknité útvary sloužící pohybu. Nalézáme je jen u některých bakterií. Bakterie může mít jeden či více bičíků. Jsou složeny z bílkovin a tvoří bičíkový H-antigen.

8

2.3.5. Pili (Fimbrie) Fimbrie jsou tenké štětinovité výběžky na povrchu gramnegativních bakterií. Pravděpodobně usnadňují přilnutí (adhesi) bakterií na povrch epitelu v respiračním, střevním či urogenitálním traktu. Tzv. sex pili slouží k přenosu DNA z buňky donorové (samčí) do buňky recipientní (samičí). Sex pili jsou také oblíbeným místem přichycení některých bakteriofágů. 2.3.6. Cytoplasma a struktury v ní uložené Cytoplasma je vodný roztok ohraničený cytoplasmatickou membránou. Jako ostatní prokaryota nemají bakterie pravé jádro obklopené jadernou membránou, ale pouze místa, v nichž je uložen bakteriální chromozom.. Nazývají se nukleoidy a obsahují molekulu bakteriální DNA. Bakteriální ribosomy jsou menší a jinak stavěné než ribosomy eukarytních buněk. Proto některá antibiotika mohou inhibovat proteosyntézu na bakteriálních ribosomech aniž ovlivní funkci ribosomů v buňkách hostitelského makroorganismu. Inkluze jsou polymerizované zásobní látky, jejichž množství je závislé na kultivačních podmínkách. Plazmidy jsou malé cirkulární molekuly DNA, existující nezávisle na bakteriálním chromozomu. Dovedou se samostaně replikovat. Nesou poměrně málo genů, které nejsou pro bakterie nezbytné. Nesou např. geny pro tvorbu sex-pilů nebo geny pro syntézu enzymů schopných rozkládat nebo modifikovat antibiotika. Mohou se snadno přenášet z jedné bakterie na druhou a způsobit rozšíření rezistence na různá antibiotika. 2.3.7. Bakteriální spory Některé rody grampozitivních půdních bakterií reagují na určité změny v prostředí (např. na úbytek živin a vody) tvorbou tzv. spor. V lékařské mikrobiologii se jedná o rody Bacilllus a Clostridium.Jsou to vysoce odolné útvary, v jejichž podobě jsou bakterie schopny odolávat rozmanitým vlivům prostředí a po léta přežívat nepříznivé podmínky. Např. vysoce termorezistentní spory Clostridium botulinum přežijí až pětihodinový var. Zničí je jen autoklávování (působení vodní páry za zvýšeného tlaku). Stejně jako k teplu jsou spory odolné k UV záření, vysychání a celé řadě dezinfekčních prostředků. Dostane-li se spora do příznivých podmínek, vyklíčí. Začne přijímat vodu, rozkládat stabilizující bílkoviny a syntetizovat nové proteiny. Pukají sporové obaly a vzniká nová vegetativní buňka.

2.4. Metabolismus bakterií Metabolismus je soubor biochemických reakcí syntetických (anabolismus) a degradačních (katabolismus). Bakteriální metabolismus se odlišuje od metabolismu živočišných a rostlinných buněk svou vysokou intenzitou a odlišným průběhem některých reakcí. Pro metabolické potřeby získávají bakterie živiny z prostředí. Podle jejich nároků na živiny dělíme bakterie na autotrofní, kterým stačí jen anorganické látky, CO2 a světlo a na heterotrofní, které potřebují kromě anorganických i organické látky (všechny lékařsky významné bakterie).

9

Pro růst heterotrofních bakterií je nutný zdroj dusíku (aminokyseliny), zdroj uhlíku (cukry, aminokyseliny), soli natria, kalia, fosforu, síry, vápníku, magnesia a některých dalších prvků. V lékařské mikrobiologii dodáváme při kultivaci tyto živiny ve formě komplexních médií, obsahujících masový výtažek, peptidy a krev. Růstové faktory jsou organické sloučeniny, které si nedovedou bakterie samy syntetizovat a musíme je proto dodávat hotové. Jsou to např. vitaminy B2, B6, A, C, koenzymy, aminokyseliny, složky NK, séra, krve apod. Hlavním zdrojem energie jsou cukry. Také aminokyseliny jsou nejprve upraveny a dále se zpracovávají jako cukry. Schopnosti fermentovat různé cukry se užívá při diagnostice některých bakterií (tzv. enterobakterií). Podle vztahu ke kyslíku dělíme bakterie na aerobní, které rostou jen za přítomnosti kyslíku, anaerobní, které v přítomnosti kyslíku nerostou, kyslík je pro ně toxický, fakultativně anaerobní, které rostou za aerobních i anaerobních podmínek, mikroaerofilní, které k růstu vyžadují kyslík v nižší koncentraci než je atmosférická (2%) a kapnofilní, které se pěstují za zvýšené tenze CO2. Rozdělení mikrobů podle nároků na složení atmosféry viz. tab.3. Tab. 3: Rozdělení mikrobů podle nároků na složení atmosféry aerobní anaerobní fakultativně anaerobní mikroaerofilní kapnofilní

Vibrio, Neisseria, Bordetella, Mycobacterium Clostridium difficille, Bacteroides fragillis, Treponema pallidum většina lékařsky významných bakterií Campylobacter gonokoky, meningokoky

Význam metabolismu je značný. Je využíván ve výrobě vitaminů, léčiv, antibiotik, v kvasném a mléčném průmyslu. Znalosti metabolismu jsou potřebné při přípravě diagnostických půd, při identifikaci bakterií a ve výzkumu nových antibakteriálních přípravků. Metabolity bakterií jsou často faktory patogenity (toxiny).

2.5.

Růst a množení bakterií

Bakterie se množí příčným dělením ve dvě dceřinné buňky. Doba potřebná k rozdělení (generační doba) je v průměru kolem 30 minut, nápadně delší je např. u mykobakterií, kde činí i více než deset hodin. Bakterie potřebují ke svému množení dostatek vhodných živin, případně růstových faktorů, vhodné koncentrace plynů v atmosféře, vhodnou teplotu (optimální teplota pro většinu patogenních bakterií je kolem 370C), vhodné pH, osmotický tlak. Za ideálních podmínek probíhá dělení bakterií geometrickou řadou. Během každé generační doby se počet buněk zdvojnásobí. Ve skutečnosti netrvá ale tato situace nekonečně dlouho. Bakteriální buňky postupně vyčerpají živiny nebo jsou inhibovány zplodinami svého metabolismu. (Růstová křivka bakteriální populace viz obr.4).

10

Obr. 4: Růstová křivka bakteriální populace

Bakterie mohou růst buď v podobě izolovaných buněk nebo v podobě biofilmu. V běžném životě jsme se sním již všichni setkali: jedná se o ony slizké povlaky vytvářející se na povrchu předmětů ve vlhkém prostředí. Biofilmy jsou strukturovaná mikrobiální společenství, uložená v mezibuněčné hmotě a adherující k povrchům. V podobě biofilmu jsou bakterie více chráněny před nepříznivými podmínkami prostředí. V makroorganismu (např. lidském těle) pak úspěšně vzdorují účinku fagocytů, protilátek a antibiotik. Biofilmy působí jako ložiska, z nichž se chorobný proces stále obnovuje a která ani obrana těla ani terapeutické zásahy nejsou schopny eliminovat. Příklady onemocnění , v jejichž patogenezi se uplatňuje tvorba biofilmu, jsou zubní kaz, zánět středního ucha, osteomylitida, zánět žlučových cest, subakutní bakteriální endokarditida nebo zánět plic při cystické fibróze. Velmi snadno se biofilmy vytvářejí na površích různých pomůcek a náhrad zaváděných do organismu (intravenózní katetry, umělé srdeční chlopně, kloubní náhrady, chirurgické stehy, cévní štěpy, nitroděložní tělíska, močové katetry, kontaktní čočky).

2.6.

Pěstování bakterií

Kultivace je nejdůležitější diagnostickou metodou přímého průkazu většiny bakterií. Na kultivačních půdách rostou obvykle také kvasinky a plísně, kultivovat lze též některé parazity. Viry nelze kultivovat na umělých půdách vůbec, množí se jen na zvířatech, na kuřecích zárodcích, na tkáňových nebo orgánových kulturách. 2.6.1. Podmínky kultivace Bakterie mají značně různorodý metabolismus, a proto také rozdílné nároky na kultivaci. Při volbě půdy a podmínek kultivace se snažíme simulovat podmínky, které mají bakterie v lidském nebo zvířecím organismu.

11

Při kultivaci musí být splněny následující podmínky: Dostatek vhodných živin. Živiny jsou obsaženy v kultivačních půdách. Vlhkost půd. Optimální pH půdy.Většina bakterií vyžaduje pro růst pH blízké neutrálnímu. Izotonie média. Většině bakterií vyhovuje 0,5-1% NaCl. Vhodná kultivační teplota. Optimální kultivační teplota pro lidské patogenní bakterie je 370C. Některé bakterie však lépe rostou při nižších (kvasinky, plísně, yersinie, listerie) nebo vyšších teplotách (Campylobacter jejuni). 6. Optimální délka kultivace. Většina bakterií roste na pevných půdách za 16-20 hodin. Delší kultivaci (48 hodin)vyžadují např. kvasinky, kampylobactery, gardnerely. Několikadenní kultivaci vyžadují anaerobní bakterie, několikatýdenní kultivace je nutná u Mycobacterium tuberculosis. 7. Vhodná atmosféra pro kultivaci.Viz vztah mikrobů ke kyslíku.

1. 2. 3. 4. 5.

2.6.2. Druhy kultivačních půd Bakterie se pěstují na tak zvaných kultivačních půdách neboli kultivačních médiích. Podle konzistence rozeznáváme půdy tekuté a pevné. Tekuté půdy slouží především pro pomnožení bakterií, což se obvykle projeví zákalem půdy, nedovolují však získat čistou kulturu nutnou pro bližší určení mikroba. Příkladem tekutých půd jsou nejrozmanitější druhy bujonů, cukrové půdy založené na peptonové vodě, Šulova půda k pěstování mykobakterií aj. Pevné půdy se užívají při diagnostice častěji. Růst bakterií se projeví tvorbou kolonií, podle kterých můžeme alespoň orientačně určit rod bakterií, můžeme zjistit, zda se jedná o jeden nebo více druhů bakterií a můžeme získat jejich čistou kulturu, nezbytnou pro další podrobné určení. Tuhé půdy se připravují z půd tekutých přidáním agaru. Agar je mořská řasa složená z polysacharidů. Přesterilizované agarové půdy se vylévají do Petriho misek nebo do zkumavek. Výhodou pevných půd je možnost pěstovat na nich mikroby v podobě izolovaných kolonií. Bakteriální kolonií rozumíme společenství buněk vzniklé z původně třebas i jediné životaschopné buňky. Počet jejích potomků v kolonii může být až stovky miliard, toto množství vytváří na povrchu pevné kultivační půdy viditelný útvar, kolonii. Velikost a vzhled kolonií jsou poměrně charakteristické pro určité mikroby a mohou tak sloužit k jejich předběžné diagnostice. Bakteriolog hodnotí na bakteriální kolonii následující znaky: velikost, tvar, profil, okraje, povrch, transparence, barva, změny v okolí kolonie, konzistenci, zápach. Podle složení a účelu, k němuž je používáme, lze kultivační půdy dělit na: základní, obohacené, selektivní, diagnostické, selektivně diagnostické, půdy pomnožovací, půdy k anaerobní kultivaci, půdy k antibiotickým zkouškám, půdy k uchování kultur a půdy transportní. 1. Půdy základní Základní půdou, ze které se připravuje většina ostatních půd, je masopeptonový bujon, který je složen z masového extraktu, směsi peptidů (peptonu) a z malého množství NaCl. Přidáním 1-2% agaru vznikne z bujonu masopeptonový (živný) agar. 12

2. Půdy obohacené Některé náročnější bakterie rostou na základních půdách špatně, jiné vůbec. K jejich kultivaci slouží půdy obohacené. Příslušné základy půd se obohacují bílkovinnými koncentráty a hydrolyzáty, vitaminy, bovinním nebo koňským sérem. Nejběžnějším obohacovadlem je krev.

3. Půdy diagnostické Vzniknou z půd základních přidáním složek, které různě reagují na způsob metabolismu bakterií. Výsledkem je pak odlišný růst jednotlivých rodů nebo druhů bakterií. Diagnostická půda obsahuje substrát, na nějž se nechá bakterie působit event. i indikátor, který ozřejmí změny substrátu. Většinou sledujeme, zda mikrob dovede některé substráty štěpit (sacharidy, aminokyseliny), event. zda je schopen z nich vytvářet jiné látky (sirovodík, indol), zda je schopen substrát využít k růstu (citrát sodný, sacharidy, růstové faktory. K identifikaci mikroba lze využít i jeho schopnosti růst za přítomnosti určité látky, průkaz fyziologických vlastností (pohyblivost) a průkaz určitých enzymů.

4. Půdy selektivní Termínem selektivní se označují půdy, na nichž vyrůstají jen některé mikroby a růst nežádoucích mikrobů je na nich potlačen. Z mikrobiálních směsí tedy na těchto půdách narostou jenom mikroby, o jejichž vypěstování máme zájem. Selektivní půdy se skládají ze živného základu a z inhibitoru růstu nežádoucích mikrobů (soli, antibiotika, žluč, barviva aj.). 5. Půdy selektivně diagnostické Půdy selektivně diagnostické kombinují principy půd selektivních a diagnostických. Kromě živného agarového základu tedy obsahují inhibitor růstu nežádoucích mikrobů, vhodný substrát a také indikátor jeho změn. Očkují se na ně vzorky, v nichž předpokládáme přítomnost hledaného patogena ve směsi s velkým množstvím průvodní mikroflóry (vzorky stolice, potravin, pitevního a klinického materiálu). 6. Půdy pomnožovací Půdy pomnožovací jsou většinou tekuté, slouží k pomnožení bakteriálních patogenů tam, kde jsou přítomny v malém množství. 7. Půdy k anaerobní kultivaci Půdy k pěstování anaerobů se vyznačují nízkým oxidoredukčním potenciálem. To se dociluje mimo jiné jejich obohacením o redukující látky, jako jsou glukóza, cystein, thiosloučeniny, L-cystein a podobně. 8. Půdy k antibiotickým zkouškám Ke zjišťování citlivosti mikrobů na antibiotika slouží MH-agar (Mueller-Hintonové) nebo MH-bujon. 9. Půdy k uchování kultur Neměly by obsahovat sacharidy, aby z nich vznikající organické kyseliny kulturu nezahubily.

13

10. Půdy transportní Úkolem transportních půd je udržet mikroby během přepravy do laboratoře životaschopné a uchovat je ve stejném počtu, v jakém se vyskytovaly v místě odběru. Transportní půdy musí být dostatečně vlhké, místo živin obsahují látky, které omezují metabolismus a látky absorbující toxické produkty metabolismu (např. aktivní uhlí). Dnes se nejčastěji užívá Amiesova půda nebo půda Stuartova. Příklady kultivačních půd viz. tab. 4. Tab. 4: Příklady kultivačních půd základní obohacené

diagnostické

selektivní

selektivně diagnostické

pomnožovací k anaerobní kultivaci k antibiotickým zkouškám k uchovávání kultur transportní

masopeptonový bujon, živný agar, peptonová voda - krví: krevní agar, čokoládový agar (gonokoky, meningokoky, hemofily), Levinthalova (hemofily), BordetGengouova (bordetely) - sérem: Löfflerova (záškrt), Šulova (mykobakteria) - vaječné: Löwenstein-Jensenova (mykobakteria), McCoyova (franciselly) - glukosou: Sabouraudova (kvasinky, plísně) - sacharosou: bujon pro hemokultivaci - štěpení substrátu (amiokyselin, urey, nitrátů) - tvorba typických látek (sirovodík, indol) - růst v přítomnosti substrátu - fyziologické vlastnosti (pohyb) - průkaz enzymů (oxidasa, katalasa) - krevní agar s 10% NaCl (stafylokoky) - selenitový bujon (salmonelly) - alkalická peptonová voda (Vibrio cholerae) - půda pro kampylobaktery - pro G-: Endova (univerzální), desoxycholát DC (salmonelly, shigelly), CIN (yersinie), TCŽS (vibria) - pro G+: Clauberg (corynebakteria), Slanetz-Bartley (enterokoky) játrový bujon (většina bakterií), VL bujon (pro anaeroby), selenitový bujon (salmonelly, shigelly) VL bujon, krevní agar CDC Mueller-Hintonové agar a bujón Dorsetova Amies (univerzální), Stuartova (gonokoky)

14

3. Patogenita mikroorganismů 3.1. Dělení mikroorganismů podle působení na lidský organismus Jen malá část všech mikroorganismů, které se nacházejí v živé přírodě, má schopnost vyvolat onemocnění (je patogenní). Většina mikroorganismů žije ve vodě, v půdě a podobných prostředích a k tomu, aby mohla proniknout do organismu, není vybavena. Na základě schopností mikrobů vyvolat onemocnění je dělíme na: 1. nepatogenní: makroorganismu (člověku, zvířeti) neškodí, tj. nemají schopnost vyvolat onemocnění, mohou osidlovat povrchy lidského těla (tzv. komenzálové) 2. patogenní: hostitele poškozují přímo svojí přítomností nebo produkcí toxických látek – mají tedy schopnost vyvolat onemocnění 3. podmíněně patogenní: hostiteli škodí pouze za určitých okolností: a) při narušení obranyschopnosti hostitele - jiným onemocněním (cukrovka, nádorová onemocnění) - podáváním léků (antibiotika, cytostatika, imunosupresiva) - těžkými operacemi, transplantacemi b) při zanesení mikrobů z pro ně charakteristické lokality ( např. z kůže, ze střeva) do lokality jiné: (při operaci, zaváděním umělohmotných katetrů, kloubních náhrad, náhrad srdečních chlopní aj.)

3.2. Nepatogenní mikroorganismy. Normální mikroflóra člověka. Každý jedinec je po narození postupně osídlen nepatogenními mikroby ze zevního prostředí. Mikrobiální kolonizace novorozence začíná již průchodem porodními cestami, kde je exponován vaginální mikrobiální flóře matky. Po porodu se setkává s bakteriemi z prostředí a těmi, které kolonizují nemocniční personál a ostatní jedince. Během krátké doby si dítě vytváří vlastní normální mikrobiální flóru. Naše kůže a sliznice jsou trvale či dočasně kolonizovány určitými mikrobiálními druhy, jejichž výběr je pro danou lokalitu charakteristický. Zde se tyto druhy vůči hostiteli jako patogeny nechovají. V jiných lokalitách se mohou uplatnit jako podmíněné patogeny (např. bakterie zanesené z okolí řitního otvoru při zavádění močového katetru do močového měchýře mohou způsobit zánět močových cest; některé bakterie kolonizující horní cesty dýchací zanesené při intubaci do distálnějších partií dýchacího traktu mohou způsobit pneumonii; bakterie z dutiny ústní, které se dostaly do krevního oběhu po extrakci zubu, mohou na změněných srdečních chlopních vyvolat endokarditidu apod.). Za normální mikroflóru se považují některé bakterie, event. kvasinky a prvoci, zatím ne viry (pro jejich intracelulární parazitismus). 3.2.1 Význam normální mikroflóry Existence mikroorganismů, které jsou trvale přítomné na tělesném povrchu, závisí na fyziologických faktorech, teplotě, vlhkosti, nutričních a inhibičních látkách. Změny ve složení normální mikroflóry lze pozorovat v závislosti na životním stylu člověka, prostředí, ve kterém žije, na věku. Její přítomnost není nutná pro život. Na některých místech je bakteriální flóra nutná a potřebná pro udržení zdraví a normální funkci. Například některé bakterie v tlustém střevě syntetizují vitamíny B a K, jiné se zde podílejí na dokončení štěpení potravy.

15

Vymýcení normální střevní mikroflóry, např. při léčbě širokospektrými antibiotiky může vést k přemnožení kvasinek , k poruše štěpení a vstřebávání potravy a z toho vyplývajícím průjmům a jiným zažívacím potížím. Bakterie přítomné na kožních a slizničních površích pouhou svojí přítomností nebo svými metabolickými produkty brání růstu jiných, patogenních druhů (př. Lactobacillus vaginalis v pochvě dospělé ženy). Na druhé straně i příslušníci normální mikroflóry mohou za jistých okolností vyvolat onemocnění. Třeba jsou-li zaneseny do krevního oběhu nebo do tkání a jsou-li přítomny predispoziční faktory, mohou se stát patogenními. Například viridující streptokoky jsou normální součástí mikroflóry horních cest dýchacích. Jestliže se ve velkém množství (např. po extrakci zubu) dostanou do krevního oběhu a nasednou na změněné srdeční chlopně, mohou vyvolat endokarditidu. Onemocnění vyvolané normální mikroflórou nazýváme oportunní infekce. 3.2.2. Příklady osídlení Kůže největší osídlení je v místech s větší vlhkostí (podpaždí, třísla, perineum), v místech přechodu kůže ve sliznici (kolem tělních otvorů). Zde se ke kožní mikroflóře přidružuje i mikroflóra přilehlých sliznic. Dýchací cesty: bohatě jsou kolonizovány horní cesty dýchací (nos, nosohltan), plíce jsou sterilní. Trávicí trakt: silná je kolonizace dutiny ústní, tlustého střeva. Urogenitální trakt: masivní je kolonizace zevního genitálu, sliznice přední části močové trubice, pochvy. Krev a vnitřní tkáně jsou za normálních podmínek sterilní.

Tab. 5: Příklady osídlení normální mikroflórou: Kůže Spojivky Nos Tonsily, pharynx

Dutina ústní

Tenké střevo Tlusté střevo

Staphylococcus epidermidis, kožní korynebakteria, kožní saprofytická mykobakteria, kvasinky Staphylococcus epidermidids stafylokoky, nepatogenní korynabakteria, pneumokoky, hemofily, neisserie, viridující streptokoky podobné osídlení jako v nose, časté nosičství patogenních mikrobů (Streptococcus pyogenes, Neisseria meningitidis, Bordetella pertussis) viridující streptokoky, nepatogenní neisserie, korynebakteria, hemofily, některé enterobakterie (E.coli, klebsiely), anaeroby (anaerob. streptokoky, Veillonella, fusobakterie, nepatogenní treponemy) v distální části laktobacily, ústní streptokoky, kvasinky z 95% anaeroby (Bacteroides, Bifidobacterium, klostridia,), E. coli aj. enterobakterie (Enterobacter, Klebsiella), enterokoky, kvasinky, nepatogenní prvoci

16

Močové cesty Zevní genitál Vagina

přední část močové trubice (Staphylococcus epidermidis, kožní korynebakteria, nehemolytické streptokoky jako kůže Od puberty laktobacily, malé množství koryneformních tyček, anaerobů, kvasinek

3.3. Patogenní mikroorganismy. Faktory patogenity a virulence. Patogenitou nazýváme schopnost mikroorganismů poškodit makroorganismus (způsobit onemocnění). Je vázána na určitý druh. Mikroby mohou být patogenní pouze pro člověka (antropopatogenní), nebo pouze pro zvíře (zoopatogenní) či pro zvíře i člověka (antropozoopatogenní). Míra patogenity (tzv. virulence) je u jednotlivých mikrobiálních druhů různá. Je dána množstvím faktorů patogenity, které vytvářejí určitý mikrobiální kmen. Vysoce virulentní kmen snadno proniká do organismu a poškozuje jej i při velmi malé infekčnín dávce. Patogenita, resp. virulence, se dá dělit na tři základní složky: kontagiozitu, invazivitu a toxicitu. 3.3.1. Kontagiozita Kontagiozita neboli přenosnost je schopnost mikroba přenášet se mezi jednotlivými hostiteli. Úspěch přenosu mikroba na nového hostitele závisí na několika faktorech, a to na: a) počtu mikrobů vylučovaných z organismu b) jejich rezistenci vůči zevnímu prostředí c) počtu mikrobů nutných k infekci nového hostitele d) chování hostitele. ad a) Většinou se mikroby vylučují z postižených povrchů ( i vnitřních). Někteří mikrobi vyžadují, aby byli z těla vysáti členovci. Počet mikrobů, kteří opouštějí tělo, bývá značný. Např. při respiračních virózách obsahuje 1 ml sekretu miliardy virionů. Tyto vysoké počty jsou k účinnému přenosu nutné, protože naprostá většina vyloučených agens se neuplatní a zaniká. Doba, během níž dochází k vylučování původce infekce, se nazývá období nakažlivosti. ad b) Co se týče stability v zevním prostředí, pak mikroby, které odolávají vyschnutí a teplu, se mohou šířit lépe. Některé si vytvořili obzvlášť rezistentní formy – spory bakterií nebo cysty některých prvoků. Choulostivé mikroorganismy se úspěšně přenášejí přímým kontaktem mezi hostiteli (např. pohlavně přenosná agens) nebo pomocí vektorů (hmyzích přenašečů) či kontaminovanou vodou. ad c) Velké rozdíly mezi mikroby jsou v jejich počtu, který je nutný k infekci nového hostitele (tzv. infekční dávka).Velmi nízká je infekční dávka např. u shigell, gonokoků či u Mykobakterium tuberculosis – desítky a stovky bakterií. Naproti tomu infekční dávka salmonell je mnohonásobně vyšší, zhruba 106.

17

Velikost infekční dávky ovšem velmi závisí na stupni individuální vnímavosti hostitele. Jeli napadený jedinec vůči danému agens již specificky imunní, bude k úspěšné infekci nutný o několik řádů vyšší počet mikrobů, a stejně potom infekce proběhne bez příznaků. ad d) Je zajímavé, jak mikroby dovedou využít chování svého hostitele k usnadnění přenosu. Průjem, obranné reflexy kašel, kýchání mají za úkol odstranit škodlivinu z organismu. Zároveň však přispívají k účinnému šíření patogenů. Zneužití chování hostitele k co nejúčinnějšímu přenosu je někdy až překvapivé. Např. původce moru, Yersinia pestis, se přenáší štípnutím blechy. Yersinie dokáží zvýšit účinnost svého přenosu tím, že svým množením zablokují bleše trávicí trakt. Blecha začne být hladová, štípe o to častěji a zvyšuje tak šanci těchto mikrobů infikovat nového hostitele. Jiný způsob ovlivnění chování hostitele je patrný u Toxoplasma gondii. Potkan, jeden z mezihostitelů tohoto prvoka, ztrácí po infekci strach z koček, jež jsou konečným hostitelem toxoplasmat. Touto přesně zaměřenou změnou potkaního mozku si zvyšuje parazit šanci dokončit svůj životní cyklus.

3.3.2. Invazivita K složkám invazivity řadíme schopnost mikroba vstoupit do hostitele, což znamená schopnost přilnout (adherovat) na jeho povrchy, množit se na nich a pronikat (penetrovat) jimi do vnitřního prostředí, dále schopnost mikroba množit se ve vnitřním prostředí hostitele, schopnost šířit se uvnitř organismu hostitele a konečně schopnost překonávat jeho obranné mechanismy . 3.3.2.1. Adherence Aby se patogenní bakterie mohla uplatnit na povrchu některé z našich sliznic, musí být schopna pevně přilnout čili adherovat na povrch epitelií. Téměř u všech patogenů se vyvinul nějaký způsob adherence, buď pomocí speciálních struktur na povrchu bakterie nebo pomocí zvláštních bílkovin. Obojí se nazývají bakteriální adhesiny. První se označují jako pilli neboli fimbrie, druhé jako nefimbriální adhesiny. Důležitými faktory virulence jsou fimbrie pro některé kmeny Escherichia coli, pro Neisseria gonorrhoeae, Pseudomonas aeruginosa, rody Bacteroides a Vibrio. Nefimbriální adhesiny jsou známy např. u yersinií, bordetell, mykoplasmat, Streptococcus pyogenes, Staphylococcus aureus, Treponema pallidum. Důležitým typem adherenčního mechanismu je tvorba bakteriálního povlaku neboli biofilmu. První vrstva bakterií se přichycuje přímo na povrch (a to i neživý, např. povrch zavedeného katétru), ostatní jsou uloženy v extracelulární polysacharidové hmotě. (I naše normální slizniční mikroflóra vegetuje ve formě biofilmu, který je vlastně součástí naší nespecifické odolnosti, neboť přes hustý neporušený povlak naší normální mikroflóry patogenní mikroby pronikají k epitelu jen obtížně. Jako virové adhesiny slouží některé proteiny virových obalů nebo povrchové proteiny kapsidy u neobalených virů. Střevní parazité jsou vybaveni strukturami, které jim napomáhají udržet se ve střevě (přísavný disk Giardia intestinalis, háčky Ancylostoma duodenale, přísavky, háčky tasemnic). Dermatofyta (kožní plísně) prorůstají stratum corneum pokožky. Na kůži se udrží tehdy, prorůstají-li keratinizovanou vrstvou rychleji, než se tato vrstva stačí odlučovat.

18

3.3.2.2. Průnik do vnitřního prostředí Některé patogeny účinkují přímo na povrchu našich sliznic, jiné jsou však invazivnější a jsou schopny pronikat do vnitřního prostředí. Většinou je způsob, jak mikrob pronikne našimi sliznicemi, zatím neznámý. Některé známé způsoby průniku mikroorganismů do vnitřního prostředí shrnuje tabulka 6. Tab. 6: Způsob průniku do vnitřního prostředí Příklady: leptospiry, larvy schistosom zlaté stafylokoky, pyogenní streptokoky, původce anthraxu, tularemie, virus bradavic drobnými trhlinkami ve sliznici Treponema pallidum, HIV pokousáním virus vztekliny, Pasteurella multocida bodnutím členovce virus klíšť. encefalitidy, borrelie, plasmodia pomocí enzymů Clostridum perfringens, Streptococcus pyogenes vynucenou fagocytózou jinými buňkami shihelly, Yersinia enterocolitica, Listeria monocytogenes, salmonelly, než fagocyty virové infekce z rozpadajících se buněk přímý vzácně porušenou kůží drobnými trhlinkami v pokožce

3.3.2.3. Schopnost množit se ve tkáních hostitele Bakterie se v organismu mohou množit v krevní plazmě nebo tkáňové tekutině, anebo uvnitř napadené buňky. Druhá možnost je pro ni velmi výhodná, protože v buněčné cytoplasmě je dostatek nezbytných živin a růstových faktorů. V krevní plazmě vadí množení bakterií přítomnost přirozených antibakteriálních látek (komplement, lysozym, protilátky) a především nedostatek volného železa. Bakterie vyžadují železo k tvorbě různých enzymů, a proto jsou vybaveny schopností železo získat. Některé bakterie vyžadují speciální živiny, které jsou přítomné jen v určitých tkáních či orgánech. Například některé ústní streptokoky využívají sacharózu z potravy. Brucella abortus využívá sacharid erythritol z hovězích placent, a proto vyvolává potraty u hovězího dobytka, ne však u člověka. Viry se mohou ve vnitřním prostředí udržet jen tehdy, naleznou-li ve svém okolí vnímavé buňky. Aby byla buňka vnímavá, musí mít na svém povrchu receptor pro virus a musí v ní také proběhnout kompletní virový reprodukční cyklus. Některým mikroorganismům nesvědčí teplota 37OC, proto se omezují na tělesný povrch (např. kožní plísně, Mycobacterium leprae). 3.3.2.4. Schopnost šířit se organismem Některé mikroby se ve svém množení omezují jen na naše povrchy, vyvolávají pak infekce označované jako povrchové neboli lokální (např. rýma, kapavka, salmonelózy). Jiné mikroby pravidelně pronikají do vnitřního prostředí organismu šíří se jím. Jimi vyvolané infekce označujeme jako generalizované. Příkladem jsou virové exantematické infekce (spalničky, plané neštovice), tyfus nebo skvrnivka. Ale rovněž infekce původně lokální mohou

19

generalizovat. Příčinou může být zvýšená virulence mikroba nebo spíše nějakým způsobem podlomená rezistence makroorganismu. Doba mezi okamžikem nákazy a prvními klinickými příznaky se nazývá inkubační doba. U lokálních infekcí bývá kratší, několik málo dnů. U generalizovaných infekcí bývá delší než týden. Existuje několik způsobů, kterými se mikroby po proniknutí do organismu dovedou dále šířit. Nejdůležitější cesty jsou lymfou, krví, bezprostředně do okolí (per continuitatem) a podél nervů.Jednotlivé cesty šíření a jejich příklady jsou uvedeny v tabulce 7. Tab.7: Šíření agens uvnitř organismu Způsob šíření Lymfou z kůže do regionálních podkožních uzlin ze sliznice orofaryngu a tonzil do krčních uzlin z plic do hilových uzlin ze sliznice genitálu do tříselných uzlin z Peyerových plaků do mezenteriálních uzlin Krví agens generalizovaných infekcí při pneumoniích vzácněji při ohraničených infekcích Per continuitatem z buňky do buňky sekretem po sliznicích z místa přisátí klíštěte do okolí z místa poranění do okolní tkáně ze středního ucha na meningy z plicní tkáně na pleuru Podél nervů

Příklad pyogenní koky, franciselly, Yersinia pestis respirační viry, EB-virus Mycobacterium tuberculosis Treponema pallidum, Chlamydia trachomatis Yersinia enterocolitica břišní tyfus, exantematické virózy, syfilis meningitidy, pyelonefritidy, hnisání ran viry patogeni dýchacího, trávicího a urogenitálního traktu Borrelia burgdorferi Clostridium perfringens Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae typ b původci pneumonií herpetické viry, tetanický toxin

Šíření podél lymfatických cest je dobře patrné u infekcí vstupujících kůží, pokud vyvolávají větší zánětlivou reakci. Na kůži se projeví typickým rudým pruhem nad zanícenou lymfatickou cévou a zduřením regionální lymfatické uzliny. Zjevné postižení místa vstupu (primární afekt) a příslušné regionální uzliny se nazývá primární komplex. Ve většině případů se šíření infekce vy lymfatických uzlinách zastaví. Pokud infekční agens není v dané uzlině zfagocytováno a zlikvidováno, ale dokonce se v ní množí, je pak odnášeno mízními cévami do ductus lymfaticus a jím do krve. Přítomnost bakterií v krvi, tzv. bakteriémie, není u zdravého jedince ničím neobvyklým. Například během žvýkání, čištění zubů či defekace se celkem běžně dostávají do krve příslušníci normální mikroflóry, obvykle jsou však zachyceni a zničeni makrofágy ve slezině a játrech.

20

Odlišná je situace, když do krve pronikají virulentní mikroby z chorobného ložiska, například ze zanícených uzlin. Jsou-li to pyogenní bakterie, projeví se jejich přítomnost tzv. septickými příznaky (horečka, ale někdy i hypotermie, hypotenze, změny v bílém krevním obraze a další). Pokud se agens krví šíří spjato s buňkami, nemusí být příznaky zpočátku patrny (virové infekce, listerie, brucelly). Rozeznáváme primární bakteriémii ( příp. virémii, parazitémii, fungémii), kdy se do krve dostávají mikroby z místa vstupu event. pak z oblastních mízních uzlin, a sekundární bakteriémii - zaplavení krevního oběhu po pomnožení infekčního agens v játrech, slezině nebo v endoteliích krevních kapilár. Sekundární bakteriémie vede k zanesení agens do cílového orgánu, pokud do něj agens neproniklojiž dříve nebo jinou cestou). Cílovým orgánem může být centrální nervový systém, kůže, srdce, ledviny, slinná žláza apod. Schopnost šířit se tkáněmi z postiženého místa bezprostředně do jeho okolí se nazývá šíření per continuitatem. Takto se například dostanou pneumokoky ze zaníceného středouší přes kost spánkovou až na meningy. Některé bakterie jsou vybaveny enzymy, které jim usnadňují šíření ve tkáni (hyaluronidáza Streptococcus pyogenes, lecitinasa a DN-asa Clostridium perfringen. Nervovou cestou se šíří především viry, ale například i améby rodu Naegleria, které mohou přes fila olfactoria proniknout do CNS a vyvolat encefalitidu. 3.3.2.5. Schopnost překonávat obranné mechanismy hostitele Během miliónů let evoluce se u makroorganismů vyvíjely jak mechanismy nespecifické rezistence, tak specifické imunity. Souběžně s nimi se u mikrobů vyvíjely faktory virulence, které jim umožnily tyto obranné mechanismy překonávat. Z obranných prostředků řazených mezi nespecifickou čili vrozenou rezistenci, jsou nejdůležitější fagocyty a komplement. Poslední obrannou linií jsou pak produkty specifické imunity , imunní lymfocyty a protilátky.

3.3.2.5.1. Schopnost odolávat účinkům nespecifické rezistence Schopnost odolávat nástrojů nespecifické rezistence je shrnuta v tabulce 8. Mikroorganismy mohou být vybaveny schopností odolávat účinkům komplementu, fagocytóze nebo mohou interferovat s funkcí mediátorů zánětu,cytokinů. Schopnost odolávat účinkům komplementu Komplementový systém je složitý systém bílkovin přítomných v krevním séru. Hraje zásadní úlohu v obraně proti infekci. Je aktivován přítomností mikrobiálních antigenů v makroorganismu. Výsledkem aktivace komplementu jsou především dvě funkce: podpora fagocytózy a lýza buněk. Nejúčinnějším způsobem, jak se patogeny mohou chránit před zhoubným účinkem komplementu, je zabránit jeho aktivaci, např. tvorbou pouzdra, pokrytím protilátkami třídy IgA, tvorbou inhibitorů aktivace komplementu, vazbou inhibitorů aktivace na svůj povrch či tvorbou enzymů, které štěpí, ničí některé složky komplementového systému.

21

Některé mikroby sice neumí aktivaci komplementu zabránit, ale dovedou chránit svůj povrch před závěrečnými produkty aktivace komplementu, které by navázány na mikrobiální buňku vedly k její lýze.

Schopnost odolávat fagocytóze Fagocytóza představuje nejdůležitější způsob nespecifické obrany proti mikrobů, zejména proti bakteriím. Mikrobiální strategie, jak odolat fagocytóze, je dvojí: buď se mikrob fagocytovat nenechá nebo uvnitř fagocytu přežije. Pravděpodobně nejúčinnějším způsobem, jak se vyhnout fagocytóze, je tvorba pouzdra. Opouzdřené kmeny bakterií bývají vysoce virulentní, odolávají nejen fagocytóze, ale i účinku komplementu. Pouzdro dovedou tvořit prakticky všichni významní původci meningitid a pneumonií – Neisseria meningitidis, Haemophilus influenzae, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Streptococcus pneumoniae. Fagocytóze se vyhýbají i ony mikroby, které dovedou inhibovat aktivaci komplementu, neboť tím zabrání také podpoře fagocytózy. Některé mikroby zase produkují látky, které inhibují pohyb neutrofilů do místa zánětu (tzv. chemotaxe a migrace). Jiné mikroby produkují toxiny a enzymy, kterými zabíjejí fagocytující buňky. K tomu může dojít, ještě než jsou tyto mikroby fagocytovány nebo až po jejich pohlcení. Strategie nechat se zfagocytovat, ale uvnitř fagocytu přežít, je nesmírně výhodná, protože uvnitř buňky je mikrob chráněn vůči dalším obranným mechanismům. Proto některé mikroby usnadňují fagocytózu aktivací komplementu, jiné přinutí k fagocytóze buňky, které tak normálně nečiní tzv. neprofesionální fagocyty, např. epitelie močové roury. Přežití uvnitř buňky si tyto mikroby zajistí například tím, že uniknou z fagosomu před jeho splynutím s lyzosomem a tím se vyhnou působení lyzosomálních enzymů nebo tím, že zablokují toto splynutí. Interference s funkcí cytokinů Komplexním obranným nástrojem nespecifické rezistence je zánět. Je zprostředkován tzv. cytokiny, látkami uvolňovanými z některých buněk. Některé bakterie dovedou cytokinů využít dokonce jako růstových faktorů, některé viry jsou poměrně rezistentní vůči účinku protivirového interferonu.

22

Tab. 8: Schopnost odolávat nástrojům nespecifické rezistence Komplement Zábrana aktivace komplementu tvorbou pouzdra pokrytím protilátkami tvorbou inhibitorů aktivace vazbou inhibitorů aktivace na svůj povrch štěpením složek komplementu Ochrana povrchu mikrobiální buňky před účinkem komplementu Fagocytóza Vyhýbání se fagocytóze tvorbou pouzdra zábranou aktivace komplementu a tudíž chemotaxe a opsonizace tvorbou inhibitorů migrace leukocytů zabíjením fagocytů zábranou opsonizace Přežití uvnitř fagocytu usnadnění fagocytózy aktivací komplenetu indukce fagocytózy u neprofesionálního fagocytu únik z fagosomu inhibice vzniku fagolyzosomu tvorba antioxidantů a katalázy Interference s funkcí cytokinů Využití cytokinů jako růstových faktorů Snížená indukce interferonu Relativní rezistence vůči účinku interferonu

3.3.2.5.2. Schopnost odolávat mechanismům specifické imunity Protilátky i buněčná imunita jsou v obraně proti patogenům poměrně vysoce účinné. Protože pro patogeny není vždy snadné jim odolat, z hlediska mikroba je nejlepší strategií se protilátkám a imunním lymfocytům vyhnout. Nejjednodušší způsob, jak se vyhnout produktům imunitní reakce, je taktika udeřit a utéct. Mikrob vtrhne do vybraného místa, pomnoží se a během pár dnů, než se stačí rozvinout imunita, je z těla opět vyloučen. Takto si počínají například původci běžných nachlazení a průjmů. Další strategie, která má oklamat imunní lymfocyty je, že se mikrob před nimi někde schová, případně změní nebo ukryje své antigeny. Konečně mikrob může imunitu aktivně potlačovat neboli působit imunosupresivně.

23

Skrývání mikroba Spolehlivý úkryt si našel např. virus herpes simplex v nervových gangliích. Původci povrchových infekcí využívají toho, že na sliznicích jsou prakticky mimo dosah imunních lymfocytů. V organismu se vyskytují místa, např. CNS, klouby, oko či placenta, do nichž je přístup lymfocytům, protilátkám a komplementu omezen. Dobře chráněny jsou mikroby také v ohraničených ložiscích vytvářejících se při chronicky probíhajících infekcích (např. tuberkulóza), v nichž agens může perzistovat po léta. Nejprivilegovanějším místem je zřejmě DNA hostitele. Například retroviry umí přepsat svoji RNA do DNA a umístit ji do genomu hostitele. Antigenní mimikry U celé řady mikrobů jsou části jejich antigenů (sekvence aminokyselin) shodné s se sekvencemi aminokyselin v hostitelských proteinech. Protože proti vlastním bílkovinám by hostitelský organismus neměl vytvářet protilátky, unikly by protilátkové odpovědi i ony podobné mikrobiální antigenní struktury. Často však stejně ke vzniku imunitní reakce dojde, za vzniku tzv. autoprotilátek, které sice útočí proti mikroorganismům, ale bohužel i proti některým orgánům vlastního těla. Příklad může být revmatická horečka, pozdní následek streptokokových nákaz, kdy došlo ke zkřížené reakci mezi streptokoky a myokardem. Ukrývání povrchových antigenů Zamezit vzniku imunitní reakce může mikrob také tím, že pokryje svůj povrch molekulami pocházejícími z hostitele a tak ukryje své antigeny před lymfocyty. Navození tolerance Někdy mikrob indukuje jen slabou imunitní odpověď a navodí tak stav perzistentní infekce, kdy trvá léta, než se organismu podaří agens zbavit (např. intrauterinní infekce plodu cytomegalovirem nebo virem zarděnek). Záleží také na tom, jaký typ imunitní odpovědi je více aktivován, zda imunita humorální či buněčná. Pokud se agens podaří indukovat neúčinný typ odpovědi, zvýší své šance na přežití. Antigenní proměnlivost Velmi účinnou taktikou, jak obelstít imunitní systém, je opakovaná změna antigenů. Dochází k ní buď během průběhu infekce u daného jedince nebo probíhá během šíření mikroba v populaci. Klasickým příkladem mikroba s proměnlivým antigenním složením je virus chřipky. U chřipkových virů rozeznáváme dvojí druh antigenních změn. Opakovanými mutacemi během šíření viru v populaci dochází k drobným změnám antigenní struktury hemaglutininu a neuraminidasy, což snižuje účinnost paměťových buněk, které zůstaly v organismu po předešlé chřipkové infekci. Těmto drobným změnám, objevujícím se prakticky každou sezónu, se říká antigenní posun (drift) Antigenní zlom (shift) je velká antigenní změna, jejímž podkladem je rekombinace mezi lidskými a zvířecími viry chřipky. Výsledkem je vznik nového podtypu. K této změně dochází v rozmezí 10 a více let. Protože v populaci proti antigenně novému podtypu nejsou protilátky, může to mít za následek celosvětovou chřipkovou pandemii. 24

Potlačení imunitní reakce Potlačení imunitní reakce je často spojeno s invazí agens do imunitního systému. Například virus HIV napadá jednu skupinu T-lymfocytů a tak výrazně potlačuje buněčnou imunitu. Spalničky vedou také k výraznému útlumu buněčné imunity, což může mít za následek bakteriální komplikace – bronchopneumonie, otitidy, tuberkulóza. Snížení odolnosti je pozorováno po různých virových infekcích (hepatitida B, EB-viróza, chřipka), při lepře i při některých parazitárních infekcích (toxoplazmóza, malárie).

3.3.3.

Toxicita

Toxicita je schopnost mikroba poškozovat svého hostitele. K poškození hostitele může dojít jednak přímým účinkem agens nebo jeho produktů (toxinů), jednak reakcí hostitele na toto agens. 3.3.3.1. Poškození vzniklá přímým účinkem infekčního agens Podkladem poškození bývá nejčastěji smrt jednotlivých buněk, dále potom poškození metabolických funkcí, vzácně pak mechanické příčiny. Buněčná smrt, rozpad buněk, bývá většinou způsoben působením mikrobiálních toxinů. Může k ní také dojít po intracelulárním pomnožení mikroba (zejména u virů a rickettsií), nebo může infikovanou buňku zahubit lymfocyt jako nástroj buněčné imunity. Postižení metabolismu buněk způsobují opět některé toxiny (cholerový, tetanický, botulotoxin). Mechanickou příčinou může být ucpání střeva při masivní infekci škrkavkami, poškození cév močového měchýře ostrými vajíčky krevničky močové, zúžení průsvitu průdušnice slizničními pablánami při záškrtu. Častěji však za útisk tkáně v kterémkoli orgánu může spíše zánětlivá reakce (viz níže). 3.3.3.2. Mikrobiální toxiny S produkcí toxinů se setkáváme většinou u bakterií, méně často u plísní a parazitů. Klasicky se bakteriální toxiny dělí na exotoxiny a endotoxiny. Exotoxiny jsou toxické bakteriální proteiny, které bakterie secernuje do okolí. Endotoxin je lipopolysacharid, který je součástí buněčné stěny a do okolí se uvolňuje až po rozpadu bakterie. 3.3.3.2.1. Exotoxiny Geny pro mnohé exotoxiny jsou uloženy v plazmidech. Znamená to, že tvorba toxinu není pro růst a množení mikroba nezbytná, může však být za jistých podmínek užitečná pro jeho přežití nebo šíření. Toxiny můžeme podle mechanismu účinku dělit na: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

toxiny rozrušující mezibuněčnou hmotu toxiny poškozují buněčné membrány toxiny brzdící syntézu bílkovin toxiny narušující buněčné funkce neurotoxiny superantigeny 25

ad 1. toxiny rozrušující mezibuněčnou hmotu Jedná se o enzymy rozrušující mezibuněčnou hmotu. Jejich pomocí mikroby pronikají tkáněmi a zároveň získávají živiny a energii. Tyto enzymy jsou tedy zároveň faktory patogenity a jako takové již byly zmíněny. Řadou těchto enzymů je vybaven např. Streptococcus pyogenes (hyaluronidasa, DN-asa, streptokinasa). Pyogenní streptokoky mají tedy tendenci vytvářet ve tkáních rychle se šířící flegmony. ad 2. toxiny poškozující buněčné membrány Výsledkem poškození buněčné membrány je lýza buňky. Takové toxiny produkují např. Clostridium perfringens (lecithinasa), Staphylococcus aureus (sfingomyelinasa, alfatoxin), Streptococcus pyogenes (streptolysin O), Listeria monocytogenes (listeriolysin). ad 3. toxiny brzdící syntézu bílkovin Většina těchto toxinů se skládá ze dvou částí: jedna část odpovídá za vlastní toxickou aktivitu (označuje se jako složka A), druhá část zprostředkovává vazbu na buněčnou membránu (označuje jako složka B). Příkladem je záškrtový toxin, výsledkem jehož účinku je zástava tvorby bílkovin v buňce a smrt napadené buňky či shigatoxin produkovaný střevním patogenem Shigella dysenteriae. ad 4. toxiny narušující buněčné funkce Do této skupiny toxinů patří např. cholerový toxin, který způsobuje masivní únik vody, minerálů a dalších látek ze střevních buněk. Výsledkem je profusní průjem. Podobným toxinem jsou vybaveny i enterotoxické kmeny Escherichia coli. Pertussový toxin Bordetella pertussis ovlivňuje pohyblivost a chemotaxi neutrofilů. ad 5. neurotoxiny Mezi nejjedovatější molekuly patří toxiny, které ovlivňují nervový systém – tetanický toxiny a botulotoxin. Tetanický toxin, zvaný též tetanospasmin, proniká do nervových buněk a podél nervových vláken, axonů, se dostává do CNS, kde blokuje v synapsích uvolňování inhibičních transmiterů (kyselina gama-aminomáselné, GABA), čímž dochází ke kontinuální stimulaci excitačními transmitery . Výsledkem jsou svalové křeče. Smrt nastává po postižení dýchacích valů nebo selháním srdce. Botulotoxin se ze střevní sliznice dostává k nervosvalovým ploténkám. Tam blokuje uvolňování acetylcholinu, což zamezí přenosu vzruchů do svalu. Výsledkem jsou obrny. Ke smrti dochází většinou po ochrnutí bránice. ad 6. superantigeny Jako superantigeny se označují některé toxiny stafylokoků a streptokoků. Tyto toxiny se váží na mnohem větší počet T-lymfocytů, než ostatní antigeny, aktivují obrovské množství buněk imunitního systému. Výsledkem je produkce velkého množství mediátorů zánětu, cytokinů, uhynutí mnoha buněk a zbytečná tvorba neprotekčních autoimunních protilátek.

26

3.3.3.2.2. Endotoxiny Klasickým endotoxinem je lipopolysacharid v zevní membráně stěny gramnegativních bakterií. Protože jeho vlastní toxická složka je uložena v buněčné stěně, může se toxicky projevit až po rozpadu bakterie. K tomu může dojít po účinku komplementu, po fagocytóze a intracelulární destrukci bakterie nebo působením antibiotik. Toxické účinky endotoxinu se projevují až tehdy, dosáhne-li vyšších koncentrací. Nízké hladiny endotoxinu spíše celkově stimulují obranyschopnost proti mikrobům. Endotoxin zvyšuje tělesnou teplotu a výrazně stimuluje imunitní systém. Aktivuje makrofágy, neutrofily, B-lymfocyty, komplement. Vyvolává lokální zánětlivou reakci. Všechny tyto účinky endotoxinu jsou výraznější při jeho vyšších koncentracích, k nimž dochází zejména při bakteriální sepsi. Výsledkem je endotoxický šok, který se projevuje těžkou hypotenzí a poruchami krevní srážlivosti.

3.3.3.3. Poškození vzniklá v důsledku obranných reakcí hostitele Chorobné příznaky jsou také způsobeny obrannou reakcí hostitele na infekční agens. Obranné pochody jsou málokdy tak přesně regulovány, aby působily pouze na mikroby. 3.3.3.3.1. Poškození způsobená zánětlivou reakcí Většina chorobných příznaků může být totiž přičtena na vrub zánětu. Jeho klasické známky calor, rubor, tumor, dolor a functio laesa odrážejí jeho obranný význam, ale jsou i typickými chorobnými příznaky. Jejich následkem může být někdy i smrtelné poškození. Například edém mozku při infekci CNS bývá příčinou úmrtí. Otok příklopky hrtanové při hemofilové epiglotitidě uzavírá dýchací cesty. Zánětlivý infiltrát plicní tkáně při rozsáhlých pneumoniích snižuje rozsah plochy nutné k výměně plynů. 3.3.3.3.2. Poškození vzniklá v důsledku specifické imunitní reakce Tato poškození označujeme jako imunopatologické následky přecitlivělosti. Rozlišujeme čtyři typy přecitlivělosti. I. typ přecitlivělosti bývá častý při parazitárních onemocněních. Může se projevit vyrážkami, plicními infiltráty při pronikání larev škrkavek do plic nebo závažnou reakcí, anafylaktickým šokem, při prasknutí cysty při echinokokóze. Tento typ přecitlivělosti je zprostředkován protilátkami třídy IgE. II. typ přecitlivělosti je způsoben protilátkami třídy IgM a IgG, které mají schopnost aktivovat komplement nebo buňky (T-lymfocyty, fagocyty), které zničí napadenou buňku označenou příslušnou protilátkou. Příkladem tohoto typu přecitlivělosti může být nekróza jaterních buněk při hepatitidě typu B, revmatická horečka po infekci Streptococcus pyogenes, hemolytická anemie u malárie. III. typ přecitlivělosti je vyvolán komplexy antigen-protilátka (tzv. imunokomplexy). Nestačí-li fagocyty tyto komplexy likvidovat, usazují se ve tkáních či krevních kapilárách a přitahují buňky imunitního systému. Dochází k zánětu, který může přejít do chronicity. Příkladem tohoto onemocnění je glomerulonefritida po infekci Streptococcus pyogenes.

27

IV. typ přecitlivělosti je zprostředkovaný T-lymfocyty. Je patrný většinou u infekcí, které probíhají chronicky a jejichž společným znakem je tvorba granulomů (tuberkolóza, lepra, syfilis aj.).

4. Vznik a vývoj infekce, její formy a projevy Infekcí, nákazou se rozumí proces rozvíjející se po proniknutí nákazy do těla hostitele (jeho pomnožení a příslušná odezva makroorganismu). Jak bude infekce probíhat, jaký bude mít rozsah, jaké projevy a jaký bude konečný výsledek, závisí od obou účastníků infekčního procesu, tj. od infekčního agens a od napadeného organismu, jakož i od okolností, za nichž k infekci dojde. Ze strany mikroba se účastní tři důležité faktory: 1. patogenita mikroba 2. virulence konkrétního kmene 3. infekční dávka. Ze strany makroorganismu hrají roli: 1. vnímavost, resp. rezistence napadeného 2. kvalita nespecifické a specifické imunity napadeného jedince. Zmíněné faktory u obou účastníků mohou být ovlivněny dalšími okolnostmi, jako je příznivý či nepříznivý vliv prostředí na mikroba i na hostitele nebo vstupní brána infekce.

4.1.

Mikrobiální vlivy

Patogenita a virulence mikrobů jsou zmíněny v předešlé kapitole. Infekční dávka je množství mikroorganismů potřebné k vyvolání infekčního onemocnění. Ovlivňuje délku inkubační doby, často rozhoduje o tom, zda vůbec dojde k manifestaci infekce. Velikost infekční dávky nutná k vyvolání onemocnění se velmi liší u jednotlivých infekčních agens. Např. u bacilární úplavice (shigelózy) nebo tuberkulózy stačí jen několik málo bakterií, u břišního tyfu asi 105 bakterií, v případě cholery 108 bakterií.

4.2.

Vlivy ze strany hostitele

Člověk je vnímavý vůči mikrobiálním druhům pro něj patogenním a vůči druhům nepatogenním je odolný. Druhů patogenních pouze pro člověka je málo, specializovanější na hostitele se jeví viry. Z bakterií jsou příkladem patogenů čistě humánních shigelly a původci většiny nákaz přenášených pohlavním stykem. Stupeň nespecifické (vrozené) odolnosti jedince je nejdůležitějším faktorem který rozhoduje, zda se jako určití jedinci nakazíme a jak to s námi dopadne. Roli tu hrají zejména faktory genetické, ale i celková zdatnost, zdravý způsob života, věk, výživa, stres, jiná onemocnění a okolnosti psychické a sociální. Za rasové rozdíly ve vnímavosti k infekcím odpovídají spíše faktory geografické. 28

Co se týká specifické (získané) imunity, záleží na tom, zda se jedinec s příslušným agens již setkal nebo ne. Při prvním setkání se rozběhne primární imunitní reakce a trvá zhruba 10 dnů, než například hladina protilátek dosáhne účinné výšky. Při opakovaném setkání s antigeny infekčního agens v organismu koluje dostatečný počet paměťových buněk. Rozvine se sekundární imunitní reakce, při níž má organismus k dispozici protilátky imunní lymfocyty již během několika dnů.

4.3.

Vliv prostředí a vstupní brány

Prostředí ovlivňuje jak mikroby, tak také makroorganismus. Šíření infekcí značně závisí na podnebí a u mnoha chorob se popisují charakteristické sezónní výkyvy v jejich výskytu. V zimě jsou častější respirační infekce, léto je zas provázeno průjmy. Důležitou okolností je vstupní brána infekce. Označuje se tak místo průniku původce nákazy do těla hostitele (sliznice respiračního, zažívacího, urogenitálního traktu, spojivka, kůže atd.). Vniká-li infekční agens do těla optimální branou vstupu, stačí většinou k vyvolání onemocnění malá infekční dávka.

4.4.

Průběh a formy infekce

Typický průběh většiny infekčních chorob zahrnuje následující čtyři fáze: 1. inkubace - inkubační doba (ID), což je období od proniknutí infekčního agens do těla hostitele až do objevení se prvních klinických příznaků onemocnění. Může trvat několik hodin či dní, ale i týdnů nebo dokonce měsíců. Krátkou inkubační dobou se vyznačují akutní průjmová a respirační onemocnění, dlouhou inkubační dobu mají například tuberkulóza, vzteklina (2-8 týdnů), hepatitida B (80-150 dnů). Délku inkubační doby ovlivňuje infekční dávka, vstupní brána infekce, patogenita mikroba, obranyschopnost hostitele. 2. prodromální příznaky – nespecifické známky onemocnění hostitele (únava, nevolnost, slabost, bolesti hlavy, zvýšená teplota). Toto období může trvat několik hodin až dnů, mnohdy zcela chybí. 3. vlastní nemoc – charakteristické projevy příslušné nemoci (klinické, laboratorní). 4. rekonvalescence – ústup klinických příznaků, do normalizace tělesných funkcí. Může trvat i několik měsíců. Relaps je znovuvzplanutí nemoci během rekonvalescence. Recidiva nemoci je rovněž vyvolána tímtéž původcem, který zůstává v těle, ale dochází k ní až po uzdravení. Reinfekce je opakovaná infekce zvenčí při nedostatečné imunitě. Superinfekce je nákaza vyvolaná jiným typem mikroba nasedající na infekci původní.

29

4.4.1. Infekce inaparentní a manifestní Infekce inaparentní (bezpříznaková) se neprojeví žádnými klinickými příznaky. Buď nedojde vůbec k pomnožení mikroba nebo se infekce sice začne rozvíjet, ale naše imunita infekční proces včas zastaví. Jediným důsledkem inaparentní nákazy bude reakce imunitního systému a zvýšení hladiny protilátek. I při této formě nákazy však nakaženy vylučuje infekční agens do okolí. Protože on sám však není včas jako zdroj nákazy rozpoznán, je tato forma nákazy epidemiologicky závažnější. Dosáhne-li poškození organismu při infekci určité výše, projeví se chorobnými příznaky. Takové infekci říkáme manifestní. Průběh manifestní infekce může být buď typický (projevuje se všemi typickými příznaky), abortivní (jsou přítomny jen některé příznaky infekce), nebo subklinický, atypický (objevují se pouze necharakteristické příznaky , jaké byly popsány u prodromů). 4.4.2. Infekce lokální, systémové a generalizované Podle rozsahu můžeme infekce dělit na místní (lokální, systémové) a celkové (generalizované). Lokální infekce bývá omezena na místo vstupu event. ještě na regionální uzliny, případně na určitý orgán (např. rhinovirová rýma, bradavice, nekomplikovaná kapavka). Systémová infekce postihuje celý orgánový systém nebo jeho podstatnou část. Např. meningitida, chřipka, plicní tuberkulóza. Jako generalizované probíhají některé infekce pravidelně (břišní tyf, skvrnivka), jiné se mohou generalizovat jen za určitých podmínek (např. salmonelóza u imunologicky oslabeného člověka).

4.4.3. Infekce akutní, subakutní a chronické Podle trvání rozeznáváme infekce akutní, subakutní a chronické. Akutní infekce trvají od několikadní po několik týdnů (např. rýma, salmonelózy, chřipka), subakutní měsíce (např. bakteriální endokarditida), chronické roky (např. chronické hepatitidy). Neobvykle prudce probíhající infekce se označuje jako fulminantní (např. meningokoková sepse).

4.4.4. Infekce perzistentní a latentní Chronická infekce může být manifestní nebo bezpříznaková. Chronickou bezpříznakovou infekci rozlišujeme perzistentní, kdy agens přetrvávající v organismu lze prokázat běžnými laboratorními metodami (např. hepatitida B) nebo latentní, kdy se agens v těle skrývá v neinfekční podobě a běžnými vyšetřovacími postupy jej nelze prokázat (např. virus herpes simplex). Perzistentní a latentní infekce jsou známkou selhání obranyschopnosti, která nedovedla agens zlikvidovat. Snížení odolnosti hostitele může takovouto infekci aktivovat. Např. aktivací viru planých neštovic vzniká pásový opar.

30

4.4.5. Další typy infekcí Jako sekundární se označuje infekce vyvolaná jiným mikroorganismem a nasedající na infekci primární. Příkladem může být hemofilová bronchopneumonie komplikující primární infekci virem chřipky. Oportunní infekce jsou vyvolané agens, která využijí oslabeného terénu. Oportunními nákazami trpí např. nemocní s AIDS. Nosokomiální infekce jsou nákazy získané v souvislosti s pobytem ve zdravotnickém zařízení. Jejich část bývá způsobena lékařským zákrokem (tzv. infekce iatrogenní). Infekce získané v běžné populaci, v terénu, označujeme jako komunitní. Pokud původce nákazy vniká do těla zvenčí, jde o infekci exogenní. Infekce endogenní jsou vyvolány podmíněně patogenními příslušníky normální mikroflóry hostitele, kteří využili změněných podmínek, aby uplatnily své omezené patogenní schopnosti. Infekce přenosné pouze mezi lidmi označujeme jako antroponózy (např. břišní tyfus, dávivý kašel), infekce přenosné z živočichů na člověka jako zoonózy (např. salmonelóza,klíšťová encefalitida). Infekce, která se manifestuje nějakým typem hnisání, např. tvorbou abscesů, se označuje jako pyogenní. Je-li příčinou infekce několik mikrobiálních druhů, jde o infekci smíšenou. Z hlediska laboratorně diagnostického (sérologického) je důležité rozlišit infekci aktivní (nedávno proběhlou) od infekce odeznělé (dávno proběhlé).

4.5. Výsledek infekce Výsledkem infekce může být úplné uzdravení, dále uzdravení s následky, vznik perzistence nebo smrt.

5. Šíření nákazy V této kapitole budou jen stručně vysvětleny některé pojmy týkající se šíření nákaz v populaci, které je třeba znát pro porozumění dalšího textu. Mnohem podrobněji se procesu šíření nákaz budete věnovat v předmětu Epidemiologie.

5.1. Základní články procesu šíření nákazy Šíření infekce v populaci se nazývá proces šíření nákazy (epidemický proces). Uskutečňuje se tehdy, jsou-li přítomny tři základní články: zdroj původce nákazy, cesta přenosu, vnímavý jedinec. 1. Zdroj původce nákazy Bývá jím živý organismus (člověk, zvíře), který prožívá vlastní nákazu, v různých fázích nákazy. Období, během něhož dochází k vylučování původce onemocnění, je u různých nákaz různě dlouhé a nazývá se období nakažlivost. U virových nákaz dochází k vylučování původce nákazy většinou před objevením se prvních klinických příznaků, u bakteriálních nákaz v prvních dnech onemocnění. Zjevné formy onemocnění jsou z hlediska šíření infekce

31

méně nebezpečné - případy jsou včas diagnostikovány, izolovány, léčeny a včas mohou být uplatněna cílená protiepidemická opatření. Epidemiologicky nebezpečnější jsou osoby s atypickým nebo lehkým průběhem nákazy a nosiči původce nákazy. Nosič původce nákazy (bacilonosič) je člověk nebo zvíře bez příznaků onemocnění, který ale přechovává a vylučuje původce nákazy. Existuje nosičství v inkubační době, v rekonvalescenci, při inaparentním průběhu nákazy či při přetrvávající (tzv.perzistentní) infekci. Nosičství může být krátkodobé i dlouhodobé (třeba celoživotní). Rezervoár zprostředkovává přenos infekce, je jím živé i neživé prostředí, ve kterém se původce množí a dlouhodobě přežívá. 2. Cesta přenosu nákazy Způsob, jakým se původce nákazy dostává od zdroje k vnímavému jedinci, se nazývá cesta přenosu nákazy. Závisí na a) formách vylučování inf. agens (dýchacím ústrojím, trávicím ústrojím, urogenitálním ústrojím, hnisavými sekrety (ucho, oko,rány), kožními šupinami, úlomky chlupů a vlasů b) na odolnosti infekčního agens vůči zevnímu prostředí c) na vstupní bráně infekce. Rozlišujeme přenos přímý a nepřímý. A. Přenos přímý: Přestup původce nákazy se děje přímo z jejího zdroje do organismu hostitele, je současná přítomnost zdroje a vnímavé osoby, původce nepobývá v zevním prostředí. Například: a) dotek pokožky a sliznic (polibek, pokousání, pohlavní styk) b) přenos z matky na plod transplacentárně a porodními cestami c) přenos kapénkami d) přenos pokousáním či poškrabáním zvířetem B. Přenos nepřímý: Při přenosu nepřímém původce přežívá v zevním prostředí. Přenos může být zprostředkován: • vzduchem - vdechnutí infekčního aerosolu (sekret dýchacích cest), infekčního prachu • vehikuly – kontaminovanou vodou, potravinami, mlékem, půdou • kontaminovanými předměty - předměty denní potřeby (hračky, kapesníky, ručníky, příbory, manikúra, holení), kontaminované nástroje, přístroje, infuze, dezinfekční prostředky • biologickými produkty: krví, plazmou, transplantáty, darovaným mateřským mlékem nebo spermatem • prostřednictvím vektorů (hmyzích přenašečů) - mechanicky (původce se v těle přenašeče nevyvíjí), např. přenos původců úplavice mouchami - biologicky (původce prodělává v přenašeči část svého vývoje), např. přenos původců malárie komáry rodu Anopheles 3. Vnímavý jedinec - vnímavost: hostitel je vůči nákaze citlivý, onemocní, nemá vůči danému původci specifické obranné mechanismy - rezistence (odolnost): hostitel nákazou neonemocní, dána * druhem a rasou hostitele, jeho věkem, výživovým stavem

32

* přítomností specifických obranných mechanismů ( viz Imunitní systém, aktivně, pasivně získaná imunita)

5.2.

Formy procesu šíření nákazy

Případy infekčních onemocnění se mohou v populaci vyskytovat: a) sporadicky - jako ojedinělé případy bez časové a místní souvislosti; b) ve formě epidemie, což je hromadný výskyt infikovaných osob v ohraničeném časovém období a na ohraničeném území (časová a místní souvislost). Většinou mají společnou cestu přenosu nákazy (př. epidemie salmonelózy). c) jako pandemie.Epidemie globálního charakteru (velký počet nakažených na rozloze několika států, event. i světadílů, se nazývá pandemie (např. chřipka, AIDS). d) ve formě endemie, což je trvalý výskyt určitého počtu infikovaných ve stejné lokalitě (místní souvislost). Častou příčinou je přítomnost přírodních ohnisek (infekční agens koluje v přírodě mezi zvířaty, nezávisle na člověku, infekce je primárně zvířecí a člověk je do jejich koloběhu zapojen náhodně a cirkulace agens u něj většinou také končí. Přírodní ohniska se vytvářejí v místech, kde jsou příznivé podmínky pro život přenašečů a rezervoárových zvířat. Např. lymeská borelióza, vzteklina, klíšťová encefalitida.

6. Obrana proti infekci Ochranu makroorganismu proti infekci zajišťují účinné obranné systémy, jejichž úkolem je: 1. bránit usídlení mikroorganismů na tělesném povrchu, 2. zamezit jejich pronikání do tkání, 3. brzdit jejich šíření uvnitř organismu, 4. zneškodnit jejich toxiny a ostatní produkty, 5. proniklé mikroby zničit a jejich zbytky odstranit. Systémy protiinfekční obrany dělíme na mechanismy vrozené (nespecifické) odolnosti a na mechanismy získané (specifické) imunity. Toto dělení je spíše didaktické. Oba systémy jsou vzájemně těsně spjaté. Bez signálů vycházejících z nespecifické rezistence se nemůže rozběhnout specifická imunitní reakce a naopak, produkty specifické imunity zesilují a zefektivňují činnost nespecifické imunity.

6.1.

Složky IS

Imunitní systém se skládá z jednotlivých buněk, které cirkulují v krevních a mízních cévách, z buněk usazených v jednotlivých tkáních, z produktů těchto buněk a z orgánů, kde imunokompetentní buňky vznikají a zrají.

33

6.1.1. Lymfatické orgány Lymfatický systém se skládá z centrálních a periferních lymfatických orgánů. Centrální lymfatické orgány jsou thymus a kostní dřeň. Periferní lymfatické orgány jsou slezina, tonsily, lymfatické uzliny a lymfatická tkáň rozptýlená ve sliznici zažívacího traktu, dýchacích cest a kůže. Kostní dřeň V kostní dření většiny dlouhých a plochých kostí jsou uloženy kmenové buňky, z nichž vznikají předchůdci řady lymfoidní a myeloidní. Thymus Thymus je v dětství poměrně velký orgán, který se s věkem postupně zmenšuje. V něm část lymfocytů, které opustí kostní dřeň, dozrává v T- lymfocyty. Slezina Slezina je největší periferní lymfatický orgán. Je uložena v levém podžebří, za normálních okolností nepřesahuje levý žeberní oblouk. Obsahuje lymfocyty a makrofágy. Je-li slezina nefunkční (např. po jejím odstranění z různých příčin nebo při infiltraci nádory), je organismus zvýšeně náchylný k některým infekcím (meningokokové, hemofilové, pneumokokové).

Mízní uzliny Jsou rozptýleny po celém těle a pospojovány mízními cévami. Obsahují T- a B - lymfocyty, makrofágy. Cizorodá látka vniknuvší do organismu je krevním řečištěm nebo mízními cévami zanesena do nejbližších, tzv. regionálních uzlin a tam aktivuje buňky, které zahájí imunitní reakci. Aktivace buněk je spojen se zvětšením jejich objemu. Proto se při infekci zvětšují lymfatické uzliny příslušné k určité oblasti. Další lymfatická tkáň Není uspořádána do anatomických útvarů, ale je rozptýlena v submukózní tkáni dýchacího, trávicího, vylučovacího a pohlavního ústrojí, v krčních mandlích, v epidermis kůže

6.1.2.

Fagocytární systém

Buňky fagocytárního systému, fagocyty, mají schopnost fagocytózy. Proces fagocytózy zahrnuje putování za škodlivinou (chemotaxe), její rozpoznání, pohlcení, zpracování, event. usmrcení. Navíc fagocyty produkují látky, které stimulují složky specifické imunity a zpětně tak regulují rozsah zánětlivé odpovědi. Mezi fagocyty řadíme: a) buňky monocytomakrofágového systému: - monocyty kolující v krevním oběhu a - makrofágy, které se z monocytů v různých orgánech diferencují (Langerhansovy buňky v kůži, Kupfferovy buňky v játrech, alveolární makrofágy v plicích, histiocyty ve vazivu, mezangiální buňky v ledvinách, mikroglie v mozku, osteoklasty v kosti) b) polymmorfonukleární lymfocyty – neutrofily ( mikrofágy), eozinifily. 34

6.1.3. Komplementový systém Komplementem je nazýván systém plazmatických bílkovin (asi 20), produkovaných především jaterními buňkami. Složky komplementu jsou kaskádovitě aktivovány komplexem antigen-protilátka nebo látkami z poškozených tkání. Způsobí prasknutí a zničení buňky, usnadňují fagocytózu, aktivaci B-lymfocytů. 6.1.4. Lymfocyty Lymfocyty zrají z lymfoidního předchůdce z kostní dřeně. V periferní krvi kolují Tlymfocyty, B- lymfocyty a buňky podobné lymfocytům – NK buňky. T-lymfocyty dozrávají v thymu, nachází se ve slezině a uzlinách, v krvi. Dělí se podle funkcí na několik podskupin: - subpopulace Th (helpeři=pomahači): podporují a řídí tvorbu protilátek - subpopulace Ts (supresoři=tlumivé buňky) ničí infikované a nádorově změněné buňky, regulují, potlačují imunitní odpověď, aktivitu B-lymfocytů - paměťové buňky-vznikají při prvním setkání antigenu s imunitními mechanismy, při opakovaném setkání s ním zajistí rychlejší a účinnější imunitní odpověď

B-lymfocyty mají své označení od slova burza, neboť u ptáků existuje orgán Fabriciova burza, ve kterém lymfocyty B dozrávají. U lidí dozrávají B-lymfocyty ve fetálních játrech, v kostní dřeni a slezině. Po setkání s příslušným antigenem se začne lymfocyt B dělit, až z něj vznikne klonus plazmatických buněk, které produkují protilátky proti antigenu, který reakci vyvolal. NK buňky (přirození zabíječi) jsou pravděpodobně lymfocyty, které nejsou ani T ani B. Ničí buňky infikované virem, nádorově změněné a buňky transplantovaných tkání .

6.1.5. Protilátky Protilátky jsou produkty plazmatických buněk. Chemicky jsou to glykoproteiny zvané imunoglobuliny. Imunoglobuliny mají struktury molekuly uspořádané do tvaru Y. Rozvětvená část se nazývá variabilní a na ni se váže antigen. Variabilní část určuje specifitu protilátky, tj.proti jakému antigenu je namířena. Druhá část protilátky se nazývá konstantní, podle ní se rozlišuje pět tříd imunoglobulinů: G, M, A, D a E.

6.1.6.

Další buňky účastnící se imunitní reakce

Bazofily a žírné buňky obsahují granula, z kterých se po stimulaci uvolňují histamin, serotonin, leukotrieny, prostaglandiny a další látky, které působí projevy alergických reakcí. Imunitních reakcí se účastní i buňky, které přímo nepatří do složek imunitního systému, např. erytrocyty, trombocyty, fibroblasty a endotelie.

35

6.1.7. Cytokiny Termínem cytokiny se označují malé polypeptidové molekuly, které jsou uvolňovány na různé podněty buňkami imunitního systému, ale i dalšími buňkami. Mezi cytokiny patří interleukiny (IL), interferony (IF), faktor nekrotizující nádory (TNF) a další. Cytokiny se uplatňují při růstu, zrání, diferenciaci a aktivaci imunokompetentních buněk, v regulaci imunitní odpovědi, v obraně proti virům a intracelulárním parazitům, v obraně proti nádorům.

6.2. Nespecifická imunita Nespecifická rezistence je vrozená, existuje již při narození, její mechanismy jsou nachystány na boj s infekčním agens předem. Pochody nespecifické rezistence působí nespecificky proti celým velkým skupinám mikrobů. Působí stejně, ať jde o první nebo opakovaný styk s mikrobem. I když nespecifická odolnost není v obraně proti patogenům dostatečně účinná, její velkou předností je, že působí okamžitě. Pokud sama infekci nezlikviduje, ve většině případů stačí alespoň zpomalit její rozvoj do doby, než začne působit specifická imunita. Nástroje nespecifické rezistence tvoří překážky usídlení a šíření mikrobů. Jejich přehled uvádí tabulka 9. Tab. 9: Nástroje nespecifické rezistence Bariéry vůči usazení a průniku mikrobů anatomické bariéry kůže a sliznic ochranné funkce a reflexy normální mikroflóra Buněčné mechanismy fagocytóza NK buňky, eozinofily Humorální mechanismy komplement lysozym interferony ostatní cytokiny proteiny akutní fáze Horečka Zánět

6.2.1. Anatomické bariéry kůže sliznic Neporušená kůže je vysoce účinnou bariérou vůči pronikání mikrobů. Pro většinu bakterií představuje kůže prostředí poměrně nehostinné. Většina pokožky je příliš suchá a pro množení bakterií nevhodná. Stálé olupování pokožky odstraňuje již uchycené mikroby. Ústí vlasových folkulů a potních žláz je chráněno přítomností kyseliny mléčné v potu (snižuje pH pokožky, působí bakteriostaticky a fungicidně), lysozymu (enzym, který narušuje stěnu 36

zejména gram pozitivních bakterií) a nenasycených mastných kyselin (jsou toxické pro gram negativní bakterie). Sliznice jsou chráněny zejména hlenem (zamezuje přístupu bakterií k epiteliím, obsahuje protilátky třídy IgA, látky ničící bakterie nebo brzdící jejich množení). Vločky hlenu obsahující bakterie jsou odstraňovány v zažívacím traktu peristaltikou, v respiračním traktu pohybem řasinek. Důležitým způsobem odstraňování bakterií ze sliznic je jejich oplachování tekutinou – slinami, slzami, močí. Dalším obranným nástrojem sliznic je pravidelná obměna jejich buněk. Obrannými mechanismy jsou také chloupky v nose, které chrání před vnikáním prachu, zvlhčování vdechovaného vzduchu nosní sliznicí, kyselé pH žaludeční šťávy, žlučové soli ve dvanáctníku. Kůže a sliznice obsahují velké množství buněk imunitního systému (tzv. MALT systém – z angl. Mucosa – associated lymphoid tissue).

6.2.2. Ochranné funkce a reflexy Obrannými reflexy dýchacích cest jsou kýchání, zvýšená expektorace, bronchospasmus, kašel. Zažívací trakt chrání zvracení a zrychlená střevní peristaltika projevující se průjmem. Na oku lze za ochranný reflex považovat mrkání.

6.2.3. Normální mikroflóra Význam normální mikroflóry spočívá v její schopnosti bránit usídlení patogenních mikroorganismů, jakož i ve schopnosti stimulovat imunitní systém. Antibiotická terapie může drasticky potlačit některé převládající druhy mikrobů, takže přerostou mikroby normálně přítomné jen v nepatrném počtu, což mohou být i vyslovené patogeny.

6.2.4. Fagocyty a fagocytóza V nespecifické obraně je nejdůležitější překážkou šíření mikrobů jejich likvidace pomocí fagocytů. Fagocyty jsou přítomny volně ve tkáních pod kůží a sliznicemi, dále v lymfatických uzlinách, slezině, v některých vnitřních orgánech. Nejdůležitějšími fagocyty jsou polymorfonukleáry (neutrofily) a makrofágy. Polymorfonukleáry žijí necelý den, přicházejí do styku s infekčním agens jako první. Po neutrofilech se na místo mikrobiální invaze dostávají monocyty, které se ve tkáni mění na makrofágy. Makrofágy žijí déle, měsíce až roky. První fází fagocytózy je chemotaxe. Je to pohyb fagocytů směrem k místu, k němuž je přitahují molekuly označované jako chemotaxiny. Mezi chemotaxiny patří složky bakterií, některé cytokiny uvolňované z monocytůa a makrofágů či některé složky komplementu. Další fází fagocytózy je adherence, přichycení cizorodého materiálu na povrch fagocytu. Na zesílení vazby mezi povrchem mikroba a povrchem fagocytu se podílejí tzv. opsoniny, látky, které upravují povrch mikrobů tak, aby mohly být snadněji pohlceny.

37

Následuje vlastní pohlcení a posléze intracelulární zničení mikrobiální částice. Fagocyt začne vysílat panožky, jimiž částici obklopí a ta se ocitne ve fagocytární vakuole (fagosomu). Krátce nato s fagosomem splývají buněčná granula a vzniká fagolysosom, do něhož se obsah granul vylije a začne účinkovat na fagocytovaného mikroba.

6.2.5. Další buňky uplatňující se v obraně Kromě neutrofilů a makrofágů se v nespecifické obraně uplatňují ještě další buňky, zejména NK buňky, eozinofily, erytrocyty a trombocyty. NK buňky (z angl. natural killers, přirození zabíječi), velké granulární lymfocyty, dovedou zahubit buňky napadené virem a buňky nádorově změněné. Eozinofily se pravděpodobně vyvinuly k obraně proti mnohobuněčným parazitům. Počet eozinofilů je při parazitární infekci typicky zvýšen, což je důležitým laboratorně diagnostickým znakem. Erytrocyty a trombocyty se účastní odstraňování imunních komplexů.

6.2.6. Komplement Komplementem je nazýván systém plazmatických bílkovin produkovaných především jaterními buňkami, z menší části makrofágy. Devět základních složek komplementu se označuje C1-C9. Složky komplementu jsou přítomny v séru v neaktivní formě. Aktivují se dvěma cestami, tzv. klasickou a alternativní. Klasická cesta aktivace komplementu je spuštěna vazbou C1 složky komplementu na komplex antigen-protilátka. Alternativní cestu aktivace vyvolá vazba složky C3 např. na enzymy uvolněné z poškozených tkání. Aktivace komplementu je kaskádou reakcí (podobnou procesu srážení krve), při kterých se aktivují další složky komplementu. Výsledkem aktivace je vnik tzv. membránového útočného komplexu, který vazbou na membránu způsobí lýzu a zničení buňky. V průběhu aktivace komplementu vznikají štěpy jednotlivých základních složek. Funkce komplementu a jeho štěpů v organismu jsou následující: - opsonizace (usnadnění fagocytózy) - chemotaxe (přilákání zánětlivých buněk) - aktivace B-lymfocytů - lýza buňky vazbou membránového útočného komplexu - potenciace účinku protilátek - tvorba anafylatoxinů (látek vyvolávajících anafylaktickou reakci)

6.2.7. Ostatní humorální faktory Lysozym je enzym přítomný ve vysoké koncentraci v granulích neutrofilů, v krevním séru a ve většině tělesných sekretů, zejména ve slinách, slzách, mléce, v nosním sekretu. Lysozym spolu s komplementem jsou podkladem baktericidní schopnosti séra. Čerstvé sérum totiž usmrcuje bakterie, ovšem prakticky jen bakterie nepatogenní. Interferony (IFN)jsou glykoproteiny. IFN-alfa je tvořen především monocyty a makrofágy, IFN-beta fibroblasty a IFN-gama je produktem aktivovaných Th lymfocytů a NK buněk. 38

Interferony mají účinek antivirový, zastavují šíření virové infekce. Antiproliferativní účinek spočívá v tom, že IFN potlačuje růst přehnaně se množících buněk, tedy buněk nádorových. IFN-gama má imunomodulační účinky – aktivuje makrofágy, NK buňky, neutrofily. IFN-alfa se používá v terapii perzistentních virových hepatitid B a C. IFN-beta se osvědčil v léčbě roztroušené sklerózy a IFN-gama se užívá v terapii závažných mykóz a některých malignit. Cytokiny – viz výše. Reakce akutní fáze je nespecifická reakce po infekci či poranění, která se rozvíjí po stimulaci některými cytokiny či interferony. Zvýší se vylučování řady hormonů a začnou se katabolizovat svalové bílkoviny. Z jejich aminokyselin se syntetizují bílkoviny akutní fáze a během několika hodin se objevují v séru. Nejznámějším z reaktantů akutní fáze je C-reaktivní protein (CRP). Dostaví se leukocytóza s posunem doleva. V plazmě klesá hladina zinku, což vyvolá nechutenství a ulehčí tak zátěž organismu se zpracováním potravy. Zvýší se tělesná teplota, která škodí zejména virům a zároveň stimuluje další obranné děje. V mozku vznikají substance prohlubující spánek.

6.2.8. Horečka Zvýšená teplota (nad 37 0C v axille) a horečka (nad 38 0C) představují fyziologickou reakci makroorganismu na přítomnost infekčního agens. Za zvýšení teploty odpovídají jednak tzv. exogenní pyrogeny (složky bakteriální stěny, některé exotoxiny, endotoxin, komplexy antigenu s protilátkou), a dále endogenní pyrogeny (některé cytokiny). Z oběhu se pyrogeny dostávají do termoregulačního centra v hypotalamu. Výsledkem je nastavení centra na vyšší teplotu. O vlastní zvýšení teploty se postará třesavka (zvýšený vznik tepla) a kožní vasokonstrikce (snížený výdej tepla). Zvýšená teplota není něčím, co je potřeba okamžitě odstranit. Při zvýšené teplotě se hůře množí některé bakterie a zejména viry, ty také samy rychleji inaktivují. Dále za zvýšené teploty účinněji pracuje imunitní systém – je zesílena fagocytóza a nitrobuněčné ničení mikrobů. Horečka nad 40 0C již klade značné nároky na metabolismus a na kardiovaskulární systém, a proto zejména u kardiaků musí být rychle snížena kombinací zevního ochlazování a antipyretik. U malých dětí se při horečce nad 40 0C mohou objevit celkové křeče.

6.2.9. Zánět Zánět je obecná reakce těla na poškození, ať je způsobeno infekcí, chemickou noxou nebo mechanicky. Známky akutního zánětu jsou zpočátku omezeny na poškozené místo, vyplývají z postižení krevních a lymfatických cév a zahrnují bolest (dolor), otok (tumor), zarudnutí (rubor), zvýšení teploty (calor) a postižení funkce (functio laesa). Nedovede-li se akutní zánět se škodlivinou vyrovnat, stává se z něj zánět chronický. Není-li poškození rozsáhlé, může se zanícená tkáň vrátit do normálního stavu. Často je však struktura tkáně natolik poškozena, že se zanícené místo hojí jizvou. Podkladem příznaků zánětu je vasodilatace a zvýšená permeabilita (propustnost) kapilár v postiženém místě. To umožňuje přinést do postiženého místa buněčné i humorální složky nespecifické imunity. Vlivem produktů intenzivního metabolismu zánětlivých buněk v místě

39

zánětu klesá pH, což účinkuje na mikroby nepříznivě, stejně jako pokles koncentrace kyslíku v zánětlivě změněné tkáni.

6.3. Specifická imunita Systém specifické (získané) imunity je vývojově mladší než systém vrozené odolnosti. Formuje se v průběhu života jedince. Specifická imunitní odpověď rozlišuje cizorodé struktury podle molekul na jejich povrchu (tzv. antigenů). Specifičnost získané imunity a z ní plynoucí schopnost obrany je vysoká. Specifická imunita je na rozdíl od nespecifické vybavena imunologickou pamětí. Při opakovaném styku s daným infekčním agens se obran rozvíjí rychleji a účinněji, že se kontakt nemusí vůbec projevit chorobnými příznaky. Specifická imunita je získaná, postupně se vyvíjí až po setkání s daným mikrobem. Zakončení vývoje lidského imunitního systému v plně imunokompetentní je zakončeno až v pubertě. Získaná imunita může být buď aktivní, např. odezva na přirozenou infekci nebo pasivní, dočasná , např. po podání hotových protilátek. Protože tyto protilátky nejsou tělu vlastní, to je postupně odbourává a jiné netvoří (očkování, mateřské protilátky zskané transplacentárně nebo z mateřského mléka). Závažnější průběh některých infekčních . onemocnění v dětství je způsoben nezralostí imunitních mechanismu, závažnější průběh zvláště některých viróz u dospělých je způsoben větším poškozením tkání v důsledku aktivnější imunitní reakce. Hlavními nástroji specifické imunity jsou T- buňky a protilátky.

6.3.1. Buňky účastnící se specifické imunitní reakce Klíčovými buňkami specifické imunity jsou T- a B-lymfocyty. T-lymfocyty pomáhají lymfocytům B tvořit protilátky, pomáhají likvidovat intracelulární parazity, aktivují makrofágy a usmrcují buňky nakažené virem. Z hlediska funkce lze rozeznávat tři velké skupiny T-lymfocytů: cytotoxické (Tc), pomocné (Th) a supresorové (Ts). Cytotoxické (Tc) lymfocyty jsou schopny specificky rozpoznat buňky nesoucí na svém povrchu cizorodé antigeny a zabít je. Uplatňují se při likvidaci virem napadených buněk, nádorově změněných buněk a buněk transplantovaných tkání a orgánů. Pomocné (Th) lymfocyty po své aktivaci uvolňují cytokiny, které jsou nutné ke stimulaci B-lymfocytů nebo makrofágů. Supresorové (Ts) lymfocyty potlačují tvorbu protilátek B-buňkami. Po styku s příslušným antigenem se v populaci T-lymfocytů. tvoří také buňky paměťové. B-lymfocyty nesou na svém povrchu molekuly imunoglobulinu, jež slouží jako receptor pro antigen. V přítomnosti antigenu a ve spolupráci s T-buňkami se původně malé lymfocyty změní v plazmatické buňky. Jejich úkolem je tvorba velkého množství protilátek stejné specifičnosti, jakou nesla původní buňka B. Vedle plazmatických buněk vznikají také z buněk B po styku s antigenem paměťové buňky. Zůstávají v těle desítky let. Jsou příčinou imunologické paměti.

40

6.3.2. Protilátky Protilátky jsou imunoglobuliny schopné se specificky vázat s antigenem. Důsledkem této vazby bývá zneškodnění, případně odstranění antigenu z makroorganismu. Základní charakteristika jednotlivých tříd protilátek je uvedena v tabulce 12.

Tab. 11: Charakteristika imunoglobulinových tříd

IgG

Relat. sérová koncentrace 76 %

IgA

15 %

IgM

8%

IgD

1%

IgE

0,002 %

Lokalizace

Funkce a charakteristika sérum, IST tekutina přestup placentou, opsonizace, neutralizace toxinů, virů, aktivace komplementu sérum, slzy, sliny, ochrana sliznic mléko sérum primární protilátková odpověď, aktivace komplementu sérum na povrchu embryonálních lymfocytů, funkce nejasná sérum, intersticium ochrana proti parazitům, alergické stavy

6.3.3. Primární a sekundární imunitní reakce První čili primární odpověď na antigen se liší od všech opakovaných neboli sekundárních reakcí. Po prvním styku s antigenem trvá asi deset dnů, než se dají protilátky prokázat. Prvními protilátkami bývají IgM, téměř současně s nimi se objevují i protilátky IgG. Po skončení antigenní stimulace IgM během několika týdnů vymizí, IgG mohou přetrvávat i několik let. Opakovaný styk s antigenem vede k sekundární imunitní reakci. Protilátky IgG se objeví daleko rychleji, dosáhnou mnohem vyšších hladin a často bývají prokazatelné již celý život. Tato rychlejší reakce na opakovaný antigenní podnět je umožněna díky paměťovým buňkám, které po primární reakci zůstaly v organismu. Důsledkem sekundární reakce bývá, že opakovaný styk s antigenem proběhne bez vzniku chorobných příznaků. Rozdíl mezi intenzitou odpovědi při primární a další imunitní reakci je podstatou účinnosti očkování.

41

6.3.4. Ostatní humorální faktory účastnící se specifické imunitní odpovědi Cytokiny (interferony, interleukiny a další) se účastní také specifické imunitní odpovědi. Jsou odpovědné za tvorbu, stimulaci a diferenciaci různých typů buněk a také kontrolují tvorbu jiných cytokinů. Jsou produkovány buňkami specifické i nespecifické imunity, ovlivňují funkci buněk obou typů imunity. Zprostředkovávají spojení vrozené a získané imunity.

Tab. 10: Rozdíly mezi specifickou a nespecifickou imunitou

Spektrum účinnosti Vrozená/získaná Dědičnost Výskyt Ochrana před patogeny Imunologická paměť Hlavní nástroje

Nespecifická rezistence široké skupiny mikrobů vrozená dědí se u všech příslušníků druhu nechrání před obligátními patogeny chybí bariéry,fagocyty,komplement

Specifická imunita jen určité agens získaná během života nedědí se jen u určitého jedince chrání i před obligátními patogeny přítomna T-buňky, protilátky

6.4. Poruchy imunity Rozeznáváme následující stavy poruch odolnosti: 1. stavy snížené odolnosti (obranné reakce jsou snížené) 2. alergické reakce ( obranné reakce jsou přehnané) 3. autoimunitní stavy (reakce jsou zaměřené proti vlastním tkáním) 6.4.1. Stavy snížené odolnosti Stavy zvýšené náchylnosti k infekcím se označují jako imunodeficity. Při nich chybí nebo je porušena některá ze součástí imunitního systému. Infekce u takto postižených jedinců mohou být vyvolány nejen běžnými patogeny, ale i patogeny podmíněně patogenními. Postiženy mohou být mechanismy nespecifické i specifické rezistence. Stavy snížené odolnosti jsou shrnuty v tab. 12.

42

Tab.12: Stavy snížené odolnosti Postižení nespecifické rezistence Poškození vnějších bariér - popáleniny - porucha funkce řasinkového epitelu (chřipka, cystická fibróza, morfinismus) - nepřirozené vstupní brány (cévky) Místní abnormality - jizvy na endokardu - obstrukce močových cest Defekty složek komplementu vztah k autoimunitním chorobám Defekty leukocytů - snížení počtu (neutropenie): leukemie, spalničky, po chemoterapii - poruchy funkce: poruchy nitrobuněčného zabíjení mikrobů, poruchy pohyblivosti fagocytů Postižení specifické imunity Defekty T-buněční imunity Poruchy v řadě buněk B poruchy tvorby protilátek Kombinované imunodeficity neslučitelné se životem

Imunodeficity mohou být vrozené nebo získané. Vrozené imunodeficity jsou poměrně vzácné. Mohou se projevovat širokou škálou klinických příznaků od zcela němých až po závažné projevy těžkých infekcí vedoucích k smrti postiženého jedince v útlém věku. Získané imunodeficity jsou mnohem běžnější. Jejich příčinami mohou být: a) metabolické choroby (cukrovka) b) imunosupresivní a cytostatická léčba, záření c) choroby zažívacího traktu, podvýživa, alkoholismus, jaterní cirhosa d) závažná poranění (polytraumata, popáleniny, stavy po rozsáhlých operacích) e) nádorové choroby (zejména z krevních buněk-leukemie) f) stavy po virových infekcích, chronické infekce g) AIDS h) chronické stresové situace, faktory zevního prostředí Terapie závisí na tíži a druhu defektu. Těžké formy jsou indikovány k transplantaci kostní dřeně. Symptomatická léčba spočívá v aplikaci imunoglobulinů, širokospektrých antibiotik, antimykotik, virostatik. U získaných imunodefektů je základním léčebným postupem terapie, případně korekce základní příčiny.

6.4.2. Alergické reakce Termín alergie označuje neadekvátní, přemrštěnou reakci na určitý antigen (alergen) a patologické důsledky přehnané imunitní reakce. Kromě samotného antigenu se na vzniku alergické reakce podílejí vlivy dědičné a vlivy prostředí. Alergické reakce se tradičně dělí na několik typů:

43

1. 2. 3. 4.

přecitlivělost I. typu (anafylaxe a atopie) přecitlivělost II. typu (cytotoxická) přecitlivělost III. typu (z imunokomplexů) přecitlivělost IV. typu (pozdní, zprostředkovaná buňkami).

Většina alergických reakcí je způsobena velmi rychlou imunopatologickou reakcí I. typu zprostředkovanou protilátkami IgE. Někteří jedinci je tvoří obzvláště snadno a ve velkém množství; tito jedinci se označují jako atopici. Atopií rozumíme rodinný sklon k reakcím popisovaného typu. Antigenem (alergenem) tu bývají látky z vnějšího prostředí (rostlinný pyl, zvířecí srst, domácí prach a spousta dalších). Protilátky IgE vzniklé na popud příslušného alergenu se vážou na povrch žírných buněk a bazofilů. Při opětovném styku s alergenem dojde k jeho vazbě na tyto molekuly IgE, k aktivaci bazofilů a žírných buněk, při které se z těchto buněk uvolní velké množství histaminu a začnou se syntetizovat různé mediátory zánětu. Výsledkem působení všech těchto látek je vasodilatace, zvýšená prostupnost cév (což vede k otokům a snížení krevního tlaku), spasmus hladkých svalů, zvýšená sekrece hlenu. Tyto změny se projevují v místě vstupu alergenu jako senná rýma, asthma, průjem, kopřivka. O ostatních typech přecitlivělosti více v kapitole 3.3.3.3.2. Přehled alergických chorob uvádí tabulka 13. Tab. 13: Přehled alergických chorob Onemocnění Respirační alergie alergická rýma alergické astma bronchiale Potravinové alergie Alergie na včelu a vosu Lékové alergie Kožní projevy alergií kopřivka (urtika) kontaktní dermatitida atopický ekzém

Klinika rýma, konjunktivitida, kýchání záchvatovitá dušnost kožní, gastrointestinální, respirační projevy otoky až anafylaktický šok projevy respirační, kožní, anafylaktický šok kopřivkový pupen zánět pouze v místě kontaktu chronický ekzém na predilekčních místech (flexorová strana lokrů a kolen)

Alergenem může být celá řada látek, nejčastěji rostlinné pyly, léky, živočišné bílkoviny, hmyzí, hadí jedy, potraviny, některé kovy, umělé hmoty a mnoho dalších. Terapie zahrnuje v první řadě eliminaci alergenu, příp. i změnu zaměstnání. Z farmak se aplikují antihistaminika - látky působící proti histaminu uvolněnému z bazofilů a žírných buněk (Dithiaden, Fenistil, Claritin, Zyrtec aj.), stabilizátory membrány žírných buněk (kromoglykát), glukokortikoidy - látky se silným protizánětlivým účinkem (inhalační i systémové). Dále je možná desenzibilizace (aplikace alergenu ve stoupajících dávkách), symptomatická léčba (bronchodilatancia) a podpůrná léčba (dechová rehabilitace, klimatoterapie aj.).

44

6.4.3. Autoimunita Autoimunitní onemocnění jsou důsledkem patologické imunitní odpovědi na vlastní antigeny organismu. Chybí tolerance vůči některým antigenům vlastního těla, tvoří se protilátky proti složkám vlastního těla (autoprotilátky). V postižené tkáni probíhá chronický zánět a plnohodnotná tkáně se mění ve vazivo. Klinická symptomatologie autoimunitních chorob je nesmírně variabilní a závisí např. na tom, který orgán se stal místem autoimunitní reakce, jaký imunologický mechanismus probíhá, na věku pacienta, přidružených chorobách. Autoimunitní onemocnění se klasicky dělí podle rozsahu postižení na systémová (orgánově nespecifická) a lokalizovaná (orgánově specifická). Systémové autoimunitní choroby postihují určitý orgánový systém nebo více orgánů. Příklady jsou uvedeny v tabulce 14. Tab. 14: Systémová autoimunitní onemocnění Onemocnění SLE (systémový lupus erytematodes) revmatoidní artritis dermato/polymyositis Sjögrenova choroba sklerodermie smíšená choroba pojiva vaskulitidy

Klinika multiorgánové onemocnění bolesti a ranní ztuhlost kloubů svalová slabost, otoky víček Sicca syndrom progredující fibróza kůže a orgánů postižení kůže, kloubů, vnitřních orgánů nekrotizující zánět cév

Orgánově specifické autoimunitní choroby postihují určitý orgán. Jejich příklady uvádí tabulka 15. Tab. 15: Orgánově specifická autoimunitní onemocnění Imunitní reakce proti: buňkám a hormonům štítné žlázy buňkám pankreatu secernujícím inzulin tkáním pohlavních orgánů acetylcholinovému receptoru myelinu periferních nervů erytrocytům trombocytům neutrofilům střevní tkáni jaterním buňkám plicní tkáni

Onemocnění Hashimotova tyreoiditis, Graves-Basedowova choroba juvenilní diabetes (I. typu) poruchy reprodukce myasthenia gravis roztroušená skleróza hemolytická anemie trombocytopenie neutropenie lupenka (psoriasa), puchýřnatá onemocnění Crohnova choroba, ulcerózní kolitida, celiakie autoimunitní hepatitidy plicní fibrózy sarkoidóza

45

Terapie autoimunitních chorob závisí na druhu onemocnění, jeho stádiu a aktivitě. Obvykle se aplikují imunospupresiva (látky potlačující imunitní reakce).

6.5. Imunoterapie Látky ovlivňující imunitní systém lze podle účinku rozdělit do dvou základních skupin: 1. látky potlačující imunitní reakce – imunosupresiva 2. látky stimulující nebo normalizující imunitu – imunomodulátory a vakcíny.

6.5.1. Látky potlačující imunitní reakce - imunosupresiva Imunosupresiva se používají k potlačení patologické imunitní reakce při některých autoimunitních chorobách, k potlačení normální imunitní reakce při transplantacích orgánů, včetně transplantace kostní dřeně. Látky používající se k imunosupresi zasahují do imunitních reakcí na různých stupních. Potlačit imunitu lze i nefarmakologicky, například zářením. Mezi základní imunosupresiva patří: - kortikosteroidy (prednizon, dexametazon, triamcinolon) - antiproliferační látky, inhibující syntézu DNA (cyklofosfamid) - inhibitory syntézy interleukinu-2 (cyklosporin A) - protilátky proti T- lymfocytům a některé další.

6.5.2. Látky stimulující nebo normalizující imunitu Tyto látky se používají buď u osob s normální imunitou k vyvolání specifické imunity vůči určitému agens (aktivní imunizace), nebo k zabránění vzniku určitého onemocnění (pasivní imunizace) nebo u pacientů se sníženou imunitou k její normalizaci (imunomodulace).

6.5.2.1. Imunomodulace Imunomodulace je aplikace takových látek, které upravují (modulují) sníženou imunitu. Mezi imunomodlulátory patří například produkty imunitního systému připravené genovým inženýrstvím (cytokiny, interleukin -2, interferon alfa a gama), extrakty z bakteriálních stěn, lyzáty bakterií (např. preparáty Imudon, Bronchovaxom, Biostim, Urovaxom), dále extrakt z leukocytů (transfer faktor), levamizol, thymové hormony a další.

6.5.2.2. Očkování 6.5.2.2.1. Historie imunizace Již Fracastro přišel na to, že osoby, které trpěly některými nemocemi, jako jsou neštovice nebo spalničky, byly odolné k další nákaze. Umělá imunizace proti neštovicím se původně

46

prováděla nebezpečnou metodou očkováním obsahu z puchýřů nemocného do kůže. V roce 1796 zavedl Edward Jenner očkování obsahem z puchýřků kravských neštovic. Díky Pasteurovi byly k vakcinaci poprvé použity kmeny patogenních mikrobů, které byly dlouhodobým přeočkováváním za umělých laboratorních podmínek oslabeny. Zavedl tak oslabené živé vakcíny pro očkování proti choleře drůbeže, antraxu, července vepřů a vzteklině. Na počest Jennerově práci s kravskými neštovicemi je nazval vakcíny (z lat. vacca = kráva). Účinnost vakcín z usmrcených bakterií byla ověřena v roce 1886 (Salmon a Smith). Kolem roku 1900 se přišlo na to, že k imunizaci proti některým nemocem, u kterých se při rozvoji onemocnění uplatňuje bakteriální toxin, lze použít onen toxin zneškodněný působením formaldehydu. Těmito tzv. toxoidy se dnes běžně očkují děti např. proti záškrtu a tetanu. V roce 1890 Behring a Kitaso objevili protilátky. Jako první byly poznány protilátky proti záškrtovému a tetanickému toxinu, tzv. antitoxiny.

6.5.2.2.2. Aktivní imunizace Při umělé aktivní imunizaci (přirozená aktivní imunizace nastává po prožití infekce) docilujeme vzniku imunity očkováním, tj. podáním mikrobiálních antigenů v podobě očkovacích látek neboli vakcín. Po očkování se vytváří specifická imunita vůči určitému antigenu. Vakcíny obsahují antigen upravený tak, aby vyvolal ochrannou imunitní reakci, ale nevyvolal onemocnění (upravené bakterie, viry, toxiny). Tento antigenní podnět vyvolá imunitní odpověď, která je v optimálním případě shodná s odpovědí po přirozené infekci. Výhodou očkování je jeho dlouhodobé ochranné působení, nevýhodou, že ochranný účinek nastupuje později. Podle povahy antigenu dělíme očkovací látky na několik typů: a) neživé: obsahují celá infekční agens inaktivovaná teplem nebo chemicky (alkoholem, formalinem); zůstanou zachovány antigeny, proti kterým se tvoří protilátky - vakcíny připravené z mikrobiálního kmene vypěstovaného přímo od nemocného se nazývají autovakcíny; pokud se připraví do zásoby i pro ostatní nemocné, říká se jim zásobní vakcíny b) živé, oslabené (atenuované): infekční agens má zachovanou schopnost pronikat do organismu, množit se v něm a vyvolávat imunitní odpověď, ale je zbavené patogenity; imunita takto vzniklá je solidní a dlouhodobá c) anatoxiny (toxoidy): bakteriální toxiny, zbavené toxicity (zahřátím, formalinem), ale se zachovanou imunogenitou, tj. protilátka vzniklá na jejich popud je schopna toxin zneutralizovat d) chemovakcíny: izolované a upravené antigeny infekčních agens nebo antigeny plně syntetizované; vakcíny připravené rozštěpením mikrobiálních částice se nazývají subjednotkové e) rekombinantní: vyrobené technikami genového inženýrství, kód pro tvorbu antigenu vnesen do DNA mikrobiálních buněk Typy očkovacích látek a příklady vakcín uvádí tabulka 16. 47

Tab. 16: Typy očkovacích látek Typ vakcíny Inaktivované bakteriální - proti dávivému kašli břišnímu tyfu choleře moru pseudomonádovým infekcím adnexitidám lyzáty autovakcíny, zásobní vakcíny virové - proti chřipce vzteklině klíšťové encefalitidě hepatitidě A poliomyelitidě japonské encefalitidě B Živé oslabené bakteriální - proti tuberkulóze břišnímu tyfu choleře moru tularemii virové - proti poliomyleitidě spalničkám příušnicím zarděnkám žluté zimnici varicelle variolle vakcinace lišek Toxoidy (anatoxiny) - tetanický - difterický - stafylokokový Chemovakcíny bakteriální - proti Haemophilus influenzae b Neisseria meningitidis A,C Streptococcus pneumonie břišnímu tyfu Q-horečce virové - proti chřipce Rekombinantní - proti hepatitidě B klíšťové encefalitidě varicelle

48

Název vakcíny Alditepera (trivakcína) TAB Vaccine Cholera Vaccine Psaeva Adnexba Aviril Begrivac, Vaxigrip, Fluarix… Lyssavac, Rabipur Encepur Havrix, komb. Twinrix Imovax Japanesse encephalitis vaccine BCG-Vaccine Viviotif Orochol plv.

Polio Sabin Oral Movivac, komb. Mopavac, Trivivac Pavivac, komb. Mopavac, Trivivac Rudivax, komb. Trivivac Stamaril Vakcinie (už se nepoužívá)

Aldiana, komb. Alditeana, Alditepera Alteana, komb. Alditeana, Alditepera Polystafana ACT-HiB,Pedvax HiB, komb. Infanrix Meningococcal polys. A+C Pneumo 23 Typhim Vi (experimentální) Begrivac, Vaxigrip, Fluarix, Subinvira Engerix, komb. Twinrix FSME-Immun-Inject

Aplikace vakcín Vakcíny lze aplikovat: a) hluboko do svalu - intramuskulárně (i.m.) b) podkožně – subkutánně (s.c.) c) do kůže – intradermálně (i.d.) d) ústy – perorálně (p.o.)

Druhy očkování V této době platná vyhláška č. 439/2000 Sb. rozeznává následující druhy očkování: a) pravidelné (ze zákona, všechny děti do 15 let, viz níže) b) zvláštní očkování osob, které jsou při pracovní činnosti vystaveny zvýšenému nebezpečí získání infekce (proti TBC, hepatitidě B, chřipce, vzteklině, Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis ) b) mimořádné očkování: nařizuje hlavní hygienik v případě nebezpečí epidemie (např. proti heptitidě A) c) očkování osob cestujících do ciziny(proti choleře, moru, žluté zimnici, břišnímu tyfu, hepatitidám A a B, japonské encefalitidě…) d) očkování při poraněních a nemocech zvyšujících nebezpečí získání infekce (proti tetanu, virovým hepatitidám A a B, vzteklině…) e) očkování na žádost osob (proti klíšťové encefalitidě, meningokové meningitidě…) Pravidelné očkování zahrnuje očkování proti: • • • • • •

tuberkulóze: BCG-Vaccine, živá oslabená, i.d., ověřování vnímavosti tuberkulínovými testy, přeočkování negativně reagujících dětí záškrtu, tetanu, dávivému kašli: Alditepera, i.m., difterický anatoxin + tetanický anatoxin + usmrcená bakteriální suspenze Bordetella pertussis poliomyelitidě (dětské přenosné obrně): Polio Sabin, p.o., živá; neživá Imovax Polio (Salkovova vakcína) i.m. nebo s.c. spalničkám, příušnicím, zarděnkám: Trivivac, živá, s.c. virové hepatitidě B: Engerix, i.m., komb. Haemophilus influenzae typ b: ACT-HiB, komb. Tetract-Hib, Infanrix-Hib

K dosažení potřebné hladiny protilátek se v závislosti na vlastnostech konkrétní očkovací látky aplikuje buď jedna nebo více dávek základního očkování. Imunity je obvykle dosaženo za jeden až tři týdny po ukončení základního očkování. Podle potřeby se později provádí i přeočkování, aby se imunita nabytá základním očkováním prodloužila.

Selhání očkován Selhání očkovací látky znamená výskyt infekční choroby u osoby, která byla proti této nemoci očkována. Bývá častější po podání živých vakcín. Nejčastějšími příčinami mohou být: • ztráta účinnosti vakcíny při jejím nevhodném transportu a uchovávání v době od výroby do použití (vakcíny musí být uchovávány při vhodné teplot • nesprávná aplikace vakcíny

49

• • •

špatná odpověď na antigenní podnět (tzv. nonrespondeři) přítomnost pasivně získaných protilátek v době podání vakcíny (mateřské protilátky, předchozí aplikace globulinů) očkování v průběhu akutního infekčního onemocnění, v inkubační době nebo v časné rekonvalescenci

Vedlejší reakce U malého počtu očkovaných se objevují nežádoucí a vedlejší reakce. Většinou jsou mírné a klinicky nevýznamné (lehce zvýšená teplota, bolest hlavy, zarudnutí v místě aplikace vakcíny) – jako projev pomnožení mikroorganismu.Velmi vzácně dochází k celkovým reakcím s projevy poklesu tlaku, mdlob, šoku, křečí. Pokud k takovéto reakci dojde, je vždy ověřována lékaři a celá výrobní šarže přípravku je pozastavena a kontrolována. Riziko vedlejších reakcí by nemělo být přeceňováno. Chybuje se spíše v opačném směru a některé děti jsou pro neopodstatněné a nadsazené obavy z reakcí vynechávány z očkování. Vždy je třeba pečlivě zvážit riziko komplikací očkování v porovnání s rizikem komplikací původního infekčního onemocnění, které jsou mnohem častější a zpravidla těžší.

Kontraindikace očkování (KI) Očkování představuje pro imunitní systém určitou zátěž, proto může být při některých stavech kontraindikováno (zakázáno). Všeobecnými kontraindikacemi jsou: probíhající infekční onemocnění, aktivní TBC, imunodeficit, terapie imunosupresivy, hemoblastosy. Dále existují zvláštní KI pro jednotlivá očkování. U těhotných žen se očkuje z vitální indikace (proti tetanu, vzteklině). Opatrnosti je třeba při alergických stavech.

6.5.2.2.3.Pasivní imunizace Při umělé pasivní imunizaci (přirozenou představuje přenos mateřských protilátek placentou a při kojení) podáváme již hotové protilátky. Dříve se k tomu účelu používala tzv. antiséra, kompletní zvířecí séra obsahující příslušné protilátky. Moderní přípravky k pasivní imunizaci jsou v podstatě izolované imunoglobuliny. Pasivní imunizace se používá k ochraně osob bezprostředně ohrožených infekcí. Výhodou pasivní imunizace je okamžité získání stavu imunity, nevýhodou je, že tato ochrana trvá jen několik týdnů. K pasivní imunizaci používáme globuliny zvířecí nebo lidské. Zvířecí séra (heterologní) se získávají imunizací koní (nejčastěji). Většina těchto sér je antitoxických. Zvířecí séra jsou pro člověka silně antigenní a organismus se je snaží rychle odstranit. Ochrana po podání séra proto trvá jen několik týdnů. Nepříjemnou komplikací podání heterologních sér jsou alergické reakce a sérová nemoc (tvotba imunokomplexů). Nejčastěji se používají tato heterologní séra: • proti botulismu (Bosea) • proti plynaté sněti (Gasea) • proti stafylokokovým infekcím (Stasea) • proti zmijímu jedu (Venise) • proti vzteklině

50

Lidské imunoglobuliny (homologní) nemají nevýhody zvířecích sér. Slouží jako profylaxe a terapie některých infekcí a také jako náhrada protilátek u některých typů imonodeficitů. Oproti zvířecím globulinům mají některé výhody: ojedinělý výskyt nežádoucích účinků, pomalejší vylučování z organismu, lze je podat opakovaně. Rozeznáváme normální a specifické homologní imunoglobuliny. Normální imunoglobulin (Norga) je 16% roztok gamaglobulinové frakce lidské plazmy. Pochází ze směsi plazem alespoň tisíce zdravých dárců a obsahuje protilátky proti všem běžným infekcím. Používá se k např. k profylaxi hepatitidy A u kontaktů s nemocným. K intravenosní aplikaci je upravený přípravek Endobulin. Specifické imunoglobuliny se připravují z plazmy imunizovaných dárců a obsahují vysoký titr příslušných protilátek K dispozici jsou globuliny proti: • tetanu (Tega) • hepatitidě B (Aunativ, Hepatect) • klíšťové encefalitidě (FSME-Bulin) • varicelle (Varitect) • cytomegaloviru (CMV Vega)

7. Dekontaminace Jako dekontaminace se označují opatření zaměřená k přerušení cesty nákazy od zdroje k vnímavému jedinci. Mezi tato opatření patří dezinfekce, sterilizace, deratizace a dezinsekce. Hlavní zásady pro provádění dezinfekce a sterilizace stanovuje vyhláška MZ ČR č.207/1992 Sb. o hygienických požadavcích na provoz zdravotnických zařízení. Přípravky používané k dezinfekci a sterilizaci musí být schváleny hlavním hygienikem ČR.

7.1. Dezinfekce Dezinfekcí se rozumí opatření směřující k zneškodnění (především) patogenních mikroorganismů na předmětech, ve vnějším prostředí a na neporušené pokožce. Podle vztahu ke konkrétní epidemiologické situaci dělíme dezinfekci na: a) ochrannou (preventivní): provádí se tam, kde lze předpokládat přítomnost zvýšeného množství původců nákaz nebo kumulaci většího počtu osob jako součást komplexních hygienických opatření (zdravotnická a lázeňská zařízení, závody zdravotnické a farmaceutické výroby, dětská kolektivní zařízení, ubytovací zařízení, veřejné dopravní prostředky, potravinářské provozy, chlorování vody při centrálním zásobování ) b) ohniskovou (represivní): je zaměřena zneškodňování choroboplodných zárodků v ohnisku nákazy, snaha přerušit další šíření infekce; dělí se na průběžnou a závěrečnou

51

7.1.1. Mechanismus dezinfekčního účinku Dezinfekční prostředky zasahují do metabolismu mikroorganismů. Nejčastěji se na mechanismu dezinfekčního účinku podílejí tyto chemické reakce: 1. oxidace (chlor, peroxosloučeniny) 2. hydrolýza (kyseliny, alkálie, horká voda) 3. tvorba solí s bílkovinami (soli těžkých kovů, halogenace)) 4. koagulace bílkovin v buňce (kvarterní amoniové soli, kovy, fenol, alkoholy) 5. změny permeability buněčné membrány (kvarterní amoniové soli) 6. proniknutí do enzymatického systému (kovy, formaldehyd, fenol)

7.1.2. Metody dezinfekce Dezinfekci lze provádět metodami fyzikálními nebo chemickými. 7.1.2.1. Fyzikální metody dezinfekce Fyzikální metody dezinfekce jsou založeny na využití suchého nebo vlhkého tepla a na aplikaci záření: 1. a) b) c)

vlhké teplo: var ve vodě za atmosférického tlaku po dobu 30 minut var v přetlakových hrncích po dobu 20 minut (pro okamžité použití na některé výkony) parní dezinfekční přístroj nasycená vodní pára 110 0C/ 50 kPa/ 40-45 min (matrace, lůžka, oděvy)

2. a) b) c)

suché teplo: spalování, vypalování bakteriologických kliček horký vzduch (sušičky, žehlení) pasterizace (zahřátí na 60-65 0C po dobu 30 min nebo rychlé zahřátí na 85-90 0C po dobu několika sekund s následným ochlazením

3. UV záření (germicidní zářivky): aseptické boxy, operační sály, laboratoře, povrchy předmětů do vzdálenosti1 metru 4. filtrace (laboratoře, průmysl) 7.1.2.2. Chemické metody dezinfekce Chemické metody dezinfekce převažují v praxi nad metodami fyzikálními. Chemická dezinfekce se provádí roztoky nebo aerosolem dezinfekčních prostředků při stanovené koncentraci a expozici. Při dezinfekci se zachovává dvouetapový postup: 1. mechanická očista 2. vlastní dezinfekce. Obě etapy lze spojit při použití dezinfekčních prostředků s mycími a čistícími vlastnostmi. U předmětů kontaminovaných biologickým materiálem, zejména krví a v ohnisku nákazy, se provádí nejdříve dezinfekce a potom čištění.

52

7.1.2.2.1. Zásady provádění dezinfekce a) dodržovat zásady ochrany a bezpečnosti práce b) dezinfekční roztoky se připravují smícháním příslušných dávek ředícího roztoku a vody c) dezinfekční roztoky nepřipravovat do zásoby (pokud se smí připravit do zásoby, použít je ve stanovené době použitelnosti) d) dodržovat předepsanou dobu působení e) u předmětů kontaminovaných biologickým materiálem se provádí nejdříve dezinfekce, teprve potom čištění (lze spojit při použití dezinfekčního přípravku s čistícími vlastnostmi) f) dodržovat zásadu střídání dezinfekčních prostředků z různých chemických skupin, aby se zabránilo možnému vzniku odolnosti mikrobů g) volba dezinfekčního prostředku závisí na účelu použití (jen dezinfekční nebo dezinfekční s mytím, čištěním), na spektru účinnosti, toxicitě, alergizaci, na délce expozice, nikoliv pouze na cenové únosnosti h) předměty určené ke spálení je nutné ukládat do nepropustných spalitelných obalů, ve kterých je materiál spalován

7.1.2.2.2. Požadavky na dezinfekční prostředky 1. mají působit v nízkých koncentracích a v krátkých expozicích 7. neměly by mít nepříjemný zápach 8. nemají poškozovat dezinfikovaný materiál 9. nemají být nadměrně toxické a dráždivé pro lidi a zvířata 10. nesmí zanechávat toxická rezidua 11. mají mít široké spektrum dezinfekční účinnosti nebo naopak vysokou selektivní účinnost 12. měly by být dobře skladovatelné, stabilní 13. mají být biologicky odbouratelné

7.1.2.2.3. Druhy chemických látek s dezinfekčním působením 1. kyseliny a) anorganické - k hrubé dezinfekci: kyselina solná, dusičná, sírová - jako antiseptikum: kyselina boritá – oční kapky, masti, zásypy, borová voda) b) organické - jako konzervans: kyselina mravenčí, sorbová, octová, citronová, benzoová, parabeny c) perkyseliny: kyselina peroxoctová ( PERSTERIL) – 0,7-1 % k běžné povrchové dezinfekci, 0,2-0,5 % k hygienické dezinfekcí rukou, 0,5-0,7 % k chirurgické dezinfekci rukou 2. halogeny - sloučeniny chloru: plynný chlor – dezinfekce vod chlornan sodný - SAVO chlorminy – CHLORAMIN B, CHLORAMIN BS - sloučeniny jodu: jodová tinktura - antiseptikum Lugolův roztok - antiseptikum jodofory - JODONAL B; JODISOL, BETADINE – antiseptika

53

3. oxidancia (odštěpují O2) - k ošetření ran: peroxid vodíku (3%), manganistan draselný (0,3%) - ozon - úpravy vod 4. alkoholy - 70 % etanol: k dezinfekci pokožky - propanoly: k dezinfekci rukou; výhodnější než etanol 5. aldehydy - formaldehyd: jako konzervační roztok SEKUSEPT FORTE (k dezinfekci předmětů) - glutaraldehyd: součástí různých dezinfekčních přípravků (INCIDUR, SEKUSEPT FORTE aj.) 6. alkálie (NaOH, KOH, vápenné mléko Ca(OH)2 k dezinfekci žump 7. -

sloučeniny kovů rtuti: rtuťová mast v dermatologii stříbra: dusičnan stříbrný (krédeizace novorozenců), SAGEN (dezinfekce studní) mědi: modrá skalice (dezinfekce vody v bazénech)

8. Cyklické sloučeniny - Fenol(kyselina karbolová): jeden z nejstarších dezinfekčních prostředků, dnes součástí některých konzervačních roztoků - sloučeniny kresolu: KRESOL (lysol), KREOSAN – k hrubé velkoplošné dezinfekci amylmetakresol (slizniční antispetikum) v přípravcích Strepsils, Neo-Angin - ORTHOSAN BF 12 – k hrubé dezinfekci - chlorhexidin (CHLORHEXIDIN, SPITADERM, STERILIUM) – k dezinfekci pokožky a povrchů

9. Povrchově aktivní látky – tenzidy Tenzidy snižují povrchové napětí svých rozpouštědel. Patří mezi ně například mýdla vyráběná z přírodních surovin a synteticky vyráběné saponáty. Obecně se přípravky užívané k praní a čištění nazývají detergenty. Za všech povrchově aktivních látek má použitelné dezinfekční účinky skupina kationaktivních tenzidů označovaná kvarterní amoniové soli (KAS). KAS mají pouze úzké spektrum účinku. Dobře působí jen na grampozitivní bakterie a na plísně. Používají se jako antiseptika. Ve formě tinktur se používají k dezinfekci pokožky. Mají také čistící (detergentní) působení. Obsahují je například přípravky: - AJATIN, AJATIN TINCURA - SEPTONEX aj.

10. Kombinované sloučeniny Kombinované dezinfekční přípravky využívají synegrického působení různých chemických látek tak, že je lze použít v nižších koncentracích a dosahuje se lepšího dezinfekčního působení. Tím se chrání životní prostředí i dezinfikované materiály, přípravky mají nižší 54

toxicitu a dráždivost. Většina komerčně vyráběných přípravků určená k dezinfekci je směsí vhodně zkombinovaných látek.

7.1.3. Kontrola dezinfekce Kontrola účinnosti povrchové dezinfekce informuje o kvalitě provedené práce, tak o účinnosti použitých látek. Kontrola se provádí metodami chemickými a mikrobiologickými. a) Chemické metody Kvalitativně a kvantitativně se stanoví , zda a jakým přípravkem došlo k dezinfekci nebo zda používaný pracovní roztok obsahuje účinnou látku v dostatečné koncentraci. b) Mikrobiologické metody Mikrobiologickými metodami se kontroluje jednak účinnost dezinfekčních roztoků (vyšetřovaný dezinfekční roztok se nechá předepsaným způsobem působit na testovací mikroorganismy) nebo kontaminace dezinfikovaných povrchů, předmětů (kultivují se standardní stěry nebo otisky z vyšetřovaných ploch).

7.2 . Vyšší stupeň dezinfekce Vyšší stupeň dezinfekce zaručuje usmrcení většiny mikroorganismů (bakterií včetně většiny bakteriálních spor, virů a hub), nezaručuje usmrcení ostatních mikroorganismů (cyst, vajíček parazitů, vysoce rezistentních spor). Zahrnuje postupy, které byly dříve označovány jako chemická (studená ) sterilizace v roztocích. Používá se pro dekontaminaci přístrojů s optikou a dalších termolabilních pomůcek, které nelze sterilizovat v přístrojích. Pracovní postup: a) Po použití se přístroj mechanicky očistí gázou namočenou v dezinfekčním přípravku. b) Pak se provede předsterilizační příprava: přístroj se mechanicky očistí, pak dezinfikuje, poté se omyje pitnou vodou a usuší. c) Vlastní vyšší stupeň dezinfekce: ponoření předmětu do doporučeného roztoku na stanovenou dobu expozice (glutaraldehyd 2%, Sekusept forte 1,5%, Persteril 0,5%). d) Oplach sterilní destilovanou vodou nebo fyziologickým roztokem.

7.3.

Sterilizace

Sterilizace je soubor opatření, jimiž na předmětech nebo v prostředí usmrcujeme všechny mikroorganismy včetně spor, vajíček, cyst. Přitom není podmínkou, aby usmrcené mikroorganismy byl z předmětů odstraněny. Sterilní materiál proto může odstraňovat pyrogeny (zbytky mikrobů schopné vyvolat horečku). Sterilita materiálů se vyžaduje vždy, když překonáváme obrannou barieru kůže a sliznic nebo když vstupujeme nástrojem do tělních dutin Sterilizace je komplexní proces sestávající ze tří fází: 1. fáze: předsterilizační příprava: mytí, dezinfekce, oplach vodou, osušení a zabalení předmětů, nástrojů určených ke sterilizaci 2. fáze: vlastní sterilizace 3. fáze: uložení a expedice. Součástí sterilizace je monitorování sterilizačního procesu a kontrola účinnosti sterilizace. Sterilizaci mohou provádět pouze osoby s požadovanou kvalifikací.

55

7.3.1. Metody sterilizace Podobně jako dezinfekce může být i sterilizace prováděna metodami fyzikálními nebo chemickými. 7.3.1.1.

Fyzikální metody sterilizace

Také fyzikální sterilizace se provádí vlhkým nebo suchým teplem nebo zářením nebo nověji využitím nízkoteplotního plazmatu. 1. vlhké teplo a) sterilizace nasycenou vodní párou pod tlakem v parních sterilizátorech (autoklávech) (70-200 kPa /115-134 0C /10-35 min) b) sterilizace horkou vodou pod tlakem ve vodních přetlakových vařičích (150 kPa /125 0C /20 min) – pro nebalené kovové předměty (operační sály, chirurg. obory) c) proudění nasycené vodní páry při normálním tlaku (Arnoldovy přístroje) – ke sterilizaci živných půd v mikrobiologii 2. suché teplo Sterilizace suchým teplem (horkým vzduchem) se provádí v horkovzdušných sterilizátorech buď bez nebo s nucenou cirkulací vzduchu. Využívá teplot mezi 160 až 180 OC. Sterilizované předměty se ukládají do kovových kazet a dóz. 3. záření Radiační sterilizace se používá pro sterilizaci materiálů z průmyslové výroby. Takto lze sterilizovat pouze předměty nově vyrobené, nepoužité, jen nepatrně kontaminované (plastické hmoty, transfúzní sety, šicí materiál, léčiva). 4. plazma K novějším způsobům sterilizace patří využití nízkoteplotního plazmatu. Ve sterilizační komoře se nejprve vytvoří vakuum, v němž se nechá odpařit vhodná chemikálie (např. kyselina peroctová). Molekuly plynu se pak vysokofrekvenčními vlnami rozloží na vysoce reaktivní částice (tzv. nízkoteplotní plama). Částice plazmatu reagují s molekulami živé hmoty, čímž dochází k usmrcování mikroorganismů.

7.3.1.2. Chemická sterilizace Je určena pro termolabilní materiály, přístroje s optikou, ostré předměty, ktere nelze sterilizovat fyzikálními způsoby. Sterilizačním médiem jsou plyny předepsaného složení a koncentrace. Sterilizace probíhá za stanoveného přetlaku nebo podtlaku do teploty 80 OC. Užívá se sterilizace formaldehydem nebo parami etylenoxidu. a) sterilizace etylenoxidem Etylenoxid je prchavá jedovatá kapalina s potenciálně karcinogenními a mutagenními účinky. Jeho páry ve směsi se vzduchem vybuchují, proto se mísí s oxidem uhličitým nebo freonem. Sterilizované předměty etylenoxid ve značném množství absorbují, proto se musí po sterilizaci nechat řádně odvětrat (i několik dní). 56

b) sterilizace formaldehydem Formaldehyd je dráždivý plyn, který se získá odpařováním z roztoku formaldehydu. Oproti etylenoxidové sterilizaci má formaldehydová sterilizace některé výhody: formaldehyd není explozivní, toxicita reziduí je zanedbatelná, sterilizovaný materiál je možné použít krátce po sterilizaci, nemusí se nechat odvětrávat.

7.3.2. Obalové materiály Do sterilizačních přístrojů se předměty vkládají ve schválených obalech, které mají za předpokladu své těsnosti, nepropustnosti a při správném skladování různou expirační dobu: a) bubny, kazety, dózy: max. 48 hod. b) papírové sáčky (Lukasterik): v zalepeném a dvojitém obalu 3 měsíce c) polyetylenová folie: 6 měsíců Obaly musí být označeny datem sterilizace a datem expirace. 7.3.3. Kontrola sterilizace a sterility Kontrola sterilizace se skládá z: - kontroly sterilizačního cyklu - kontroly účinnosti sterilizačních přístrojů - monitorování sterilizace - kontroly sterility vysterilizovaného materiálu. O kontrole sterilizace musí být vedena dokumentace. Kontrola účinnosti sterilizačních přístrojů se provádí testy fyzikálními, chemickými a biologickými. a) Fyzikální testy Fyzikální indikátory sterilizace informují o technickém stavu sterilizačního zařízení. Přístroje jsou vybaveny aparaturou ukazující a zapisující tlak a teplotu. Provádí se vakuový test těsnosti přístroje b) Chemické testy Chemické indikátory podávají nepřímý důkaz o tom, že uvnitř sterilizačního přístroje bylo dosaženo sterilizačních podmínek. Reagují změnou barvy na podmínky ve sterilizační komoře. Informují o splnění technických podmínek sterilizace. Podle uložení rozlišujeme chemické indikátory vnější (jsou umístěny na obalu) a vnitřní (jsou umístěny uvnitř obalu s materiálem). c) Biologické testy Biologické indikátory sterilizace – bioindikátory – obsahují spory nepatogenních bakterií rodu Bacillus. Usmrcení spor testovacích mikrobů je důkazem účinnosti sterilizačního procesu. provádí se vždy po instalaci přístroje, vždy po 200 sterilizacích, minimálně však 1x za rok. Kontrola sterility předmětů Při kontrole sterility vysterilizovaných předmětů se provádí stěry z vysterilizovaných předmětů, případně jejich otisky na vhodné kultivační půdy.

57

7.3.4. Zásady ochrany a bezpečnosti práce při provádění sterilizace Stejně jako při provádění dezinfekce, tak také při provádění sterilizace je nutno dodržovat některé zásady ochrany a bezpečnosti práce. Práce s přístroji, v nichž je vysoká teplota a tlak, stejně tak práce s chemikáliemi užívanými ke sterilizaci může vést k poškození zdraví, pokud se tyto zásady opomíjejí. Zejména je třeba: a) používat ochranné pomůcky a oděvní součásti b) dodržovat stanovené postupy při obsluze sterilizátorů, kontrolovat stav tlakoměrů, teploměrů, časoměrů apod. c) při manipulaci s chemickými prostředky zajistit dostatečné větrání d) zabránit v manipulaci s přístroji neoprávněným osobám.

7.4. Dezinsekce Dezinsekce je soubor opatření směřující k a potlačování hubení epidemiologicky významných členovců. Použít lze prostředků: - fyzikálních - mechanických (sítě, mucholapky) - chemických (insekticidy) - biologických (znemožnění rozmnožování, zavádění sterilních samců do hmyzí populace)

7.5. Deratizace Deratizace je soubor opatření, jejichž cílem je potlačení obecně škodlivých a epidemiologicky významných hlodavců. K dispozici jsou prostředky fyzikální, chemické (rhodenticidy) a mechanické (pasti, přirození nepřátelé-kočky).

58

8. Antimikrobní látky (antibiotika, chemoterapeutika) 8.1. Historie chemoterapie infekčních nemocí Dnes se ve světě používá k léčbě lidských infekcí, většinou bakteriálních, přes 200 různých antimikrobních látek. První chemoterapeutika byla proti prvokům a červům (léčba malárie kůrou chinovníku, amébové dysenterie kořenem ipekakuanhy, tasemnice kapradí samcem a škrkavek pelyňkem). V roce 1909 Paul Ehrlich pro léčbu onemocnění způsobeného spirochetami (syfilis) vyvinul Salvarsan (arsfenamin). Skutečný počátek chemoterapeutické revoluce započal v rocr 1935 Gerhardt Domagk svým prontosilem, předchůdcem sulfonamidů, Alexander Fleming objevem antibiotického účinku plísně penicilium notatum a Howard a Florey v roce 1940 izolací čistého penicilinu z této plísně a zavedením výroby penicilinu. Během 25 let byly poznány hlavní skupiny antimikrobních látek. V poslední době byly hlavně úspěšně chemicky obměňovány molekuly již známých antimikrobních látek. Studium a vývoj protivirových, protiplísňových a protiparazitárních léčiv šel dopředu mnohem pomaleji a terapeutické možnosti nebakteriálních infekcí jsou stále velmi omezena.

8.2. Definice Jako antimikrobiální látky označujeme léčiva používaná k profylaxi a terapii infekčních onemocnění. Mnohé z těchto látek jsou přírodního, mikrobiálního původu a nazýváme je antibiotika (ATB). Producenty antibiotik jsou některé plísně a bakterie. Jako antibiotika označujeme i látky vzniklé modifikací nebo i syntetickou výrobou látek původně přírodního původu. Antimikrobiálním látkám připraveným pouze chemicky říkáme chemoterapeutika. Protože většina antibiotik má antibakteriální účinky, v praxi se termín antibiotika užívá pro všechny látky bez rozdílu původu účinkující na bakterie.

8.3. Typy účinku antimikrobiálních léčiv Podle způsobu účinku se rozdělují antimikrobiální látky na bakteriostatické a bakteriocidní. Baktericidní látky mikrobiální buňku usmrcují. Působí rychleji, jejich klinický účinek se dostavuje většinou do 48 hodin. Bakteriostatické látky jen reverzibilně zastavují růst a množení mikrobů, čímž usnadní práci imunitnímu systému. Jejich klinický efekt bývá patrný za 3-4 dny. Rozdíl mezi antimikrobiálními látkami s cidním a statickým účinkem není ale absolutní. Závisí na druhu látky a její koncentraci, na druhu mikroba. Nejnižší koncentrace antimikrobiální látky, která zabrání růstu příslušného mikroba, se nazývá minimální inhibiční koncentrace. Nejnižší koncentrace látky, která příslušného mikroba usmrtí, se nazývá minimální baktericidní koncentrace.

a) b) c) d) e)

Podle zaměření svého antibikrobiálního účinku se antimikrobiální látky dělí na protibakteriální protituberkulózní (antituberkulotika) protihoubové (antimykotika) protiprvokové (antiprotozoika). protivirové (antivirotika).

59

Podle místa svého účinku se ATB rozdělují na celková (systémová) a místní (lokální). Podle spektra mikrobiálních druhů, na které antimikrobiální látky působí, je můžeme rozdělit na látky s úzkým, středním nebo širokým spektrem účinku.

8.4. Mechanismus účinku antimikrobiálních látek Antibiotika a chemoterapeutika mohou zasahovat v různých místech mikrobiální buňky a různými způsoby. Nejčastějšími mechanismy účinku jsou: 1. inhibice syntézy buněčné stěny (př. peniciliny) 2. porušení plazmatické membrány (př. některá antimykotika) 3. inhibice syntézy bakteriálních bílkovin (př. tetracykliny, erytromycin aj.) 4. inhibice syntézy nukleových kyselin (př.acyklovir, chinolony, metronidazol aj.) 5. blokování některých specifických metabolických reakcí (př. sulfonamidy)

8.5. Nežádoucí účinky antibiotik Antibiotika mohou mít celou řadu vedlejších, nežádoucích účinků. Nežádoucí účinky antibiotik mohou být toxické, alergické a biologické. Toxické účinky vznikají obvykle při podávání léků ve vysokých dávkách nebo při jejich toxické kumulaci v organismu, který není schopen je dostatečně vylučovat, např. při ledvinové nedostatečnosti. Toxické mohou antibiotika být pro celou řadu orgánů. Nejčastějšími toxickými účinky jsou: a) neurotoxické (poruchy stato – akustického nervu, zrakového nervu, centrální nervové soustavy, psychické poruchy, poškození periferních nervů) b) hepatototoxické c) nefrotoxické d) hematotoxické e) gastrotoxické (zvracení, průjmy) f) zánět žil po intravenózní aplikaci, bolestivé zduření po nitrosvalovém podání. Alergické reakce mohou banální typu kopřivky, ale i život ohrožující, např. anafylaktický šok. Podle rychlosti rozvoje můžeme alergické reakce dělit na: a) bezprostřední (do 2 hodin po aplikaci): kopřivka, astmatický záchvat, angioneurotický edém, anafylaktický šok) b) urychlené (za 2-24 hodin po aplikaci): kopřivka, svědění, ztížené dýchání c) pozdní (za 24 hodin a déle): bolesti a otoky kloubů s horečkou, exantém, poškození menších arterií ve vnitřních orgánech aj. Biologické účinky vznikají zásahem antimikrobiálních léčiv do mikrobiální rovnováhy jednotlivých orgánových systémů. Může k nim dojít následujícími způsoby: a) náhrada potlačené citlivé mikrobiální populace exogenními nebo endogenními mikroby rezistentními na použité antimikrobiální léčivo (př. přemnožení kvasinek v dutině ústní a jícnu, v pochvě a následným zánětem, těžký zánět sliznice tlustého střeva způsobený toxinem přemnožené rezistentní bakterie Clostridium difficile)

60

b) zaplavení organismu toxiny uvolněnými z velkého množství poškozených bakterií c) snížení tvorby vitaminů B a K střevními bakteriemi, vymýcenými antimikrobiální léčbou d) ovlivnění imunitních reakcí makroorganismu (rychlá eliminace infekčního agensnedostatečná stimulace imunitního systému aj.) e) změna klinického obrazu léčeného infekčního onemocnění (nerozvinou se typické klinické příznaky, zamaskování infekce u náhlých příhod břišních) f) znesnadnění nebo znemožnění mikrobiologické diagnózy, je-li antimikrobiální léčivo podáno před odebráním biologického materiálu k mikrobiologickému vyšetření

8.6. Rezistence mikrobů k antimikrobiálním látkám Rezistence je schopnost mikroorganismů odolávat účinku antimikrobiálních látek. Může být podmíněná geneticky (celá populace určitého bakteriálního druhu je necitlivá vůči účinkům určité antimikrobiální látky) nebo získaná během života bakteriální buňky pod vlivem podávaného antibiotika. Tento způsob rezistence vzniká buď mutací nukleové kyseliny nebo přenosem genetického materiálu z rezistentní buňky na buňku dosud citlivou. Rezistence kmenů lékařsky významných bakterií vůči antibiotikům stále stoupá. Děje se to zejména tam, kde se antibiotika často používají , tedy v nemocnicích. Na stoupající rezistenci se také podepisuje používání antibiotik v zemědělství ke zvýšení váhových přírůstků v chovem dobytka. Rezistence k antibiotikům se zvyšuje rychleji, než výzkum stačí připravit nové typy antimikrobiálních látek. Jsou obavy z toho, že se mohou objevit kmeny bakterií rezistentní ke všem dosud užívaným antimikrobiálním léčivům.

8.7. Zásady racionální antibiotické terapie Aby byla antimikrobiální terapie maximálně účinná, aby nedocházelo k poškození pacienta neuváženou aplikací antibiotika a k rozvoji rezistence, měli by lékař indikující antibiotickou léčbu i pacient dodržovat určité zásady antimikrobiální terapie: 1. podávat ATB zejména u akutních bakteriálních infekcí, nepodávat ATB u viróz (správná diagnóza, mít přehled o infekčních agens přicházejících v dané situaci v úvahu) 2. ATB podávat pokud možno cíleně – znát vyvolávající agens, jeho citlivost na ATB 3. před zahájením léčby odebrat materiál na mikrobiologické vyšetření 4. zbytečně nestřídat ATB, čekat na efekt 5. při změně antibiotika volit látku z jiné skupiny 6. nepoddávkovávat, dodržovat dávkovací intervaly 7. brát v úvahu závažnost infekce; nákladné přípravky nejnovějších generací antibiotik by měly zůstat jako rezervní pro skutečně závažné případy 8. brát v úvahu nežádoucí účinky ATB a ostatní diagnózy pacienta (věk, gravidita, onemocnění ledvin, jater, alergie…) 9. volit takové ATB a takový způsob podání, aby ATB v místě infekce dosáhlo dostačující koncentrace Používání tak účinných látek, jako jsou antibiotika, se snažíme usměrňovat, protože jejich neuvážené a nevhodné podávání může poškodit nejen pacienta, ale vzniklé rezistentní kmeny mohou ohrozit celou populaci. Těmto snahám říkáme antibiotická politika. Antibiotika jsou rozdělena na volná a vázaná. Volná ATB mohou předepisovat všichni lékaři bez omezení.

61

Vázaná antibiotika se předepisují na zvláštní žádanky a lékárna je vydá jen na základě schválení antibiotickým střediskem. Antibiotická střediska jsou specializované laboratoře mikrobiologických pracovišť. Mají na starosti stanovování citlivostí mikroorganismů na antibiotika, stanovení hladin antibiotik v tělesných tekutinách, sbírají údaje o rezistenci na antibiotika ve svém rajónu, vydávají přehledy rezistence a řídí racionální antibiotickou terapii ve své oblasti. Spolupracují s lékaři na klinikách, pořádají odborné semináře, poskytují konzultace, navrhují antibiotika, která nemocnice dovoluje svým lékařům předepisovat bez omezení.

8.8. Rozdělení antimikrobiálních látek Podle chemické struktury se příbuzná ATB sdružují do několika rámcových skupin Antibiotika zařazená do jednotlivých skupin jsou si blízká nejen svojí strukturou, ale i řadou podobných účinků a vlastností.

8.8.1. Beta-laktamy Beta-laktamová antibiotika obsahují ve své molekule tzv. beta-laktamový kruh. Působí baktericidně – inhibují syntézu buněčné stěny bakterií. Řada bakterií je na tato antibiotika již rezistentních. Nejčastějším příčinou rezistence na beta-laktamy je, že bakterie získají schopnost produkovat tzv. beta-laktamasy, enzymy štěpící beta – laktamový kruh antibiotika. Tzv. inhibitory beta-laktamas jsou látky, které se kombinují s některými beta-laktamovými antibiotiky. Nemají antibakteriální účinnost, ale obsahují totiž také beta-laktamový kruh, na který se beta-laktamasy přednostně nevratně naváží a antibiotikum tak může nerušeně působit. Toxicita beta-laktamů je zanedbatelná. Vedlejší účinky jsou však časté, zejména alergické. Používají se např. k léčbě infekcí dýchacích cest, uroinfekcí, infekcí měkkých tkání, neuroinfekcí, kapavky, syfilis. Beta-laktamy se dělí na peniciliny, cefalosporiny a ostatní beta-laktamy, mezi něž patří monobaktamy a karbapenemy. 8.8.1.1.Peniciliny Peniciliny se získávají z kultury plísně Penicillium chryseogenum. Jejich přehled udává tabulka 17.

62

Tab. 17: Rozdělení penicilinů

acidolabilní

acidostabilní

Zástupce

Název přípravku

benzylPNC prokain benzylPNC benzathin benzylPNC phenoxymetylPNC

Penicilin G Prokain penicilin G Retarpen, Pendepon V-Penicilin

Způsob aplikace i.v. i.m. i.m. p.o.

Spektrum/ Poznámka poměrně úzké spektrum

odolávají kyselému pH žaludku protistafyloko oxacilin Oxacilin p.o., i.v., pouze kové i.m. stafylokokové infekce aminoPNC amoxicilin Amoclen, Duomox aj. p.o. širší spektrum ampicilin Ampicilin, p.o.,i.v., i.m. amoxicilin/klavulanát Amoksiklav, Augmentin p.o, i.v. ampicilin/sulbactam Unasyn i.v.,i.m., p.o. ureidoPNC piperacilin Pipril i.v.,i.m. závažné infekce, pseudomonádov piperacilin/tazobactam Tazocin i.v. é inf. karboxyPNC ticarcilin Ticarpen i.v.,i.m. dtto ticarcilin/klavulanát Timentin i.v.

8.8.1.2.Cefalosporiny Základem cefaosporinových antibiotik je kyselina 7-aminocefalosporanová, poprvé izolována z plísně rodu Cephalosporium. Obsahují stejně jako peniciliny beta-laktamový kruh, na který je navíc připojen šestičlenný cyklus. Jejich spektrum působnosti je dosti široké, jsou málo toxické, i když více než peniciliny. Podle spektra účinnosti a dalších vlastností se dělí do čtyř generací. Cefalosporiny vyšších generací jsou vysoce účinná a také drahá antibiotika, která by měla být určena jen k terapii život ohrožujících infekcí vyvolaných agens necitlivými na běžnější antibiotika. Přehled cefalosporinů uvádí tabulka 18.

63

Tab. 18: Rozdělení cefalosporinů

I. generace perorální

injekční

II. generace perorální injekční

III. generace perorální

injekční

IV. generace injekční

Zástupci

Název přípravku

Spektrum

cefalexin cefadroxil cefaclor cefalotin cefazolin cefapirin

Cefaclen, Oracef Duracef Ceclor Cefalotin Kefzol Cefatrexyl

G+ koky, některé g – tyčinky

cefuroxim

Zinnat

stabilnější vůči beta-laktamázám, širší spektrum g- tyčinek

cefuroxim cefamandol cefoxitin

Zinacef Mandol Mefoxin,Boncefin

cefatamet cefixim cefpodoxim ceftibuten cefoperazon cefoperazon/s ulbactam ceftazidim cefotaxim ceftizoxim ceftriaxon

Globocef Cephoral Orelox Cedax Cefobid Sulperazon

cefpirom cefepim

Cefrom Maxipim

vysoká účinnost na g- bakterie, některé i na Pseudomonas aeruginosa

Fortum Claforan Cefizof Rocephin, Lendacin vysoce účinné vůči g+ i g- bakteriím

8.8.1.3.Ostatní beta-laktamy Patří sem zástupci monobaktamů a karbapenemů (aztreonam, imipenem, meropenem). Jsou určeny k léčbě sepsí a jiných život ohrožujících infekcí.

8.8.2. Tetracykliny Název tetracykliny říká, že jejich molekula obsahuje čtyři šestičlenné cykly. Způsobují inhibici proteosyntézy. Jejich účinek je bakteriostatický. Tetracykliny mají široké spektrum účinnosti, působí i na mikroorganismy, jako jsou mykoplasmata, chlamydie, rickettsie. Vedlejší účinky tetracyklinů jsou časté, zejména gastrointestinální (nauzea, zvracení, průjem). Tetracykliny také mohou působit hepatotoxicky, způsobují žluté zabarvení zubů a nepříznivě

64

ovlivňují tvorbu kostí. Jsou proto m.j. kontraindikovány v těhotenství, laktaci a u dětí do 8 let. U nás se užívá teracyklin (Tetrachel) a doxycyklin (Deoxymykoin). Používají se např. v léčbě respiračních infekcí vč. tzv. atypických pneumonií, infekcí žlučových cest, infekcí močových cest (zejména vyvolaných mykoplasmaty a ureplasmaty).

8.8.3. Aminoglykosidy Aminoglykosidy inhibují začátek bakteriální proteosyntézy, jejich účinek je baktericidní. Původně byly izolovány z půdních bakterií označovaných jako aktinomycety (rodu Micromonospora /koncovka antibiotik -icin/ a rodu Streptomyces /-mycin/). Účinkují zejména proti g- bakteriím. Protože se aminoglykosidy prakticky nevstřebávají ze střeva, musí se k léčbě celkových infekcí podávat parenterálně. Špatně pronikají do tkání. Nežádoucí účinky aminoglykosidů jsou časté (nefrotoxicita, ototoxicita, neurotoxicita). Tab. 19. Přehled aminoglykosidů K systémovému užití proti g- tyčinkám gentamicin, tobramycin, netilmicin, amikacin, isepamicin K lokálnímu použití kanamycin, neomycin Ke zvláštnímu použití streptomycin (léčba TBC)

8.8.4. Makrolidy Makrolidy také inhibují proteosyntézu, jejich výsledný efekt je bakteriostatický. První z nich, erythromycin, byl izolován z aktinomycety Streptomyces erythreus. Starší makrolidy (erythromycin, spiramycin) mají často gastrointestinální nežádoucí účinky. Tab. 20. Přehled makrolidů Účinná látka erythromycin

Přípravek EMU-V

spiramycin roxithromycin azithromycin clarithromycin

Rovamycine Rulid Sumamed Klacid

Spektrum obdobné PNC (g+ mikroby, gkoky, spirochety),a lternativa PNC při alergii na PNC dtto dtto + atypické pneumonie dtto + Helicobacter pylori dtto

65

8.8.5. Linkosamidy Základní linkosamid linkomycin (Linkocin) je produktem kmene Streptomyces lincolnensis. Od něj odvozený je clindamycin (Dalacin C). Linkosamidy ovlivňují proteosyntézu bakterií, mají účinek bakteriostatický. Jsou málo toxické. Používají se v léčbě infekcí kostí a měkkých tkání

8.8.6. Amfenikoly Jediným u nás dostupným antibiotikem této skupiny je chloramfenikol. Původně byl izolován z aktinomycety Streptomyces venezuelae. Chloramfenikol je také inhibitorem proteosyntézy, jeho účinek je bakteriostatický. Jeho spektrum je široké, výborně proniká do tkání. Je však velmi toxický (poruchy kostní dřeně, zažívací potíže), proto se uplatňuje jako antibiotikum druhé volby (infekce CNS, břišní tyf aj.).

8.8.7. Polypeptidová antibiotika Nejdůležitějšími polypetidovými ATB jsou polymyxiny, produkty Bacillus polymixa. Poškozují cytoplasmatickou membránu, působí baktericidně. Účinkují výhradně na gbakterie. Jsou výrazně nefrotoxické, špatně pronikají do tkání. Polymyxin E – colistin (Colimycine) se používá k léčbě pseudomonádových infekcí, močových infekcí, lokálně k výplachům ran a močového měchýře. Polymyxin B a bacitracin se používá pouze k lokálnímu použití. Capreomycin se používá jako antituberkulotikum druhé volby.

8.8.8. Glykopeptidová antibiotika Glykopeptidy zasahují do syntézy buněčné stěny. Působí baktericidně. Jsou účinné na g+ mikroby včetně anaerobních. Působí na multirezistentní kmeny stafylokoků a enterokoků. Mezi zástupce této skupiny patří vankomycin (Edicin, Vancocin), původně izolovaný ze Streptomyces orientalis. Je velmi toxický, postihuje ucho, ledviny, CNS. Teicoplanin (Targocid) je látka příbuzná vankomycinu. Je méně toxický.

8.8.9. Ansamycinová antibiotika Ansamycinová ATB (rifamycin, rifampicin, rifabutin)inhibují proteosyntézu. Působí baktericidně. Mají široké spektrum, zahrnující i mykoplasmata, rickettsie, chlamydie, améby. Především se ale rezervují pro léčbu tuberkulózy, lepry a ostatních mykobakterióz. Původní sloučeniny, rifamycin, je produktem Streptomyces mediterranei. Klinicky se využívají její deriváty rifampicin (Arficin, Benemicin) a rifabutin (Mycobutin).

66

8.8.10. Sulfonamidy a pyrimidiny Sulfonamidy se na základě mechanismu svého účinku řadí mezi antimetabolity. Mají obdobnou stavbu jako kyselina p- aminobenzoová (PABA), která je důležitá při tvorbě nukleových kyselin. Když se do reakce zapojí místo PABy sulfonamidy, zablokují tvorbu nukleových kyselin a tím dělení bakteriální buňky. Účinek sulfonamidů je bakteriostatický. Používají se především v terapii infekcí močových cest, dýchacích cest, toxoplazmózy a některých dalších infekcí. Samotné sulfonamidy se dnes podávají vzácně – sulfafurazol (Sulfisoxazol). V současné době se používají většinou v kombinaci s trimetoprimem. Kombinace trimethoprim / sulfametoxazol se nazývá co-trimoxazol (Biseptol, Septrin, Sumetrolim). Používá se zejména v léčbě infekcí způsobených gramnegativními bakteriemi.

8.8.11. Nitroimidazoly a nitrofurany Nitroimidazolová chemoterapeutika (metronidazol - Entizol, ornidazol - Avrazor) porušují mikrobiální DNA. Působí baktericidně. Jsou účinné v léčbě anerobních infekcí, některých protozoárních infekcí (trichomonóza, giardióza, amébová dysenterie). Nitrofurany potlačují syntézu bakteriálních bílkovin, působí bakteriostaticky na poměrně široké spektrum mikrobů. Špatně však pronikají do tkání, účinných koncentrací dosahují pouze v močia proto se používají v léčbě močových infekcí. Mezi nitrofurany patří nitrofurantoin (Furantoin) a nifuratel (Macmiror), který je účinný i na některé prvoky.

8.8.12. Chinolony Chinolony inhibují syntézu nukleových kyselin. Účinek většiny z nich je baktericidní. Lze je rozdělit do čtyř generací. Chinolony III.a IV. generace se nazývají flourochinolony. Tab. 21: Přehled chinolonů

I.generace II. generace III. generace

IV. generace

zástupce kyselina nalidixová kyselina oxolinová norfloxacin ciprofloxacin ofloxacin pefloxacin lomefloxacin sparfloxacin trovafloxacin

přípravek Nevigramon Desurol, Gramurin Nolicin, Gyrablock C., Ciprinol aj. Tarivid, Ofloxin Abaktal Maxaquin Zagam

67

Spektrum enterobakterie infekce močových cest dtto široké spektrum infekce DC, UGT, měkkých tkání, sepse Chlamydie,Mycoplazmata na ostatní ATB rezistentní mikroby

8.8.13. Ostatní chemoterapeutika Do této skupiny se řadí chemoterapeutika určená k léčbě mykobakteriálních infekcí tuberkulózy a lepry. Mají řadu významných nežádoucích účinků. Představiteli jsou: isoniazid (Nidrazid), ethambutol (Sural), pyrazinamid (Tisamid), dapson (Disulone).

8.8.14. Antibiotika a chemoterapeutika k lokálnímu použití Lokálně lze aplikovat některá antibiotika, chemoterapeutika včetně antimykotik a antivirotik v dermatologii, gynekologii, při střevních onemocněních, infekčních nemocech oka, ORL infekcích. Látky účinkující rychle, ale nespecificky na většinu mikrobů na kožních a slizničních površích, nazýváme antiseptika. V následujícím přehledu jsou zmíněna některá lokální antibiotika a chemoterapeutika užívaná v léčbě lokálních bakteriálních infekcí. Kožní infekce: sulfonamidy, cloroxin (Endiaron) mupirocin (Bactroban) kyselina fusidová (Fucidin) neomycin + bacitracin (Framykoin, Pamycon) Gynekologické infekce: klindamycin (Dalacin) nitrofurantoin (Furantoin) Střevní infekce: cloroxin (Endiaron) sulfonamidy (Ftalazol) nitrofurany (Ercefuryl) salicilan bizmutitý (Jatrox) Oční infekce: sulfonamidy chinolony: ciprofloxacin, lomefloxacin aminoglykosidy: gentamycin, tobramycin, neomycin (+bacitracin) chloramfenikol oxytetracyklin, kyselina fusidová ORL infekce: gentamycin, neomycin + bacitracin chloramfenikol, ciprofloxacin polymyxin B, mupirocin

8.9. Antimykotika Antimykotika jsou léčiva působící na kvasinky a plísně. Podle chemické stavby je lze rozdělit do čtyř skupin (viz tabulka 22). Podle způsobu podávání antimykotika dělíme na systémová a k lokálnímu použití.

68

Tab. 22: Antimykotika

Přípravek

Spektrum

Nizoral Daktarin Pevaryl Canesten, Canifug Myfungar

široké spektrum, většinou léčba lokálních mykóz (vulvovaginálních, kožních)

Diflucan Sporanox

široké spektrum, většinou k celkové terapii kožních a slizničních mykóz

Amphotericin B Fungicidin Pimafucin

závažné systémové mykózy vaginální, kožní mykózy, mykotická onem. GIT

Lamisil

lokální terapie dermatomykóz

Ancotil Griseofulvin

generalizovaná kvasinková onemocnění kožní mykózy

Imidazolová ketoconazol miconazol econazol clotrimazol oxiconazol

Triazolová fluconazol itraconazol

Polyenová amfotericin B nystatin natamycin

Allylaminová terbinafin

Ostatní flucytosin griseofulvin

8.10. Antivirotika Terapie onemocnění způsobených viry je velmi obtížná. Protože viry ke svému množení využívají metabolického aparátu infikované buňky, je obtížné vyvinout látku vysoce účinnou na virus a málo toxickou pro buňku. Takových antivirotik je zatím jen několik. Antivirotika podle způsobu aplikace dělíme na systémová a lokální (kožní, oční virové infekce). Podle použití je dělíme do několika skupin (viz tabulka 22).

69

Tab.22: Antivirotika

Protiherpesvirová acyklovir valacyklovir famcyklovir

Přípravek

Spektrum infekce viry prostého oparu typ 1, 2; pásový Zovirax, Herpesin opar Valtrex Famvir

Proticytomegalovirová gancyklovir cidofovid foscarnet

Cymevene Vistide Foscavir

cytomegalovirové infekce

Protichřipková amantadin, rimantadin aj. Antiretrovirová azidothymidin aj.

chřipka A,B

Retrovir

HIV infekce

Interferony IF alfa IF beta Ostatní ribavirin

chronická progredující hepatitida onkologická onemocnění dtto + roztroušená sklerosa (nový preparát, hemoraggické horečky, hepatitida zkouší se ve světě) chřipka, parachřipka, spalničky

B,C,

C,

8.11. Antiparazitární léčiva • • •

Antiparazitární léčiva se dělí do tří skupin: antiprotozoika (účinkují na prvoky) anthelmintika (působí na červy) antiektoparazitika (insekticidy a repelenty proti členovcům)

8.11.1. Antiprotozoika Po chemické stránce zahrnují antiprotozoika velkou řadu sloučenin rozmanitého složení. Proto je jednodušší dělit je podle prvoků, na něž působí. Trichomonas vaginalis: nitroimidazoly – metronidazol (Entizol), ornidazol (Avrazor) nitrofurany – nifuratel (Macmiror) clotrimazol (Canesten) Giardia intestinalis: nitroimidazoly (metronidazol, ornidazol) 70

event.nitrofurany, cloroxin (Endiaron) aj. Entamoeba histolytica: nitroimidazoly, cloroxin aj. toxoplazmóza: pyrimetamin (Daraprim) + sulfadiazin ATB spiramycin (Rovamycin) event. ATB clindamycin, kotrimoxazol, doxycyklin malárie: chinin chlorochin (Delagil) event. + progvanil (Savarine) sulfadoxin + pyrimethamin (Fansidar) meflochin (Lariam) clindamycin, doxycyklin

8.11.2. Anthelmintika Léčiva působící na červy lze dělit na: • antitrematodika (účinkují na motolice; v našich podmínkách se motolice nevyskytují) • anticestodika (zasahují střevní i tkáňové formy tasemnic) • antinematodika (používaná k léčbě onemocnění vyvolaných hlísticemi) Na střevní formy tasemnic působí niclosamid (Yomesan). K léčbě tkáňových forem lze použít např. albendazol (Zentel), mebendazol (Vermox), praziquantel. Na hlístice působí mebendazol (Vermox), pyrvinium (Pyrvinium), piperazin (Helmirazin), albendazol (Zentel) aj.

8.11.3. Antiektoparazitika Proti ektoparazitům působí insekticidy (usmrcují hmyz a roztoče) a repelenty (ektoparazity odpuzují). Léčba svrabu: - lindan (Yacutin, Scabicid) - síra aj. Léčba zavšivení: - lindan - organofosfáty (Diffusil H, Orthosan H aj.

71

9.

Odběr biologického materiálu k mikrobiologickému vyšetření

Výsledek mikrobiologického vyšetření je zásadně ovlivněn tím, jestli byl vzorek materiálu správně odebrán, označen a zaslán do laboratoře.

9.1. Zásady odběru biologického materiálu a) odběr materiálu ze správného místa (kde lze předpokládat přítomnost mikroba), tj. odběr reprezentativního vzorku (výtěr rány z hloubky, sputum a ne sliny…) b) dostatečné množství materiálu c) odběr za aseptických podmínek, do sterilních nádob d) odběr pokud možno před zahájením antimikrobiální terapie e) někdy nutný odběr transport do transportní půdy f) označení vzorku a vyplnění průvodního listu g) rychlý transport do laboratoře

Průvodní list k mikrobiologickému vyšetření musí obsahovat: a) jméno, příjmení, rodné číslo nemocného, kód zdravotní pojišťovny b) druh materiálu, datum odběru c) suspektní diagnózu d) údaje o dosavadní ATB terapii e) požadované vyšetření f) jméno lékaře, razítko odesílajícího pracoviště

9.2. Přehled jednotlivých druhů biologického materiálu, způsoby jejich odběru Krev a) pro sérologické vyšetření (2-7 ml: stanovení přítomnosti specifických protilátek, příp. infekčního agens v séru; náběr na začátku a na konci onemocnění: sledování dynamiky titru protilátek). Pokud nelze krev dopravit do laboratoře týž den, uchovat ji přes noc v lednici – nesmí zmrznout! b) pro mikroskopické vyšetření (tzv. tlustá kapka): diagnostika malárie c) pro kultivační vyšetření (hemokultivace): průkaz přítomnosti bakterií (odběr 20 ml krve do speciálních kultivačních nádobek). Nelze-li okamžitě odeslat do laboratoře, uložit při 37 o C nebo nechat při pokojové teplotě.

Moč na kultivaci; střední proud moči po důkladné očistě ústí močové trubice, do sterilní nádobky!!!; okamžitě do laboratoře nebo max. 18 hodin při 4 o C.

72

Stolice a) na bakteriologické vyšetření: rektální výtěr (pacient klečí nebo leží na boku, vyzve se, aby zatlačil jako na stolici, tampon zavést asi 5 cm do konečníku a pootočit jím. b) na parazitologické vyšetření: kousek stolice velikosti ořechu, nemusí být ve sterilní nádobce c) na virologické vyšetření: 1.vzorek stolice jako na parazitologické vyšetření nebo 2. tampon po provedení rektálního výtěru vytřepat do speciálního odběrového média (na požádání zašle virologická laboratoř) a zalomit ve zkumavce

Respirační sekrety a) výtěr z tonzil, nosohltanu, nosních průduchů /tampon na špejli/ b) stěr z hrtanu /drátěný tampon/ c) sputum d) sekret odebraný při bronchoskopii, transtracheálně e) výplachy dolních cest dýchacích (virologické vyšetření) f) plicní biopsie Respirační sekrety lze zasílat na bakteriologické a virologické vyšetření. Na bakteriologické vyšetření se výtěrovky vkládají do transportní půdy. Sputum se odebírá do široké sterilní zkumavky, tzv. sputovky. Pro průkaz BK (bacila Kochova čili Mycobacterium tuberculosis) je nutno poslat zvláštní vzorek i žádanku s tímto požadavkem. Na virologické vyšetření lze zasílat nosní a faryngeální výtěry. Tampony po odběru vytřepat do odběrového media a zalomit ve zkumavce.

Hnis, punktát apod. Sterilní stříkačkou do sterilní zkumavky, ihned zazátkovat, okamžitě odeslat. Také lze materiál ponechat ve stříkačce, na jehlu napíchnout sterilní gumovou zátku a takto poslat do laboratoře.

Výtěry z ran a hnisavých kožních lézí Pokud nelze hnis nebo sekret z ran nabrat do stříkačky, pak setřít spodinu při periferii rány, nedotknout se okolí léze. Tampon by měl sekretem řádně prosáknout. Zvláštním tamponem zhotovit nátěr na sklíčku. (Hnis, punktáty a výtěry z ran se vyšetřují i na přítomnost anaerobních mikrobů).

Mozkomíšní mok se odebírá punkcí páteřního kanálu, při podezření na infekci meningitidu. Transportuje se okamžitě do laboratoře při 37 o C nebo při 4 o C.

Sekrety z urogenitálního traktu a) výtěr z pochvy na kultivační vyšetření b) výtěr z pochvy – nátěr na sklíčka na mikrobiální obraz poševní c) vyšetření na kapavku: výtěry z uretry, pochvy, cervixu nebo rekta; požadavek na toto vyšetření výslovně uvést na žádance 73

Výtěr z oční spojivky, zevního zvukovodu

Operační, pitevní, bioptický materiál, zvratky, zbytky potravy Poznámka: Materiál na virologické vyšetření je třeba dopravit do laboratoře v den odběru, pokud to není možno, je nutné uchovat materiál v lednici a doručit do laboratoře v termosce s ledem. Nikdy nemrazit!

10. Mikrobiologická diagnostika Pracoviště lékařské mikrobiologie zajišťují mikrobiologické vyšetření zaslaného vzorku. Účelem mikrobiologického vyšetření je prokázat etiologické agens, tj. zjistit, který mikrob je příčinou sledované choroby. Etiologické agens infekce lze v infikovaném organismu prokázat buď přímo nebo nepřímo. Přímý průkaz původce infekce spočívá v nálezu mikroba ve vyšetřovaném vzorku. Nálezem mikroba rozumíme: a) mikroskopický průkaz mikroba b) izolace (vypěstování) mikroba c) průkaz přítomnosti mikrobiálních složek – mikrobiálních antigenů, nukleových kyselin. Nepřímý průkaz infekčního agens se zakládá na průkazu specifických stop, které mikrob v organismu zanechal, tj. na průkazu protilátek.

10.1. Přímý průkaz mikroba Přímý průkaz mikroba zahrnuje jeho mikroskopii, kultivaci, jeho identifikaci na základě jeho biochemické aktivity nebo antigenního složení a stanovení citlivosti na antibiotika. Z nekultivačních postupů se uplatňuje průkaz antigenů nebo průkaz nukleových kyselin mikroba přímo ve vyšetřovaném vzorku.

10.1.1. Mikroskopie Mikroskopický průkaz můžeme provádět buď přímo z odebraného vzorku nebo z vykultivované kultury. Mikroskopické preparáty mohou být nativní nebo fixované. Nativní preparát má uplatnění zejména v diagnostice parazitologické (vajíčka, cysty, larvy parazitů) a mykologické (louhové preparáty z kožních šupin), v bakteriologii se využívá vzácně (pohyb treponemat z lézí pří syfilis).

74

Barvené preparáty se v bakteriologii používají velmi často. Barvení dle Grama je důležité, základní barvení. Poskytuje rychle informaci o tom, zda jsou ve vzorku vůbec přítomny mikroby, jaký mají tvar a uspořádání, zda jsou grampozitivní nebo gramnegativní. Barvení vzorku dle Grama je důležité zejména při diagnostice hnisavých meningitid, kapavky a některých anaerobních infekcích, kdy je třeba ihned nasadit adekvátní antibiotikum a nelze čekat až na výsledek na výsledek kultivačního vyšetření. Barvení na acidorezistentní tyčinky se provádí v diagnostice tuberkulózy. Mykobakteria špatně přijímají barviva (k tomu je přinutíme zahřátím) a po obarvení zase vzdorují odbarvení okyseleným alkoholem (proto acidorezistetní). Barvení dle Giemsy slouží k průkazu trichomonád v mikrobiálním obrazu poševním. Speciální barvení na spóry, pouzdra či bičíky se občas užívá pro identifikaci již vypěstovaných bakterií. K dispozici jsou mikroskopy: světelný (používá se k pozorování v bakteriologii, parazitologii, mykologii), elektronový (ve virologii) a fluorescenční (imunofluorescence k průkazu antigenů i protilátek, zejména ve virologii.)

10.1.2. Kultivace Kultivace je pomnožování mikroorganismů v umělém prostředí, které splňuje podmínky nutné pro jejich metabolismus. Vypěstováním bakterií na vhodných půdách získáme čistou kulturu bakterií, izolovaný kmen, s kterým lze blíže pracovat, např. dalšími diagnostickými metodami jej přesně zařadit do rodu, druhu, stanovovat jeho citlivost na různá antibiotika. Podrobněji bylo o kultivaci bakterií (podmínky kultivace, přehled kultivačních půd) uvedeno v kapitole 2.6. Pěstování bakterií. Podle vzhledu narostlých kolonií, podle toho, na jakých půdách kmen roste, může mikrobiolog orientačně určit mikroba. K bližšímu určení (ke konečné identifikaci) se nejčastěji užívá zjišťování biochemických vlastností izolovaného kmene. 10.1.3. Průkaz biochemických vlastností mikroba Biochemické určování mikrobů spočívá v testování dostatečného množství biochemických reakcí, které umožní vzájemné rozlišení mikrobů (např. štěpení glukózy a jiných sacharidů, štěpení urey, dekarboxylace aminokyselin, tvorba sirovodíku aj.). Čistou kulturu bakterií naočkujeme do řady různých diagnostických půd. Po vhodné době kultivace bakterie v půdách narostou a svými metabolity změní barvu půdy. K některým je třeba přidat vhodné reagens. Dříve se jednotlivé půdy připravovaly do zkumavek a kmen se očkoval do celé řady těchto zkumavek. V současné době se místo množství zkumavek užívá miniaturizovaných diagnostických půd v důlcích tzv. mikrotitračních destiček. Výsledky jednotlivých testů vyhodnotíme buď zkušeností nebo pomocí tabulek, manuálu nebo počítačového softwaru.

10.1.4. Průkaz mikrobiálních antigenů U některých mikrobů výsledek biochemických testů k určení mikroba nestačí. Například jednotlivé druhy salmonell, shigell, escherichií a řady dalších mikrobů se určují na základě antigenní struktury vyšetřovaného kmene. Antigenní analýza se provádí na sklíčku, kam

75

kápneme různá antiséra, komerčně vyráběná proti jednotlivým druhům nebo antigenům bakterií. Do nich suspendujeme testovaný kmen. Podle toho, se kterými antigeny sérum aglutinuje, určíme sérotyp bakterie nebo její druh. Tuto antigenní analýzu nazýváme sklíčková aglutinace. Podrobněji budou metody popsány u konkrétních bakterií.

10.1.5. Průkaz toxinu Vzácně je třeba identifikaci doplnit průkazem toxicity izolovaného kmene. Dříve se k průkazu toxinů používal většinou pokus na zvířeti. V současné době lze některé tyto toxiny prokazovat na tkáňových kulturách, jiné sérologicky jako antigeny.

10.1.6. Průkaz nukleové kyseliny Z epidemiologických důvodů je někdy důležité prokázat, zda kmeny mikrobů, které způsobily onemocnění různých osob, jsou totožné, že patří do jednoho klonu a mají tudíž stejný původ (např. u nosokomiálních infekcí). To se provádí vyšetřením DNA kmenů molekulárními metodami.

10.1.7. Stanovení citlivosti na antibiotika a) kvalitativní průkaz – diskový difúzní test Principem diskového difúzního testu je to, že mikrob kolem disku s antibiotikem, na nějž je citlivý, nevyroste: kolem disku se vytvoří zóna inhibice růstu mikroba. Tato zóna musí mít určitý minimální průměr v mm. Test se provádí tak, že vyšetřovaný kmen suspendujeme ve sterilním fyziologickém roztoku. Tento roztok naočkujeme na misku s agarem. Po naočkování se na povrch agaru kladou disky napuštěné antibiotikem. Inkubuje se do druhého dne v termostatu. Po inkubaci se změří průměry inhibičních zón a srovnají se s hraničním průměrem pro daný kmen. Citlivý je kmen se zónou stejnou nebo větší. b) kvantitativní stanovení Při této metodě se suspenzí bujonové kultury kmene očkuje mikrodestička obsahující v důlcích různé koncentrace vhodných antibiotik. Následující den se odečítá, zda bujon v důlcích zůstal čirý nebo zda vykazuje známky růstu kmene (zákal nebo sediment). Nejnižší koncentrace antibiotika, která byla ještě schopna potlačit růst mikroba, se nazývá minimální inhibiční koncentrace (MIC). Obdobným způsobem se dá stanovit minimální baktericidní koncentrace (MBC), která vyjadřuje nejnižší koncentraci antibiotika, která je schopna vyšetřovaný kmen usmrtit. c) zjišťování rezistence bakterií k antimikrobiálním látkám V současné době se větší důraz klade na zjišťování rezistence bakterií. Nejčastěji se jedná o průkaz beta-laktamáz, enzymů zodpovědných za rezistenci na peniciliny a cefalosporiny.

76

10.1.8.

•

Pokus na zvířeti

K pokusům na zvířeti saháme v mikrobiologii stále vzácněji. Použití zvířete je třeba: k průkazu infekčního agens ve vyšetřovaném vzorku (v některých případech je pokus na zvířeti citlivější než kultivace na půdách – tularémie, brucelóza, návratný tyfus,mor, anthrax aj.)

•

k průkazu bakteriálních toxinů jednak přímo ve vyšetřovaném materiálu, jednak při bližším určování již vypěstovaného kmene (např. botulotoxin, záškrtový toxin, tetanický toxin aj.)

•

k přípravě antigenů a imunních sér (k přípravě diagnostických sér se používá imunizace králíků, k přípravě profylaktických a léčebných sér se používá koní, hovězího dobytka nebo ovcí)

•

k získání komplementu a erytrocytů do sérologických reakcí (morčecí komplement, ovčí erytrocyty)

•

k získání krve, tkání a orgánů pro přípravu kultivačních půd (ovčí krev pro přípravu krevního agaru, telecí maso, mozek, srdce, játra, tkáňové kultury z opičích či králičích ledvin pro virologickou diagnostiku).

10.1.9. Průkaz bakteriálních složek ve vyšetřovaném vzorku Především tam, kde klasické metody jako mikroskopie či kultivace jsou málo citlivé či nemožné, případně zdlouhavé, lze se pokusit prokázat infekční agens, resp. jeho složky, přímo ve vyšetřovaném biologickém materiálu. Těmito složkami mohou být: • antigeny • toxiny • produkty metabolismu mikroba • bakteriální nukleové kyseliny. Antigeny určitých mikrobů se snažíme prokázat pomocí protilátek, např. meningokoků, hemofilů, pneumokoků z likvoru při suspektní bakteriální meningitidě, chlamydií v materiálech z urogenitálního traktu. Toxiny se většinou prokazují pokusem na zvířeti (botulotoxin, stafylokokový enterotoxin) nebo jako antigen pomocí protilátek (toxin Clostridium difficile ve stolici). Průkaz mikrobiální DNA se používá např. k průkazu kapavky nebo Chlamydia trachomatis ve vzorcích z urogenitálního traktu či k průkazu Mycobacterium tuberculosis.

77

10.2. Nepřímý průkaz mikroba Nepřímým průkazem rozumíme průkaz infekčního agens podle nálezu stop, které zanechalo v organismu, tj. podle průkazu protilátek. Hovoříme též o průkazu sérologickém. K diagnóze právě probíhající infekce je třeba nejen prokázat přítomnost protilátek, ale také prokázat, že se protilátky objevily během onemocnění, příp. že signifikantně vzrostlo jejich množství. Protilátky se prokazují většinou v krevním séru, vzácněji v jiných tělesných tekutinách, jako v likvoru, moči nebo slinách. Jako antigeny v sérologických reakcích slouží celé mikroby nebo jejich části (pouzdra, těla, bičíky, extrakty různých struktur) nebo jejich produkty (enzymy, toxiny). Většina antigenů do rutinních sérologických reakcí je komerčně vyráběná. Sérologickými reakcemi můžeme prokázat také přítomnost antigenu ve vyšetřovaném materiálu, a to pomocí tzv. antisér. K sérologickému vyšetření se zasílají asi 3 ml srážlivé krve ve sterilní zkumavce. V laboratoři se oddělí krevní sraženina od stěny zkumavky a po centrifugaci se odsaje sérum, s kterým se dále pracuje. V řadě případů je třeba v séru nejen prokázat pouhou přítomnost protilátek, ale i stanovit jejich množství. K tomu účelu se sérum ředí a sleduje se, do jakého ředění sérologická reakce ještě probíhá. Nejvyšší ředění, v němž ještě došlo k prokazatelné reakci, se nazývá titr protilátek. Př. Probíhala-li reakce (např. průkaz aglutinačních protilátek proti antigenu d Salmonella typhi ve Widalově reakci ) v séru řeěném 1:25, 1:50 a 1:100 a ne už v ředění 1:200, pak titr příslušných protilátek byl 100, resp. 1:100.

K průkazu protilátek se využívá několik druhů sérologických reakcí.

10.2.1. Precipitace Precipitace je sérologická reakce, v níž je antigen koloidní povahy (nekorpuskulární). Vzájemnou vazbou mezi molekulami antigenu a protilátky vznikají velké prostorové útvary, které vypadnou z roztoku jako precipitát. Hmota precipitátu je přitom tvořena převážně molekulami protilátky pospojovanými navzájem drobnějšími molekulami antigenu. Z toho plyne, že k precipitaci může dojít jen v přítomnosti dostatečného množství protilátky. Protilátky se tedy zachytí jen tehdy, jsou-li v séru přítomny ve větším množství. Existuje celá řada modifikací precipitace. Může probíhat v tekutém prostředí nebo v agaru. Př. Precipitační (vločkovací testy na lues): VDRL, RRR reakce – vyhledávací (screeningové) reakce na syfilis.

78

10.2.2. Aglutinace Aglutinace je sérologická reakce, v níž je antigen povahy korpuskulární. Vzájemným pospojováním částic antigenu molekulami protilátky vypadnou z antigenní suspenze obrovské shluky, aglutináty a zbylá tekutina se vyčeří. K průkazu antigenů se nejčastěji používá tzv. sklíčková aglutinace čili aglutinace na sklíčku při určování neznámých mikrobů známým antisérem (např. antigenní analýza salmonel, shigel, escherichií, vibrií, meningokoků a mnoha dalších bakterií). K průkazu protilátek se sérum ředí ve zkumavkách nebo v sérologických destičkách. př. * Widalova reakce: průkaz protilátek u břišního tyfu a jiných salmonelóz * stanovení protilátek u yersinióz, listeriózy, tularemie, leptospiróz, ricketsióz * Wrightova reakce: průkaz protilátek u brucelózy Jsou-li antigenem v aglutinační reakci erytrocyty, jedná se o hemaglutinaci. př. * průkaz protilátek u infekční mononukleózy (IM-test) * průkaz chladových aglutininů (protilátek shlukujících pacientovy erytrocyty při chladničkové teplotě) u pneumonie způsobené Mycoplasma pneumoniae

10.2.3. Aglutinace na nosičích Aglutinace na nosičích je v podstatě precipitace převedená na aglutinaci. Nosičem antigenu v těchto rekcích je povrch vhodné částice, nejčastěji latexu (latexová aglutinace) nebo červené krvinky (pasivní hemaglutinace). př. * pasivní HA: - průkaz protilátek proti Vi - antigenu Salmonella typhi, proti záškrtovému nebo tetanickému toxinu, proti řadě parazitů - TPHA reakce v diagnostice syfilis * latexaglutinace - průkaz tzv. revamatoidního faktoru u revmatoidní artritidy - průkaz antigenů meningokoků, streptokoků, pneumokoků, rotavirů aj.

10.2.4. Komplementfixační reakce (KFR) U KFR na fyzikální povaze antigenu nezáleží. Do reakce se přidává komplement, který se váže na komplexy antigen-protilátka, které vznikly, pokud byly v séru přítomny protilátky proti danému antigenu. Vazba antigen – protilátka – komplement se ozřejmí přidáním indikátoru, tzv. hemolytického systému. Hemolytický systém tvoří beraní erytrocyty senzibilizované protilátkou proti beraním krvinkám. Pokud je komplement navázaný na komplexy antigen-protilátka, zůstane hemolytický systém beze změny, což se projeví červeným prstencem krvinek sedlých na dno mikrotitrační destičky.

79

Pokud v séru protilátky proti danému antigenu přítomny nebyly, komplexy antigen – protilátka nevzniknou, komplement zůstane volný, naváže se na senzibilizované beranní erytrocyty a způsobí jejich lýzu (tzv. hemolýzu), která se projeví červeným zakalením jamky. Za titr se považuje poslední ředění, které dává alespoň poloviční zábranu hemolýzy. Pozitivní výsledek KFR má vysokou diagnostickou cenu, neboť svědčí pro čerstvou infekci. KFR se používá pouze pro průkaz protilátek. Př. * virologická sérologie – dg respiračních nákaz, exantematických nákaz, neuroinfekcí * průkaz protilátek u toxoplazmózy * průkaz protilátek u ornitózy, Q-horečky, infekce způsobené Mycoplasma pneumoniae

10.2.5. Neutralizační reakce Při neutralizační reakci protilátka brání některým biologickým účinkům antigenu. Př.: * Při virusneutralizačním testu protilátka neutralizuje infekčnost viru, takže zvířata nebo tkáňové kultury naočkované směsí viru s protilátkou zůstanou beze změny. * Při hemaglutinačně inhibičním testu není virus v přítomnosti protilátky schopen shlukovat červené krvinky. * průkaz ASLO

10.2.6. Metody se značenými složkami Jedna se složek těchto sérologických reakcí je chemicky označena – fluoreskujícím barvivem nebo enzymem, radioizotopem či těžkým kovem. Reakce se značenými složkami umožňují oproti klasickým sérologickým reakcím prokázat protilátkovou aktivitu jednotlivých tříd imunoglobulinů. Průkaz protilátek IgM nebo IgA se považuje za důkaz nedávno proběhlé infekce. 10.2.6.1.

Imunofluorescence

Imunoflorescence je sérologická reakce, v níž je jedna složka označena fluorescenčním barvivem a jejíž výsledek se odečítá pomocí fluorescenčního mikroskopu. Je to poměrně pracná metoda, která se nehodí k vyšetřování většího počtu vzorků. Př. test FTA-ABS : ověřovací test v dg syfilis

10.2.6.2.

ELISA

ELISA patří mezi techniky zvané imunoanalýza (EIA), v nichž je některá složka reakce označena enzymem. Ke znázornění výsledku reakce je třeba přidat vhodný substrát, jenž se enzymem rozloží za vzniku barevného produktu. Výhodou metod typu ELISA je možnost 80

automatizace a vyšetření velkého počtu vzorků naráz. K dispozici jsou soupravy k důkazu protilátek takřka proti všem mikrobům a to v jednotlivých třídách imunoglobulinů. Nevýhodou je relativní nákladnost přístrojového vybavení a vysoká cena komerčně dodávaných souprav. ELISA se dá použít i k průkazu antigenů. Př. Protilátky jednotlivých tříd proti lymeské borelióze, toxoplazmóze, virovým hepatitidám, HIV, chlamydiím a celé řadě dalších mikrobů

10.2.6.3.

Western blot

Při metodě Western blotu se mikrobiální antigeny štěpí na jednotlivé polypeptidy a glykopeptidy (antigenní frakce). Ty se nechají zreagovat s protilátkami analogicky jako v reakci ELISA. Př. * potvrzení lymeské boreliózy a syfilidy * ověření pozitivity anti-HIV

10.2.7. Interpretace sérologických nálezů Průkaz protilátek sám o sobě k diagnóze probíhající infekce většinou nestačí. Výjimkou, kdy pouhý nález protilátek svědčí pro diagnózu, je syfilis nebo infekce HIV. Pokud zjišťujeme, zda je osoba vůči určitému agens imunní, je třeba také stanovit množství protilátek ve vyšetřovaném séru (např. epidemiologické přehledy promořenosti populace různými agens, přehledy výsledků některých očkování). Při podezření na určitou infekci nás nezajímá pouze to, zda pacient protilátky má či nikoli, ale zda určitou infekci právě prodělává. (Nález protilátek znamená jen tolik, že se vyšetřovaný jedinec někdy v životě s příslušným agens setkal, sám o sobě však nestačí k diagnóze právě probíhajícího onemocnění). V některých případech se můžeme opřít o výši titru. Na základě zkušeností je možné u některých chorob předpokládat, že přesáhne-li zjištěná hladina protilátek určitou hodnotu (určitý titr), pak to pravděpodobně odráží právě probíhající či nedávnou tvorbu protilátek, tudíž i infekci. Chceme-li s jistotou sérologicky diagnostikovat čerstvou infekci, musíme vyjít z dynamiky imunitní reakce. Je třeba vyšetřit dva vzorky séra. První, zvaný akutní, se odebírá co nejdříve na začátku onemocnění, během prvního týdne příznaků. Druhý, zvaný rekonvalescentní, se odebírá 10 dnů po vzorku prvním. Za průkazný nález se považuje čtyřnásobný vzestup titru protilátek mezi akutním a rekonvalescentním sérem nebo tzv. sérokonverze (prví vzorek negativní, druhý pozitivní). Z těchto nálezů pak můžeme usoudit, že v období mezi dvěma odběry právě probíhala infekce (a imunitní reakce). Podmínkou však je, že oba vzorky budou v laboratoři vyšetřeny souběžně (pro možnou laboratorní chybu).

81

Při interpretaci sérologických nálezů hrozí dvojí chyba: 1. že případný nález protilátek se považuje za známku akutní infekce, i když se může jednat o protilátky, které u nemocného přetrvávají třeba od dětství a s vyšetřovanou nemocí namají nic společného 2. negativní sérologický nález se interpretuje jako vylučující danou infekci, zatímco protilátky se ještě nevytvořily v dostatečném množství, aby je laboratoř buď vůbec zachytila nebo aby je zachytila v množství, které uvádí jako zvýšené Interpretace sérologických nálezů je tedy daleko obtížnější, než se ošetřující lékaři často domnívají a vyžaduje úzkou spolupráci sérologa a klinika.

82

Obsah 1.

Úvod do lékařské mikrobiologie …………………………………… 2

1.1. 1.2. 1.3. 1.4.

Předmět lékařské mikrobiologie Mikrobiologie a medicína Přehled mikrobiálních agens Dějiny mikrobiologie

2.

Základní vlastnosti bakterií ………………………………………… 5

2.1. 2.2. 2.3.

Velikost, tvar a uspořádání bakterií Barvitelnost dle Grama Stavba bakteriální buňky 2.3.1. Cytoplasmatická memebrána 2.3.2. Buněčná stěna 2.3.3. Extracelulární polymery 2.3.4. Bičíky 2.3.5. Pili (fimbrie) 2.3.6. Cytoplasma a struktury v ní uložené 2.3.7. Bakteriální spóry Metabolismus bakterií Růst a množení bakterií Pěstování bakterií 2.6.1. Podmínky kultivace 2.6.2. Druhy kultivačních půd

2.4. 2.5. 2.6.

3.

Patogenita mikroorganismů ……………………………………….. 15

3.1. 3.2.

Dělení mikroorganismů podle působení na lidský organismus Nepatogenní mikroorganismy. Normální mikroflóra člověka. 3.2.1. Význam normální mikroflóry 3.2.2. Příklady osídlení normální mikroflórou Patogenní mikroorganismy. Faktory patogenity a virulence. 3.3.1. Kontagiozita 3.3.2. Invazivita 3.3.2.1. Adherence 3.3.2.2. Průnik do vnitřního prostředí 3.3.2.3. Schopnost množit se ve tkáních hostitele 3.3.2.4. Schopnost šířit se organismem 3.3.2.5. Schopnost překonávat obranné mechanismy 3.3.2.5.1. Schopnost odolávat účinkům nespecifické rezistence 3.3.2.5.2. Schopnost odolávat mechanismům specifické imunity 3.3.3. Toxicita 3.3.3.1. Poškození vzniklé přímým účinkem agens 3.3.3.2. Mikrobiální toxiny 3.3.3.2.1. Exotoxiny 3.3.3.2.2. Endotoxiny 3.3.3.3. Poškození vzniklá v důsledku obranných reakcí hostitele 3.3.3.3.1. Poškození způsobená zánětlivou reakcí

3.3.

83

3.3.3.3.2. Poškození vzniklá v důsledku specifické imunitní reakce

4.

Vznik a vývoj infekce, její formy a projevy …………………………. 28

4.1. 4.2. 4.3. 4.4.

Mikrobiální vlivy Vlivy ze strany hostitele Vliv prostředí a vstupní brány Průběh a formy infekce 4.4.1. Infekce inaparentní a manifestní 4.4.2. Infekce lokální, systémové a generalizované 4.4.3. Infekce akutní, subakutní a chronické 4.4.4. Infekce perzistentní a latentní 4.4.5. Další typy infekcí Výsledek infekce

4.5.

5.

Šíření nákazy …………………………………………………………. 31

5.1. 5.2.

Základní články procesu šíření nákazy Formy procesu šíření nákazy

6. 6.1.

6.2.

6.3.

6.4.

Obrana proti infekci …………………………………………………. . 33 Složky imunitního systému 6.1.1. Lymfatické orgány 6.1.2. Fagocytární systém 6.1.3. Komplementový systém 6.1.4. Lymfocyty 6.1.5. Protilátky 6.1.6. Další buňky účastnící se imunitní reakce 6.1.7. Cytokiny Nespecifická imunita 6.2.1. Anatomické bariéry kůže a sliznic 6.2.2. Ochranné funkce a reflexy 6.2.3. Normální mikroflóra 6.2.4. Fagocyty a fagocytóza 6.2.5. Další buňky uplatňující se v obraně 6.2.6. Komplement 6.2.7. Ostatní humorální faktory 6.2.8. Horečka 6.2.9. Zánět Specifická imunita 6.3.1. Buňky účastnící se specifické imunitní reakce 6.3.2. Protilátky 6.3.3. Primární a sekundární imunitní reakce 6.3.4. Ostatní humorální faktory účastnící se specifické imunitní odpovědi Poruchy imunity 6.4.1. Stavy snížené odolnosti 6.4.2. Alergické reakce 6.4.3. Autoimunita

84

6.5.

Imunoterapie 6.5.1. Látky potlačující imunitní reakce - imunosupresiva 6.5.2. Látky stimulující nebo normalizující imunitu 6.5.2.1. Imunomodulace 6.5.2.2. Očkování 6.5.2.2.1. Historie imunizace 6.5.2.2.2. Aktivní imunizace 6.5.2.2.3. Pasivní imunizace

7.

Dekontaminace ……………………………………………………….. 51

7.1.

7.4. 7.5.

Dezinfekce 7.1.1. Mechanizmus dezinfekčního účinku 7.1.2. Metody dezinfekce 7.1.2.1. Fyzikální metody dezinfekce 7.1.2.2. Chemické metody dezinfekce 7.1.2.2.1. Zásady provádění dezinfekce 7.1.2.2.2. Požadavky na dezinfekční prostředky 7.1.2.2.3. Druhy chemických látek s dezinfekčním působením Vyšší stupeň dezinfekce Sterilizace 7.3.1. Metody sterilizace 7.3.1.1. Fyzikální metody sterilizace 7.3.1.2. Chemické metody sterilizace 7.3.2. Obalové materiály 7.3.3. Kontrola sterilizace a sterility 7.3.4. Zásady ochrany a bezpečnosti práce při provádění sterilizace Dezinsekce Deratizace

8.

Antimikrobiální látky (antibiotika, chemoterapeutika …………… 59

8.1. 8.2. 8.3. 8.4. 8.5. 8.6. 8.7. 8.8.

Historie chemoterapie infekčních nemocí Definice Typy účinku antimikrobiálních léčiv Mechanismus účinku antimikrobiálních látek Nežádoucí účinky antibiotik Rezistence mikrobů k antimikrobiálním látkám Zásady racionální antibiotické terapie Rozdělení antimikrobiálních látek 8.8.1. Beta-laktamy 8.8.1.1. Peniciliny 8.8.1.2. Cefalosporiny 8.8.1.3. Ostatní beta-laktamy 8.8.2. Tetracykliny 8.8.3. Aminiglykosidy 8.8.4. Makrolidy 8.8.5. Linkosamidy

7.2. 7.3.

85

8.8.6. Amfenikoly 8.8.7. Polypeptidová antibiotika 8.8.8. Glykokopeptidová antibiotika 8.8.9. Ansamycinová antibiotika 8.8.10. Sulfonamidy a pyrimidiny 8.8.11. Nitroimidazoly a nitrofurany 8.8.12. Chinolony 8.8.13. Ostatní chemoterapeutika 8.8.14. Antibiotika k lokálnímu použití 8.9. Antimykotika 8.10. Antivirotika 8.11.Antiparazitární léčiva 8.11.1. Antiprotozoika 8.11.2. Anthelmintika 8.11.3. Antiektoparazitika

9.

Odběr biologického materiálu k mikrobiologickému vyšetření …….72

9.1. 9.2.

Zásady odběru biologického materiálu Přehled jednotlivých druhů biologického materiálu, způsoby jejich odběru

10.

Mikrobiologická diagnostika …………………………………………74

10.1.

Přímý průkaz mikroba 10.1.1. Mikroskopie 10.1.2. Kultivace 10.1.3. Průkaz biochemických vlastností mikroba 10.1.4. Průkaz mikrobiálních antigenů 10.1.5. Průkaz toxinu 10.1.6. Průkaz nukleové kyseliny 10.1.7. Stanovení citlivosti na antibiotika 10.1.8. Pokus na zvířeti 10.1.9. Průkaz bakteriálních složek ve vyšetřovaném vzorku

10.3. Nepřímý průkaz mikroba 10.3.1. Precipitace 10.3.2. Aglutinace 10.3.3. Aglutinace na nosičích 10.3.4. Komplementfixační reakce (KFR) 10.3.5. Neutralizační reakce 10.3.6. Metody se značenými složkami 10.3.6.1. Imunofluorescence 10.3.6.2. ELISA 10.3.6.3. Western blot 10.3.7. Interpretace sérologických nálezů

86

Literatura: Bartůňková J., Šedivá A.: Imunologie - minimum pro praxi, Triton 1999 Bednář M. kol.: Lékařská mikrobiologie. Marvil 1996 Göpfertová J.:Mikrobiologie, imunologie, epidemiologie, hygiena. Triton 1999 Melicherčíková V.: Sterilizace a dezinfekce ve zdravotnictví. Grada 1998 Podstatová H.:Mikrobiologie, epidemiologie, hygiena. Epava 2001 Greenwood D. a kol.: Lékařská mikrobiologie. Grada 1999 Přecechtěl F.: Lékařská mikrobiologie. SPN 1984 Richter J.: Mikrobiologie, imunologie, epidemiologie. Scientia medica 1996 Votava M.: Lékařská mikrobiologie obecná. Neptun Brno 2001 Votava M.: Lékařská mikrobiologie II. (Přehled vyšetřovacích metod v lékařské mikrobiologii). Masarykova univerzita Brno 2000 Zahradnický J.: Mikrobiologické vyšetřovací metody. SZN Praha 1966

87