Бактерии стафилококки: Стафилококк. Симптомы, причины, виды, анализы и лечение стафилококковой инфекции

Содержание

Стафилококк — Как передается стафилококк, варианты заражения

Последнее обновление — 22 января 2018 в 21:09

Время на чтение: 3 мин

Стафилококк – это вид бактерий, который является возбудителем сотни инфекционных болезней – менингита, цистита, аппендицита, перитонита, холецистита, гнойных заболеваний кожи, пневмонии, ангины и тд. Главная его опасность в том, что инфицироваться им может практически любой человек, вне зависимости от его образа жизни.

Кроме того, зараженный этой бактерией человек может этого не понимать, потому что долгое время бактерии никак не проявляют себя. Плюс ко всему, вирус очень устойчив к различным антибиотикам. Кстати, он лидирует по скорости размножения по организму.

Где стафилококк живёт в организме и как можно им заразиться?

Живут данные бактерии на верхнем слое кожи, а также на слизистых оболочках организма. Он может находится в самых различных местах: в носу, в желудке, в интимных зонах, в подмышках. Чтобы максимально уберечь себя от заражения, нужно знать, как можно заразиться стафилококком.

Стафилококк  передается через множество путей: через дыхательные пути, через слизистую оболочку, с кровью, через продукты питания, через кожу при контакте с предметами, на которых присутствует данная бактерия.

Виды стафилококка

Данный вирус делится на несколько видов. Безусловно патогенный – вызывает смерть живых клеток. Условно патогенный – может стать причиной небольших воспалений. Эпидермальный стафилококк – живёт на коже и слизистых поверхностях.

Сапрофитный – живет в районе мочеиспускательной системы. Более тысячи болезней может вызвать золотистый стафилококк; как же передаётся он и остальные виды можно прочитать в данном материале.

Где и при каких обстоятельствах есть риск заражения стафилококком?

Нужно помнить, что стафилококк – это чрезвычайно заразный паразит и необходимо знать, где может передаться вирус.

Заболеть им достаточно легко. Чаще всего люди заражаются стафилококком при половом контакте. При половом контакте, вирус попадает на слизистые оболочки половых органов, а далее попадает в мочевую систему.

Также это заболевания может передаваться в больнице, например через катетер или перевязку и другие медицинские приборы. Особенно внимательно должны подходить к этому вопросу люди с низким иммунитетом – все те, кто перенёс тяжелые заболевания.

Кроме того, никогда нельзя забывать, что чужие предметы личной гигиены могут нести в себе огромную опасность заражения. Помните, что никогда нельзя брать чужое полотенце или зубную щетку. Будьте начеку, если на вашем теле появились раны, порезы или ожоги – эти факторы являются воротами для стафилококка.

Стафилококк у детей

Кстати, маленькие дети совсем не застрахованы от данного паразита. Заражаться малыши могут как из-за особенностей родов, так и из-за несоблюдения мамой правил гигиены. У ребёнка может появиться заражение, если роды произошли раньше времени, если беременность и роды были патологическими, даже маленький вес новорожденного ребёнка может стать причиной стафилококка.

Приглядитесь к своему ребёнку, если вы заметите у него ниже перечисленные признаки, значит, есть вероятность заражения организма малыша. Появление фурунколов, боль в носу и носоглотке, повышенная температура, кашель, ОРВИ, рвота, понос – всё это может свидетельствовать о заражении.

Родителям необходимо предостерегать детей и рассказывать им, как передается стафилококк.

Лечение и профилактические меры против стафилококка

В первую очередь всем, кто подозревает у себя наличие вируса, нужно понять, что не стоит заниматься самолечением, лучше сразу же обратиться к специалисту. Лечением занимаются дерматовенерологи. Этот вирус коварен и живуч: он с радостью приспосабливается ко многим антибиотикам, и по этой причине вылечить его становится проблематично.

Поэтому именно врач сможет прописать наиболее оптимальный препарат с учетом вашего диагноза. При некоторых видах стафилококка, когда поражение проявляется в виде фурункулов и гнойников на коже, есть альтернатива антибиотикам: можно использовать бриллиантовый зеленый. Этот препарат замечательно убивает данный вирус.

Также полезно принимать пищевые добавки, витамины. Нужно помнить главное правило: «Здоровым людям стафилококк не страшен!». Это значит, нужно внимательно следить за своей гигиеной, как можно чаще мыть руки с мылом, вовремя лечить кариес, различные болезни мочевой системы, а также воспаленные миндалины.

Кроме того, нужно обязательно заниматься спортом, систематически убираться в своем доме и есть только здоровую пищу. Кроме этого, очень важно выполнение санитарных требований в общественных местах: роддомах, детсадах, производствах.

Что такое Стафилококк и откуда он берется

На планете вряд ли отыщется человек, не узнавший на практике, что такое стафилококк. Обширное семейство стафилококков в основном безвредно, но три разновидности могут быть опасными.

Что такое стафилококк?

Название «кокки» (в переводе с древнегреческого «зернышки») говорит лишь о форме микробов (см. фото). Другая распространенная в природе форма бактерий — палочка. При увеличении под микроскопом скопление стафилококков выглядит как гроздь — именно так и переводится с греческого языка слово staphylos.

Классификация бактерий включает в себя много разновидностей, не все из которых угрожают здоровью человека.

Виды бактерий

Изучение стафилококков началось свыше столетия назад, в 1881 году. С тех пор ученые выделили 27 видов этих бактерий, 14 из которых можно обнаружить на слизистых оболочках и коже у человека.

Болезни провоцирует троица стафилококков:

Опасны не сами по себе болезнетворные микробы, а вещества в их составе или в результате их жизнедеятельности, которые принято называть факторами патогенности.

Если бактерии сравнивать с солдатами, то факторы патогенности — их оружие. Отличие стафилококка от множества других патогенов в прекрасной экипировке. Увешанные оружием с головы до пят, бактерии выступают спецназом микроскопического мира.

Угрозу содержат все составляющие элементы этого неказистого, неспособного двигаться зернышка:

  • наружная микрокапсула защищает бактерию от фагоцитов, призванных бороться с патогенами — поглощать их;
  • стенка клетки провоцирует воспалительные и аллергические процессы, нейтрализует антитела и парализует фагоциты;
  • ферменты нейтрализуют действие антибиотиков и разрушают клетки человеческого организма;
  • четыре разновидности гемолизинов повреждают структурные элементы крови — эритроциты и лейкоциты, а также ряд других клеток;
  • не менее десятка разнообразных токсинов, каждый из которых действует в отдельном направлении.

Если дифтерийная палочка, обладая одним токсином, способна вызывать одну болезнь, то стафилококк куда многообразнее в своих проявлениях — кожные и кишечные инфекции, менингит, пневмония, сепсис — и это лишь начало списка.

Белый стафилококк — общее название разновидностей, не выделяющих желтый пигмент. В эту группу входят все разновидности помимо золотистого.

Сапрофитный

Этот подвид по сравнению с остальными из троицы наименее зловреден.

Сапрофитный стафилококк редко повинен в детских болезнях, от него чаще страдает женская мочеполовая сфера (стафилококк в моче).

Причина — обитание на коже наружных половых органов и слизистой оболочке вокруг уретры (стафилококк в уретре у мужчин).

Эпидермальный

Название происходит от термина, обозначающего верхний слой кожи. Это указание на универсальность бактерии, которую можно обнаружить на любых участках кожи и слизистых оболочках человеческого тела.

Интересный факт: вопреки названию эпидермальный стафилококк никогда не бывает причиной кожных стафилококковых инфекций, которые проявляются в виде гнойничков.

Здоровому человеку с сильным иммунитетом бактерия не страшна даже в новорожденном возрасте. Но ослабленный болезнью или операцией организм становится легкой добычей. Микроб проникает внутрь через дренажи, раны, катетеры, вызывая различные воспалительные процессы в органах, включая заражение крови.

Эпидермальный стафилококк — бич хирургов, работающих с внутренними протезами. От чего бывает заражение искусственных сосудов, суставов, клапанов? В ответе почти всегда он — эпидермальный стафилококк.

Золотистый

Самое красивое название (колонии бактерии окрашены оранжевым или золотистым цветом) досталось самому вредному и бескомпромиссному представителю стафилококкового семейства. Золотистый стафилококк — возбудитель около сотни заболеваний.

Особенности бактерии, объясняющие, откуда берется стафилококковая инфекция:

  • наличие всех возможных повреждающих факторов;
  • мощная сопротивляемость антибиотикам и антисептикам;
  • способность поражать людей любого возраста;
  • умение провоцировать воспалительный процесс в любых органах и системах человеческого организма.

Это не единственный микроб, который может сохранять свои свойства в неблагоприятных условиях окружающей среды, но использует при этом уникальный механизм. Если прочие бактерии гибнут, сохраняя споры, которые возрождают колонию, когда условия изменяются к лучшему, то стафилококк выживает.

Бактерия до 12-ти часов не высыхает под прямыми солнечными лучами, до 10-ти минут выживает при нагревании до 15ºC. Стафилококку не страшен концентрированный этиловый спирт, а в перекиси водорода его фермент каталаза разделяет вещество на атомы и позволяет питаться выделяемым кислородом.

Солевые растворы бактерии тоже не страшны, а это значит, что ей нипочем человеческий пот — микроб может существовать даже в потовой железе.

Липаза, которую способен вырабатывать золотистый стафилококк, приводит к распаду жиров, в частности разрушает сальную пробку, защищающую волосяной мешочек. Почти все гнойные образования на коже — чирьи, ячмени, фурункулы, карбункулы и другие прыщи — результат действия этой бактерии.

Интересный факт: слабое место грозного стафилококка — анилиновые красители, среди которых раствор бриллиантового зеленого — та самая зеленка, которая есть в любой домашней аптечке.

Местные инфекции могут быть крайне неприятными, но наибольшую опасность представляют системные нарушения. Микроб беспрепятственно передвигается по организму, используя коагулазу — фермент, который способен вырабатывать только золотистый стафилококк.

Коагулаза вызывает свертывание крови, в результате которого в кровяном русле образуются микротромбы, внутри которых бактерии могут не опасаться циркулирующих рядом воинов иммунитета. Так бактерия может попасть в любой орган или вызвать заражение крови.

Стафилококковая инфекция

Среди множества заболеваний, которые может провоцировать золотистый стафилококк, чаще других встречаются:

  • воспаление легких;
  • воспаление сердечных клапанов;
  • гнойные поражения печени, головного мозга, почек;
  • гнойно-некротический процесс в костной ткани — остеомиелит.

Если воспаление костной ткани развилось на месте открытого перелома, виновником далеко не всегда оказывается стафилококк, но если патология появилась на ровном месте без видимых причин — на участие этого возбудителя можно делать ставки.

Токсины золотистого стафилококка не просто отравляют организм, но и вызывают ряд заболеваний. К таким ядам относится эксфолиатин, поражающий новорожденных.

Под действием токсина на коже образуются пузыри как при ожогах, отчего болезнь называют синдромом ошпаренных младенцев.

Интересный факт: в 1980-м году, когда женщины только начали активно использовать гигиенические тампоны во время менструации, ученый мир получил возможность описать случай токсического шока из-за развития бактерий. Причиной тяжелейшего состояния женщин как раз и были токсины золотистого стафилококка.

Пищевое отравление —  чаще всего встречающееся заболевание, вызванное энтеротоксином этой бактерии. Сильнейшую диарею, рвоту и боль в животе вызывает не микроб, а ее яд. Устойчивость к факторам окружающей среды (соли, кипячению) может явиться источником заражения пищи стафилококками.

Масляные кремы, салаты, консервы пользуются у микроба особой популярностью. Размножаясь на них, колонии золотистого стафилококка накапливают токсины, на которые человеческий организм реагирует симптомами пищевого отравления.

Для обнаружения возбудителя используется серологический тест. Однако сам по себе факт выявления бактерий не позволяет с уверенностью утверждать, что именно они вызвали болезнь. Важно наблюдать за количеством в динамике и делать выводы на основании увеличения титров антител к ним.

Как передается?

Учитывая поразительную способность стафилококков к выживанию, бактерии окружают нас везде, и невозможно с ними не контактировать. Человек знакомится со стафилококками, едва родившись. Заражаются почти 100 % новорожденных младенцев, но иммунная система большинства из них избавляется от пришельцев за нескольких дней, максимум недель.

Интересный факт: у 20% людей в носоглотке постоянно присутствует золотистый стафилококк, у 60% его там можно обнаружить периодически, и только у 20% людей иммунитет настолько силен, что бактерии не приживаются.

На коже, слизистых носоглотки и влагалища, в кишечнике бактерии живут годами в полном мире с человеком.

Каким бы оружием ни обладал золотистый стафилококк, какие бы защитные факторы ни использовал, иммунная система здорового человека оказывается сильнее. Она вырабатывает противоядия, нейтрализующие токсины, сдерживает размножение колоний бактерий, противодействует всем факторам патогенности. Результат защитной деятельности — болезни либо не развиваются, либо преодолеваются без особых трудностей и последствий.

Золотистый стафилококк, как и зеленящий стрептококк — бактерии, в основном безопасные, но могут набедокурить в организме при соблюдении определенных критериев:

  • предпосылки местных инфекций: травмы, занозы, любые внешние повреждения;
  • условия для развития системных патологий: иммунная слабость, нездоровый тип питания, различные типы стресса, склонность к инфекциям, дефицит витаминов и так далее.

Последствия и осложнения

Многие заболевания, вызванные золотистым стафилококком, могут приводить к долгосрочным последствиям. Наиболее частое осложнение относится к самому распространенному варианту заражения — пневмонии. Гнойники на легочной ткани (абсцессы), могут вызвать заражение крови, чреватое смертельным исходом.

Воспаление всех костных тканей, включая костный мозг (остеомиелит) — состояние само по себе тяжелое, но хронический вариант болезни предполагает периодические обострения процесса, способные привести к инвалидности.

Кожные стафилококковые инфекции могут выглядеть как вполне безобидные прыщи, но при определенных условиях могут поражать значительные поверхности кожи, на месте которых на всю жизнь остаются рубцы.

Симптомы стафилококковой инфекции

В каждом отдельном случае симптомы у мужчин, у женщин и у детей зависят от конкретного заболевания. Например, симптомы стафилококковой пневмонии не слишком отличаются от воспалительного процесса в легких по вине других бактерий.

Одна из отличительных черт стафилококковых инфекций — гнойные выделения, однако на такое способны и другие бактерии.

У стафилококковых заражений нет специфических признаков, включая симптомы, инкубационный период, особенности протекания болезни, поэтому точная диагностика невозможна без лабораторных исследований. Тут можно ознакомиться с видами анализов на стафилококк.

Лечение заражения

Перед тем как лечить стафилококковую инфекцию, важно убедиться, что врач хорошо понимает разницу между фактом наличия бактерии и болезнью, которую она потенциально может вызвать.

Человеческое тело — естественная среда обитания стафилококков, и выявить их, особенно в количестве 10 в 4 степени и даже больше несложно. Но без наличия симптомов — это не повод для паники и применения антибиотиков.

В теории с этим наверняка согласится любой врач, но на практике молодых мам заставляют прерывать грудное вскармливание из-за обнаруженного в молоке стафилококка, а ребенку прописывают антибиотики, найдя микроба в мазке из зева или в анализе кала на дисбактериоз, от которого цивилизованный мир давно отказался.

Таблица препаратов для лечения детей:

Название препарата Описание Схема лечения
Стафилококковый бактериофаг Уничтожает бактерии, препятствует их размножению. Можно использовать на любой стадии болезни, имеет широкий спектр действия. Детям до полугода – 5 мл, старше 6 месяцев – 10 мл. Раствор употребляют для орошения, аппликаций, инъекций, его можно принимать перорально.
Секстафаг Используют при поражении стафилококком кишечника, систем дыхательных и мочеполовых органов, кожи. Подходит для лечения и предупреждения инфекции. Внутрь вводят с помощью клизм или зонда, орошают и полоскают горло. Дозировку назначает врач в зависимости от степени тяжести патологии.
Хлорофиллипт Препарат обладает антибактериальным и противовоспалительным действием. Лекарство выпускают в виде таблеток, растворов, что позволяет лечить различные формы стафилококковой инфекции. Средняя продолжительность терапии – 10 дней, дозировку подбирают в индивидуальном порядке.
Энтерофурил Средство эффективно при поражении стафилококком кишечника Детям до полугода – 2,5 мл суспензии 2–3 раза в сутки на протяжении недели

Стафилококк плохо поддается лечению из-за потрясающей способности противостоять антибиотикам. Открытый в первой половине прошлого века пенициллин впервые испробовали как раз на стафилококках, но спустя всего полстолетия бактерии научились справляться с угрозой.

Термин метициллин резистентный золотистый стафилококк сегодня применяют ко всем штаммам, устойчивым к пенициллинам.

Ученые постоянно работают над новыми препаратами, но практически сразу появляются разновидности, которым нипочем новые лекарства. Наиболее опасные бактерии живут в больницах, где есть доступ к ослабленным организмам и антибиотикам, с которыми можно бороться.

О лечении стафилококка антибиотиками в статье https://otparazitoff.ru/stafilokokk/antibiotiki-ot-zolotistogo.html.

Причина сложившейся ситуации не только в том, что стафилококк более чем опасен. Чрезмерное использование антибиотиков навредило человечеству не меньше. Даже реальные стафилококковые инфекции не всегда нужно лечить — с тем же пищевым отравлением организм способен справиться самостоятельно.

Все, что нужно, это голодная диета и обильное питье, ведь, (см. выше), в отравлении виноват не стафилококк, а его токсин, который вскоре выводится.

Даже при наличии стафилококка в кишечнике не всегда можно с уверенностью сказать, бактерия или вирус вызвали симптомы пищевого отравления. Помочь организму очиститься можно с помощью промывания желудка, для которого нужен бледно-розовый раствор марганцовки — от литра до трех внутрь + последующая рвота.

Обоснованная борьба стафилококковой инфекцией сложна, но реальна — стафилококки, устойчивые абсолютно ко всем препаратам встречаются не так уж часто.

Бактериальная диагностика позволяют определить не только возбудителя заболевания, но и его восприимчивость к препаратам, после чего лечение сводится к точному соблюдению врачебных предписаний.

Вливания противостафилококковой плазмы и иммуноглобулинов позволяют усилить сопротивляемость организма к микробу. Не менее важно снизить влияние факторов, ослабляющих иммунитет.

При наличии гнойных поражений органов, иногда их устраняют хирургическими методами.

Видео от доктора Комаровского о стафилококковых инфекциях и способах их лечения:

Профилактика

Люди, переболевшие стафилококковой инфекцией, не получают устойчивого иммунитета, ведь в каждом случае бактерия применяет различные виды оружия, о котором говорилось выше. По этой причине профилактика предполагает укрепление общей иммунной защиты организма, поскольку невозможно избежать контакта со стафилококками.

Интересная статья: Прививка от стафилококка детям и взрослым

Грудное вскармливание повышает шансы новорожденного в борьбе с бактериальными инфекциями.

Вывод: даже наиболее зловредная разновидность семейства, золотистый стафилококк, в норме присутствует в организме вполне здоровых людей. Вот почему нельзя лечить стафилококк, а только стафилококковую инфекцию, которая обязательно проявляется в виде симптомов.

Обнаружение в кале, носоглотке или любых других местах человеческого организма стафилококков в любых количествах (10 в 5 степени или даже 10 в 6 степени) не имеет никакой смысловой нагрузки без конкретных проявлений болезни.

Видео о золотистом стафилококке:

как передается (пути заражения у взрослых и у детей)

Одно из первых мест среди множества патогенных микроорганизмов занимает стафилококк: как передается инфекция, как избежать заражения – обоснованно часто задаваемые вопросы.

При активном росте бактерий появляются ярко выраженные, весьма характерные признаки, игнорировать которые нельзя. Своевременное лечение поможет избежать развития серьезных осложнений.

СодержаниеПоказать

Стафилококк — что это такое?

Стафилококк – грамположительная бактерия в виде шара, отличается малой подвижностью, образует группы, схожие с гроздью винограда. Этот патогенный микроорганизм относится к условно-патогенной микрофлоре, обитает в носу, зеве и на кожных покровах, активизируется на фоне ослабленного иммунитета и хронических заболеваний.

Какие виды бактерий наиболее опасны для человека:

  1. Сапрофитный стафилококк – поражает органы мочеполовой системы, обитает на эпителии половых органов, мочевыводящем канале, провоцирует развитие цистита, нефритов.
  2. Золотистый стафилококк распространен шире двух других собратьев и гораздо опаснее, чем они. При заражении развиваются гнойные и воспалительные процессы на коже, в носоглотке, сердце, сосудах.
  3. Эпидермальный стафилококк – обитает на коже, через царапины может проникнуть в кровь, что станет причиной воспаления оболочки сердца, мозговых оболочек, заражения крови и так далее.

Стафилококк показывает высокую сопротивляемость к антибиотикам, антисептикам, высоким и низким температурам, долго сохраняет жизнеспособность в окружающей среде. Инфекции, которые возникают при заражении этими бактериями, трудно подаются медикаментозной терапии и требуют длительного лечения.

Стафилококк быстро размножается, проникает в кровь, подкожную клетчатку, поражает внутренние органы и головной мозг, у детей часто развиваются бактериальная форма пневмонии, остеомиелит, менингит, сепсис.

Пути передачи бактерии

Заразен ли стафилококк или нет? Бактерии передаются от человека к человеку во время сексуальных и бытовых контактов, проникают в организм с водой, продуктами питания, пылью, часто проникают в организм ребенка от зараженной матери.

Выделяют аутоинфекционный путь заражения – переход стадии носительства в активную форму заболевания. Чаще это происходит у детей на фоне ОРВИ, гриппа. У взрослых патология развивается на фоне неразумного приема антибиотиков, наличия ВИЧ, злокачественных опухолей, после оперативных вмешательств.

Автор:

Трофимова Ирина

Не разобрался в материале статьи или нужна помощь? Задай вопрос сейчас и получи на него ответ.

Задать вопрос автору

Воздушно-капельный

Это наиболее распространенный путь распространения инфекции между людьми. Бактерии преимущественно обитают на слизистых носа и горла, при кашле, чихании, разговоре проникают в воздух, который вдыхают другие люди. Таким способом патология часто распространяется в детских дошкольных учреждениях, поскольку дети не всегда прикрывают нос и рот, тесно контактируют друг с другом.

В эту группу относят и воздушно-пылевой путь инфицирования – стафилококк может жить вне организма человека долгое время, при вдыхании грязного воздуха бактерии проникают в организм, начинают активно размножаться.

Наиболее подвержены заражению стафилококком груднички, дошкольники, люди преклонного возраста, диабетики.

Контактно-бытовой

Основным источником заражения служит больной человек – инфицирование происходит при личных контактах или через общие предметы обихода.

Основные факторы передачи стафилококка:

  • при рукопожатии – если на коже есть ссадины, или при прикосновении грязными руками к носу, глазам, рту;
  • во время полового контакта – патогенные микроорганизмы проникают сквозь слизистую гениталий в общий кровоток;
  • при пользовании обшей посудой, вещами, полотенцами с носителем инфекции;
  • при несоблюдении правил ухода за новорожденными, нарушении гигиенических норм;
  • инфицирование грудничков часто происходит внутриутробно, или во время прохождения по родовым путям.

Часто заражение стафилококком происходит в медицинских учреждениях, стоматологических клиниках, в салонах маникюра и тату – при ненадлежащей обработке инструментов бактерии могут проникнуть в кровь, быстро развиваются инфекционные, воспалительные и гнойные процессы.

Заразиться стафилококком можно и через поцелуй – во рту обитает большое количество бактерий, которые вместе со слюной проникают в организм здорового человека.

Алиментарный

Заразиться стафилококком можно при употреблении плохо вымытых, или недостаточно термически обработанных продуктов питания, грязной воды. Чаше всего бактерии обитают на овощах и фруктах, которые контактируют с почвой, в молочной продукции, салатах с майонезом.

Заражение маленьких детей происходит через грудное молоко, если в организме матери присутствуют активные очаги стафилококковой инфекции – мастит, эндометрит, тонзиллит, гайморит. Бактерии могут присутствовать в молоке и после исчезновения клинических проявлений патологий.

Собаки и кошки часто болеют стафилококковыми инфекциями, при укусе в рану попадает зараженная слюна, что и становится причиной развития болезни у человека.

Как узнать о заражении?

Клиническая картина стафилококковых патологий зависит от того, какой орган атаковали бактерии. Имеет значение состояние иммунной системы человека.

Наиболее частые признаки стафилококка:

  • диспепсические расстройства – диарея, рвота, боль в животе, наблюдаются при алиментарном заражении;
  • кожные проявления: сыпь, прыщи, фурункулы на коже, пораженный участок краснеет, отекает;
  • гнойный мастит у кормящих женщин;
  • поражения носоглотки – ангина, отит, фарингит, гайморит с характерными выделениями гнойного характера;
  • наблюдается локальное или общее повышение температуры.

Воспалительные процессы часто сопровождаются выраженным болевым синдромом различной локализации – отечные ткани начинают сдавливать нервные окончания.

При появлении признаков заболевания необходимо посетить терапевта или педиатра, пройти полное обследование. Основные методы диагностики – мазок из зева или половых органов, анализ выделений из гнойников, копрограмма, исследование кала на дисбактериоз, ИФА.

Количество бактерий в мазке из носоглотки менее 10 в 3 степени указывает на бессимптомное носительство стафилококка. При более высоких показателях необходима антибактериальная терапия.

Лечение инфекции

Основа терапии стафилококка – антибактериальные препараты, их назначают после получения результатов анализов на чувствительность бактерий к активным веществам лекарственных средств.

Группы препаратов:

  • антибиотики – Ампиокс, Амоксиклав, Гентамицин, Цефепим;
  • бактериофаги против стафилококка – современный и безопасный метод терапии, активные вещества поражают только болезнетворные бактерии, не оказывают пагубного влияния на состояние организма в целом;
  • иммуномодуляторы – Полиоксидоний, Тимоген;
  • введение внутримышечно или внутривенно антитоксической сыворотки, противостафилококковой плазмы.

При лечении стафилококкового фурункулеза используют метод аутогемотрансфузии – больному вводят внутримышечно его собственную венозную кровь, после разрушения продукты распада начинают стимулировать местный иммунитет. Если лечение не приносит желаемого результата, абсцессы и фурункулы вскрывают хирургическим путем.

Метициллинрезистентный золотистый стафилококк устойчив к большинству антибактериальных препаратов, справиться с микробом может только Линезолид, Фузидин, Ванкомицин, их необходимо принимать совместно с Бисептолом.

Как не заразиться?

Чтобы избежать стафилококковых инфекций, необходимо постоянно укреплять защитные силы организма – у ребенка и взрослого с сильным иммунитетом шанс заражения невелик.

Профилактика стафилококковых инфекций:

  • тщательное соблюдение гигиенических правил – руки нужно мыть как можно чаше, стараться лишний раз не прикасаться к лицу, каждый член семьи должен пользоваться своим полотенцем;
  • даже незначительные царапины необходимо сразу обработать антисептическим препаратом, заклеить лейкопластырем или наложить стерильную повязку;
  • правильно и сбалансировано питаться, отказаться от вредной пищи, пагубных привычек;
  • высыпаться, избегать стрессов и переохлаждения;
  • больше двигаться, совершать ежедневные прогулки на свежем воздухе, не забывать о закаливающих процедурах;
  • чаще проветривать помещение, регулярно проводить влажную уборку в помещении;
  • своевременно проводить профилактику гриппа и ОРВИ, не затягивать с лечением кариеса, заболеваний носоглотки и мочеполовой системы;
  • хорошо мыть овощи и фрукты, мясо, рыбу, яйца подвергать тщательной термической обработке, употреблять только очищенную воду;
  • пользоваться презервативами.

Поскольку стафилококк часто начинает активно размножаться во время беременности, необходимо заранее пройти диагностику, постоянно контролировать количество патогенных бактерий в организме.

Из видео вы узнаете о частых ошибках в лечении стафилококка по результатам анализов:

Стафилококковые инфекции опасны для жизни и здоровья человека, особенно для детей. Своевременная диагностика и правильно подобранные препараты поможет избежать развития тяжелых осложнений, а соблюдение простых мер профилактики сводит риск заражения или рецидива заболевания к минимуму.

4.5 / 5 ( 13 голосов )

Победить паразитов можно!

Антипаразитарный комплекс® — Надежное и безопасное избавление от паразитов за 21 день!

  • В состав входят только природные компоненты;
  • Не вызывает побочных эффектов;
  • Абсолютно безопасен;
  • Защищает от паразитов печень, сердце, легкие, желудок, кожу;
  • Выводит из организма продукты жизнедеятельности паразитов.
  • Эффективно уничтожает большую часть видов гельминтов за 21 день.

Сейчас действует акция на бесплатную упаковку.Читать мнение экспертов.

загрузка…

нормы стафилококка в анализах, лечение и профилактика

Для начала следует отметить, что стафилококк является болезнетворной бактерией, которая способна вызывать множество серьёзных заболеваний. Бактерии стафилококка имеют круглую форму и активно размножаясь, при благоприятных условиях, объединяются в колонии. Проникая в организм человека, стафилококки поражают слизистые оболочки внутренних органов и вызывают в них сильные воспалительные процессы.

Бороться с бактериями стафилококка очень тяжело так, как они устойчивы ко многим видам антибиотиков и при длительной терапии вырабатывают к ним стойкий иммунитет.

Бактерии вида staphyloccocus делят на болезнетворные и условно болезнетворные. Так, болезнетворные бактерии попадают в организм из окружающей среды. Такие бактерии лечатся легче, так как не имеют иммунитета к антибиотикам. А вот условно болезнетворные бактерии, обитают в слизистых оболочках организма человека и проявляют себя только при наступлении благоприятных условий. Такие бактерии намного тяжелее поддаются лечению так, как уже имеют стойкий иммунитет к определённым видам антибиотиков.

Заболевания, вызванные стафилококками, зависят от того, каким образом произошло заражение. Бактерии стафилококков очень устойчивы к окружающей среде и могут обитать как в воздухе, так и в продуктах питания. Поэтому пути заражения этими бактериями весьма разнообразны.

Виды стафилококков и основные характеристики золотистого стафилококка

Основные виды стафилококков

Всего в мире известно около 27 видов стафилококков, однако, среди самых распространённых и опасных для человека выделяют:

  1. Сапрофитный стафилококк — обитает преимущественно в слизистых оболочках мочевого пузыря мочеполовых путей, а также на внешних тканях половых органов (как у мужчин, так и у женщин). При наступлении благоприятных условий для болезнетворных бактерий вызывает воспаление почек и мочевого пузыря (пиелонефрит и цистит). Такие бактерии встречаются чаще у женщин, чем у мужчин.
  2. Гемолитический стафилококк — довольно специфический вид стафилококковой инфекции, его отличительной чертой является возможность проникать в кровь и разрушать эритроциты. Обитают эти бактерии преимущественно в области подмышек, в паху и в промежности. Поражает преимущественно верхние органы дыхания и мочеполовую систему. Бактерии очень стойкие к антибиотикам так как относятся к числу условно патогенных бактерий и имеют стойкий иммунитет.
  3. Эпидермальный стафилококк — по большей мере обитает на коже человека на любых её участках и при попадании в кровеносную систему через повреждённые участки кожи может вызывать воспалительные процессы. На коже могут появляться мелкие белые гнойники, которые располагаются диффузно и не образовывают отдельных очагов.
  4. Золотистый стафилококк — самый распространённый и самый опасный вид бактерий. Проникая в организм человека, способен вызывать воспалительные процессы различных органов. Проникая, в кровеносную систему может поражать слизистую оболочку сердца и головного мозга также способен поражать костную систему и костный мозг. Возникновение воспалительных процессов и развитие заболеваний зависит от пути заражения. Бактерии могут быть как патогенными, так и условно патогенными, что значительно усложняет лечение заражённого человека. К тому же они очень стойкие к окружающей среде и антибиотикам.

Основные характеристики золотистого стафилококка

Золотистый стафилококк или staphylococcus aureus является граммположительной болезнетворной бактерией группы стафилококков, которая вызывает гнойно-воспалительные процессы в организме человека. Бактерии стафилококк ауреус имеют шаровидную форму и размножаясь, объединяются в колонии. Под микроскопом такие колонии напоминают грозди винограда. У здорового человека преобладают преимущественно в носовых ходах, а также в подмышечных зонах и в области паха.

Бактерии стафилококка имеют две формы — патогенную (проникают в организм извне) и условно-патогенную (находятся в организме человека и возбуждают развитие хронических заболеваний при наступлении благоприятных условий).

Благодаря своей стойкости к окружающей среде и внешним факторам, золотистый стафилококк способен проникать в организм человека различными путями. Оседая на слизистых оболочках внутренних органов, staphylococcus aureus вызывает сильные воспалительные процессы, в результате которых на тканях органов появляются гнойные образования.

Золистый стафилококк отличается своей стойкостью к антибиотикам, что сильно усложняет лечение человека, особенно при повторном или рецидивирующем развитии заболевания.

Причины и пути заражения золотистым стафилококком. Нормы staphylococcus aureus в показателях анализов и виды вызываемых им заболеваний.

Причины и пути заражения золотистым стафилококком

Среди основных причин развития заболеваний, вызванных золотистым стафилококком, выделяют:

  • Ослабление защитных функций организма — является основной и самой главной причиной для обострения хронических заболеваний, вызываемых условно-патогенными бактериями стафилококка.
  • близкий контакт с заражённым человеком — бактерии золотистого стафилококка могут выделяться в воздух при кашле или чихании. Поэтому, при контакте с заражённым человеком важно пользоваться одноразовым медицинскими повязками и соблюдать меры профилактики.
  • Несоблюдение правил личной гигиены и санитарно-гигиенических мер — болезнетворные бактерии могут находиться на поверхности или внутри продуктов питания. Поэтому фрукты и овощи необходимо тщательно мыть и обдавать кипятком. А воду, молоко и мясные продукты необходимо поддавать длительной неоднократной термической обработке при высоких температурах.
  • несоблюдение медицинских мер при наличии на коже или в полости рта открытых травм или микротравм — бактерии золотистого стафилококка способны проникать в кровь и распространяясь вместе с плазмой по всему организму, могут вызывать сильные гнойно-воспалительные процессы кожи, костной системы, а также слизистой оболочки сердца и головного мозга.

Пути заражения золотистым стафилококком довольно разнообразны и среди них выделяют:

  • Воздушно-капельный — болезнетворные бактерии попадают в воздух вместе со слюной заражённого человека при чихании или насморке. Здоровый человек, при близком контакте с заражённым, вдыхает воздух с бактериями и они оседают на слизистых оболочках его верхни и нижних дыхательных путей. Где и начинают активно размножаться и паразитировать.
  • Воздушно-пылевой — как уже говорилось, бактерии золотистого стафилококка очень устойчивы к окружающей среде и заражение человека может происходить при вдыхании заражённого воздуха в закрытом помещении или в общественном транспорте где до этого находился заражённый человек.
  • Контактно-бытовой — заражение происходит при пользовании с заражённым человеком общих столовых предметов или предметов гигиены. Так, при поражении стафилококковой инфекцией полости рта и органов дыхания, у больного должны быть выделены свои столовые приборы, а при поражении кожных покровов — личные предметы гигиены.
  • Алиментарный — заражение происходит через продукты питания. В данном случае переносчиками инфекции являются насекомые, животные или сам заражённый человек. Поэтому мясные продукты и молоко необходимо поддавать длительной обработке при высоких температурах, а фрукты и ягоды необходимо тщательно мыть под проточной водой и обдавать кипятком.
  • Артифициаьный — этот путь заражения происходит в результате использования не стерильных или плохо обработанных медицинских инструментов. Таким образом, инфекция попадает в кровь и может вызывать серьёзные воспалительные процессы внутренних органов, сердца, костной системы и головного мозга. Такой путь заражения самый опасный.

Нормы staphylococcus aureus в показателях анализов и виды вызываемы им заболеваний

Золотистый стафилококк способен вызывать различные заболевания начиная от кожных и заканчивая поражением слизистой оболочки головного мозга и костной системы.

Так, при поражении органов дыхания золотистый стафилококк вызывает развитие синусита, ларингита, тонзиллита, гайморит, пневмонии, бронхита.

Инкубационный период этих заболеваний составляет не более недели, сам острый период протекает более мягко чем при поражении вирусной инфекцией. Температура тела редко превышает 39 градусов. Например, при развитии бактериальной пневмонии, температура тела может не превышать показателей субфебрильной, а кашель может иметь периодический характер.

При поражении органов мочеполовой системы, золотистые бактерии обнаруживаются в моче или мазках из шеечного канала. Это может свидетельствовать о наличие хронической инфекции или о наличие воспалительного процесса. Бактерии золотистого стафилококка вызывают развитие пиелонефрита или цистита.

Поражая систему пищеварения, золотистый стафилококк вызывает сильное расстройство функций пищеварения и всасывания. Приводит к воспалению поджелудочной железы, печени желудка. Способствует развитию таких заболеваний, как панкреатит, колит, дисбактериоз, пищевое отравление, энтерит.

Поражая кожные покровы, способствует появлению на эпителии мелких белых гнойников, а также ячменей, фурункулов или чирьев.

Поражение костной системы обусловлено развитием остеомиелита. это заболевание сопровождается гнойно-некротическим процессом в суставах и значительно ограничивает движения человека. И также при таком заболевании может страдать и костный мозг.

Гнойно-воспалительные процессы слизистой оболочки головного мозга возникают в процессе развития у заражённого человека менингита или энцефалита. Эти заболевания могут проявляться в результате осложнения других заболеваний абактериального генеза или самостоятельно в результате попадания золотистого стафилококка в кровь.

Чтобы установить наличие бактерий золотистого стафилококка в организме, предполагаемому больному назначают пройти ряд анализов которые включают в себя бактериальный посев кала и общий анализ крови. Однако наличие этих бактерий не всегда говорит о воспалительном процессе так, как существуют определённые нормы присутствия тех или иных бактерий в организме.

В норме у здорового человека в организме бактерии золотистого стафилококка не должны присутствовать, однако, допускается концентрация до 10 в 4 степени. Превышение этой нормы говорит наличие воспалительного процесса, вызванного этими болезнетворными бактериями.

Лечение и профилактические меры золотистого стафилококка

Лечение заболеваний, вызванных золотистым стафилококком

Как говорилось ранее, золотистый стафилококк способен вызывать развитие и обострение многих заболеваний. Для лечения каждого заболевания применяют комплексную терапию, которая направлена на устранение общих симптомов недуга и угнетение болезнетворных бактерий.

Неотъемлемой частью терапии является курс антибиотиков пенициллинового ряда. В данном случае, лечение без антибиотика невозможно так, как инфекцию можно убрать только с его помощью.

Так для лечения верни и нижних органов дыхания назначают приём антибиотиков в виде таблеток. Однако при остром течении заболевания или его осложнении антибиотики могу вводить внутримышечно или внутривенно при помощи капельных систем. Для устранения гнойного ринита назначают смешанные капли в нос которые также содержат антибиотик и сосудосуживающие препараты. Для устранения общих симптомов при бронхите, ларингите или пневмонии назначают отхаркивающие, успокаивающие и разжижающие микстуры. Для лечения острого тонзиллита, помимо антибиотиков, назначают антисептические и противовоспалительные растворы для полоскания полости рта и горла.

При лечении желудочно-кишечного тракта назначаются ферментные препараты и препараты для восстановления микрофлоры кишечника. Для снятия спазмов могут назначать болеутоляющие препараты. При заболевании почек и мочевыводящих путей на ряд с антибиотика назначают противогрибковые урологические препараты. Урологические препараты растительного происхождения помогают снять болевой синдром и восстановить нормальную работу почек.

При лечении заболеваний, связанных с воспалением слизистой оболочки сердца и головного мозга, назначают кардиологические препараты и препараты для улучшения головного кровообращения и восстановления нормальных функций.

Каждый антибиотик пагубно влияет на флору кишечника, поэтому для предупреждения неприятных последствий назначают приём эубиотиков и препаратов, содержащих лактобактерии. Такие препараты защищают слизистую оболочку и нормализуют его работу.

Профилактика золотистого стафилококка

Для того чтобы предупредить попадание болезнетворных бактерий золотистого стафилококка в организм или обострение хронических заболеваний, которые он вызывает. Необходимо соблюдать некоторые профилактические меры. А именно:

  • избегать общего и местного переохлаждения;
  • следить за витаминным балансом и состоянием иммунной системы;
  • соблюдать правила личной гигиены и санитарно-гигиенические меры;
  • избегать контакта с заражёнными людьми;
  • при контакте с заражённым человеком соблюдать меры осторожности (использовать одноразовые медицинские повязки;
  • сырые мясные продукты поддавать длительной термической обработке;
  • В период вспышки острых инфекционных заболеваний, которые передаются воздушно-капельным путём,после посещения общественных мест и транспорта, мыть руки и лицо с мылом, а также проводить санацию полости рта.

Золотистый стафилококк очень опасная бактерия, которая вызывает серьёзные нарушения в работе органов человека. Лечение этих заболеваний довольно сложное и проводится под строгим наблюдением врача. Поэтому в данном случае, от самолечения лучше отказаться и своевременно обратиться за квалифицированной медицинской помощью. Это поможет избежать нежелательных осложнений и проникновению инфекции в кровеносную систему.

симптомы, лечение. Как и чем лечить?

Стафилококк (Staphylococcus) – это бактерия, которая имеет правильную шарообразную форму и относится к группе грамположительных неподвижных кокков. Чаще всего под микроскопом можно увидеть скопление таких бактерий, которые по внешнему виду напоминают гроздь винограда.

Благодаря высокой резистентности микроба к антибактериальным препаратам, заболевания стафилококковой этиологии занимают ведущее место среди всей гнойно-воспалительной патологии. Каждому важно знать о стафилококке: что это за болезнь у взрослых, ее симптомы и лечение, чтобы предотвратить необратимые последствия для здоровья.

Стафилококк: что это?

Стафилококк — это неподвижная бактерия шарообразной формы, принадлежащая к семейству Стафилококковые (Staphylococcaceae). Это обширная группа бактерий, насчитывающая 27 видов, 14 из которых обнаруживаются на коже и слизистых человека. При этом лишь 3 вида способны вызывать болезни, поэтому относятся к условно-патогенной микрофлоре. При благоприятных условиях она активно размножается, вызывая различные гнойные процессы в организме человека.

Учитывая тот факт, что стафилококковые инфекции крайне устойчивы к применяемой в их адрес терапии с использованием антибиотиков, в числе гнойно-воспалительных заболеваний стафилококк, симптомы которого могут указывать на воспалительный процесс в любом органе, занимает первое место.

 Стафилококк хорошо переносит высокую температуру, а также высушивание. Данные бактерии погибают при температуре 70 – 80ºС в течение 20 – 30 мин, а при температуре 150ºС – практически мгновенно.

Самая распространенная токсическая стафилококковая болезнь — пищевое отравление. Почти 50% всех золотистых стафилококков выделяют энтеротоксин — яд, вызывающий сильнейший понос, рвоту, боли в животе.

Стафилококки прекрасно размножаются во многих пищевых продуктах, особенно любят масляные кремы, овощные и мясные салаты, консервы. В процессе размножения в пище накапливается токсин, и именно с токсином, а не с самим микробом, связаны симптомы заболевания у неосторожного едока.

Виды

Все виды этого микроорганизма причисляются к условно-патогенной микрофлоре. Это значит, что здоровому человеку они не грозят, но при неблагоприятных условиях могут стать причиной заболевания.

Существуют три вида стафилококка, которые наиболее распространены и вредоносны для человеческого организма:

  • Сапрофитный стафилококк чаще всего поражает женщин, вызывая у них воспалительные заболевания мочевого пузыря (цистит) и почек. Бактерии сапрофитного стафилококка локализуются в слоях кожи гениталий и слизистой оболочке мочеиспускательного канала. Из всех видов стафилококка он вызывает наименьшие поражения;
  • Эпидермальный стафилококк. Наиболее опасен у недоношенных, ослабленных детей и у пациентов с иммунодефицитами, онкологическими заболеваниями. Ореолом обитания этого вредителя является слизистая оболочка и кожные покровы.
  • Золотистый стафилококк. Это самый опасный вид микроба, который особенно распространен в окружающей среде. Инфицированию подвержены организмы всех возрастных категорий.

Каждый из видов стафилококка имеет множество штаммов (разновидностей), отличающихся друг от друга степенью агрессивности и патогенности

Причины стафилококковой инфекции

Причиной развития практически всех стафилококковых болезней является нарушение целостности кожи или слизистых оболочек, а также употребление зараженных продуктов питания. Уровень вреда также зависит от штамма бактерии, а также функционирования иммунной системы. Чем иммунитет крепче, тем меньше вреда стафилококки способны нанести здоровью человека.

В качестве источника распространения данной инфекции может выступать как больной человек, так и носитель инфекции (бессимптомный), причем такими носителями по определенным данным является порядка более 40% людей, совершенно здоровых. Выступать они могут в качестве носителей любого штамма стафилококка.

Таким образом, можно сделать заключение, что в большинстве случаев, для заболевания стафилококком необходимо сочетание 2х факторов:

  • попадание инфекции внутрь;
  • нарушение нормального функционирования иммунной системы.

Особенно важными факторами в развитии инфекций являются:

  • понижение иммунитета,
  • применение сильных медикаментов, иммунодепрессантов,
  • хронические патологии,
  • проблемы щитовидной железы,
  • стрессы, влияние экологии.

Особенно тяжело протекают стафилококковые инфекции у детей раннего возраста и у пожилых людей.

Заболевания вызываемые стафилококками

Золотистый стафилококк способен поражать большинство тканей организма человека. Всего существуют более сотни заболеваний, причиной которых является стафилококковая инфекция. Для стафилококковой инфекции характерно наличие множества различных механизмов, путей и факторов передачи.

Стафилококк у взрослых может стать причиной таких заболеваний:

  • Поражения кожи и слизистых – фурункулы, карбункулы, гнойные раны.
  • Пищевое отравление.
  • Воспаление легких бактериального характера.
  • Бронхит.
  • Эндокардит.
  • Остеомиелит.
  • Менингит.
  • Заражение крови.

Особенно опасен в этом плане золотистый стафилококк, который может проникнуть в любую точку организма, вызвать генерализованную инфекцию.

Кто предрасположен к инфекции

  • Беременные женщины, которым можно сделать иммунизацию анатоксином в32-36 недель.
  • К инфекции предрасположены и люди пожилого возраста, особенно имеющие такие заболевания как: ревматизм, сахарный диабет, экзема, онкологические заболевания.
  • Любые люди, как взрослые, так и дети, иммунитет которых снижен.
  • Медицинские работники, работники общественного питания, в силу своей профессии.

В активную фазу размножения инфекция переходит в моменты:

  • переохлаждения организма;
  • при протекании ОРЗ и ОРВИ;
  • при сбоях эндокринной системы;
  • при воспалительных заболеваниях внутренних органов и систем.

Как передается стафилококк человеку?

Все болезни, которые вызывает бактерия, могут возникать в результате того, что инфекция попадает в организм благодаря нарушению целостности кожных покровов или слизистых оболочек, ведь она является постоянным обитателем микрофлоры человека. Кроме того, инфицирование может произойти экзогенным путем, то есть с продуктами питания или в результате тесного контакта.

Основные пути передачи возбудителя:

  • Воздушно-капельный. Механизм передачи основан на вдыхании воздуха, в котором содержатся микроорганизмы. Данный механизм передачи становится возможным в случае выделения бактерий в окружающую среду вместе с выдыхаемым воздухом (при заболевании органов дыхательного аппарата: бронхит или пневмония).
  • Медицинские инструменты. При отсутствии правил асептики заразиться можно в той же районной поликлинике при плановом осмотре у терапевта.
  • Контактно-бытовой: при непосредственном контакте с больным человеком или обсемененными предметами обихода.
  • Пищевой – инфицирование возможно при употреблении заражённых продуктов в пищу.
  • Фекально-оральный. Напрямую связан с несоблюдением норм гигиены. Стафилококк присутствует в кале и рвотных массах зараженного человека. Передается через грязные руки, с плохо вымытыми овощами, ягодами и фруктами, плохо помытой посуде.

Попадая в организм, стафилококк начинает интенсивно размножаться и вырабатывать токсины, которые негативно сказываются на здоровье, приводя к тем или иным патологиям.

Заражение стафилококком обеспечено, если состояние иммунной системы ослаблено, а человек контактировал с носителем этого микроба.

Симптомы стафилококка

Клиническая картина (симптомы) стафилококка могут быть весьма разнообразными, что зависит от поражаемого органа, штамма бактерии, возраста человека, функциональности (здоровья) иммунитета потенциального больного.

Объединяют все стафилококковые инфекции такие признаки:

  • Повышение температуры, локальное (в месте заражения) или общий жар.
  • Наличие гнойных процессов.
  • Интоксикация – общее ухудшение состояния, потеря аппетита, сонливость, боли в суставах.

Также характерны такие симптомы:

  • Гнойники на коже разных размеров: фурункулы, пиодермия, абсцессы и прочее.
  • Кашель и ринит с гнойными желтовато-зелеными выделениями.
  • Слизь в кале, расстройство стула, тошнота.
  • Боли в месте заражения. Например, при стафилококковом остеомиелите начинают болеть кости, эндокардит может сопровождаться сердечными болями.

Стафилококк может поражать практически все системы, ткани и органы, давая клинику стафилококковых локальных или общих заболеваний. Может поражаться кожа, подкожная клетчатка, нервная система, почки, печень, легкие, мочевая система, костная ткань и возникать общее заражение организма (сепсис).

Важно! После заболевания иммунитет к этим микроорганизмам нестойкий. За жизнь можно несколько раз заразиться этими инфекциями. Специальных мер по иммунизации людей от этого вида бактерий нет.

 Осложнения

Если человек знает, что такое стафилококк, ему также известно, насколько опасна активная фаза этого патогенного микроорганизма.

  • Обострение имеющихся хронических заболеваний дыхательной системы, пищеварительного тракта, сахарного диабета, ревматоидного артрита.
  • Попадание в организм других патогенных микробов (стрептококков, пневмококков и др.).
  • Развитие септицемии (заражения крови).

Стафилококковая инфекция приводит не только к ряду серьезных заболеваний, но также может осложняться угрожающими жизни состояниями. Патогенный стафилококк, попадая в кровяное русло, способен проникать в сердце, в головной мозг, а в некоторых случаях распространяться во многие органы, вызывая при этом сепсис.

Диагностика

Если есть подозрение на стафилококк – что это, объяснит и диагностирует лечащий врач. Постановка диагноза осуществляется после проведения культурального исследования образцов возбудителя, взятых из очагов инфекции (любых участков нагноения, пузырей, подсохших корок и проч.).

Методы диагностики зависят от того, какой отдел поражен инфекцией.

  • Когда речь идет о пневмонии, вызванной стафилококковой инфекцией, достаточно собрать мокроту после откашливания.
  • Если инфицирована мочеполовая система, придется собирать анализ мочи.
  • При поверхностном поражении – соскобы с кожи и забор со слизистых.

Для диагностики назначают:

  • биохимическое исследование крови;
  • исследование кала и мочи;
  • мазок слюны;
  • мазок с кожного покрова.

В ходе проведения анализов также важно выявить, насколько чувствительна бактерия к воздействию антибиотиков, за счет чего возможным станет определение наиболее эффективного препарата для последующего лечения.

Лечение стафилококка у взрослых

Как и чем лечить стафилококк у взрослых? Локальные формы стафилококковой инфекции лечат в домашних условиях. Госпитализация показана в случаях генерализации процесса при сепсисе, менингите, эндокардите или при необходимости оперативного лечения гнойно-некротических поражений кожи — фурункулов или карбункулов.

Современный подход к лечению стафилококковых инфекций предусматривает следующие направления лечения:

  • Применение современных антимикробных препаратов и антибиотиков;
  • Хирургические методы лечения;
  • Иммуномодуляционные методы;
  • Нормализация гормонального статуса и процесса обмена веществ организма при помощи пищевых добавок (хитозан, кордицепс), минеральных препаратов, витаминов.

Антибиотики

Бактериоскопический посев определяет наличие патогенной флоры и ее вид. Только после этого назначают антибиотические средства в таблетках и уколах, способные убить вредоносную флору.

Однозначно нельзя сказать, какой антибиотик убивает стафилококк, потому что каждый штамм бактерии чувствителен к определенному препарату. К самым часто используемым препаратам относятся следующие группы антибиотиков:

  • пенициллиновые;
  • целофаспориновые;
  • макролиды;
  • линкозамиды.

Лечение стафилококковой инфекции требует строгого соблюдения кратности приема, времени употребления лекарственного средства и его дозировки. Важно принимать назначенный антибиотик не до момента исчезновения первых симптомов стафилококка, а не менее 5 дней. Если необходимо продлить курс, то об этом сообщит доктор. Кроме того, нельзя прекращать лечение стафилококка, терапия должна быть непрерывной.

Хирургические методы

Цель хирургии при стафилококковой инфекции — вскрытие гнойника и обеспечение хорошего оттока гнойно-воспалительного экссудата. Вскрытые гнойники промываются растворами антибиотиков и дренируются. Широко применяются протеазы — ферменты, которые способны расщеплять пептидные связи в белках и продуктах из распада, тем самым ускоряя очищение гнойных ран.

Бактериофаги при стафилококковой инфекции

Для борьбы со стафилококком могут использоваться бактериофаги – вирусы с избирательной способностью к поражению стафилококка. Для наружного лечения применяют мази, содержащие антибактериальные компоненты, обладающие антисептическим и восстанавливающим действием.

При гнойных процессах не рекомендуется использовать мази, имеющие жировую основу (например, популярный линимент Вишневского) так как жиры препятствуют оттоку отделяемого из раны, тем самым ухудшая течение процесса.

Иммуномодуляторы

Для стимуляции иммунитета у детей и взрослых показано применение препаратов растительного происхождения — эхинацеи (Иммунал), женьшеня (Настойка женьшеня, препараты в виде таблеток и капсул) и Лимонника китайского.

Использование витаминно-минеральных препаратов

Одной из причин снижения иммунитета и частого рецидива инфекций (в том числе и инфекции Золотистого стафилококка) является недостаток в организме витаминов и минералов. Поэтому витаминно-минеральные препараты успешно применяются в лечении и профилактике этих инфекций.

Наиболее оправдано применение этих препаратов при наличии других признаков нехватки витаминов или в период межсезонья.

Перед началом применения витаминных препаратов или пищевых добавок рекомендуем посоветоваться с лечащим врачом и обсудить целесообразность такого лечения, а также связанные с ним риски и последствия.

Как лечить народными средствами

Перед применением любых народных средств от стафилококка, рекомендуем проконсультироваться с врачом.

  1. Абрикос. При воспалительных процессах на коже из-за стафилококковой инфекции хорошо зарекомендовала себя мякоть абрикоса, которую нужно прикладывать к очагам воспаления. Для лечения внутренней инфекции нужно кушать пюре из абрикосов 2 раза в день – утром и вечером, натощак.
  2. Кожные стафилококковые инфекции также хорошо лечатся с помощью чеснока. 50 г чеснока измельчается и толчется и перемешивается со 150 мл воды. После процеживания в получившемся настое смачивают бинт и прикладывают к больным местам на коже. Рекомендуется проводить процедуру дважды в день в течение 10 дней.
  3. Сухой зверобой. Стаканом кипятка заварить 2 ч.л. травы, накрыть тряпкой и дать настояться 30 минут. Принимать на голодный желудок перед завтраком и ужином.
  4. Рекомендуется к использованию и отвар ромашки. 2 ч.л. ромашки кипятят в стакане воды около пяти минут. Затем отвар процеживается и остужается. Его используют как средство для полоскания, промывания и протирания.
  5. Хорошим методом лечения стафилококка, является черная смородина. Черная смородина содержит наибольшее количество витамина С, который укрепляет иммунитет и способствует скорейшему выздоровлению. Так же черная смородина будет эффективна при лечении стрептококка.

Категорически запрещено использовать любые тепловые процедуры в домашних условиях для ускорения процессов созревания гнойников. Горячие ванны, баня и сауна только ухудшат состояние больного и приведут к дальнейшему распространению инфекции.

Профилактика

Понимая, как трудно лечить стафилококк, большинство врачей обращают внимание на профилактику развития инфекции. Полностью избавиться от разных видов этого микроорганизма просто невозможно. Поэтому ключевой задачей является не устранение бактерии, а предотвращение развития инфекционного процесса.

Важно проводить регулярную профилактику заболевания, не дожидаясь появления инфекции. В качестве профилактических, используют следующие методы:

  • соблюдение гигиены;
  • профилактику авитаминоза;
  • обработку ранок и порезов антибактериальными средствами;
  • предупреждение травм;
  • предупреждение потливости;
  • тщательная обработка овощей и фруктов перед приемом в пищу,
  • исключение из рациона продуктов с нарушенной целостностью упаковки.

Стафилококковые инфекции чрезвычайно опасны для здоровья людей, потому как они способны вызвать серьёзные осложнения. Проводить лечение инфекций этого вида надо под наблюдением специалиста.

Полностью избавится от присутствия стафилококков в организме невозможно. Они являются частью условно-патогенной микрофлоры человека. Малые их количества не наносят никакого вреда.

Биопленки Staphylococcus aureus и их влияние на сферу медицины

1. Введение

Открытия в микробиологии и установление асептических процессов в медицинской науке сделали возможным хирургическое вмешательство высокого уровня в течение последнего столетия с надеждой на безопасное исцеление . В свою очередь, основные проблемы возникли в виде внутрибольничных инфекций из-за образования бактериальной биопленки на медицинских устройствах [1, 2]. Несмотря на увеличение числа хирургических процедур, направленных на максимальное сближение с стерильной средой, бактериальное заражение остается серьезным риском.Бактерии действительно могут приобретать устойчивость к антибиотикам, и наблюдается появление штаммов с множественной лекарственной устойчивостью [3, 4]. Более того, больше всего тревожит то, что бактерии с регулярной чувствительностью к антибиотикам даже способны разработать стратегию выживания: формирование прочного сообщества, называемого биопленкой [1, 2, 5]. Инфекции, связанные с биопленками, составляют 80% нозокомиальных инфекций, и Staphylococcus aureus является ведущим видом в этой области [6–8].

Биопленка определяется как многоклеточный образ жизни, организованная структура, построенная почти всеми видами бактерий.Даже если термин «биопленка» используется более 60 лет, понимание этой структуры началось совсем недавно. Были обнаружены окаменелые биопленки возрастом 3,5 миллиарда лет, что подчеркивает гипотезу о том, что биопленка — это стратегия выживания, всегда используемая микроорганизмами с незапамятных времен [5]. Ученые недавно поняли, что бактерии не всегда живут в природе как свободные клетки; напротив, в большинстве случаев бактерии строят реальную социальную жизнь в устойчивом сообществе, окруженном матрицей, состоящей из полисахаридов, внеклеточной ДНК, белков, липидов и других компонентов [1, 2].Биопленка присутствует на биотической или абиотической поверхности, а встроенные внутри бактерии в 10–1000 раз более устойчивы к обычным антибиотикам, чем свободно плавающие бактерии, в зависимости от штаммов, применяемой молекулы и модели исследования [7–9]. Жизненный цикл биопленки в настоящее время хорошо описан. Во-первых, бактерии прикрепляются к поверхности и усиливают различные механизмы необратимого прикрепления. Затем программа биопленки начинается с созревания многоклеточной структуры. Для завершения этого цикла происходит диспергирование плавающих клеток в определенных условиях [1, 2, 7–9].Однако ключом к механизму биопленки является инициация, которая заставляет бактерии формировать биопленку и только при определенных условиях. Этот пусковой механизм биопленочного механизма все еще остается важным вопросом. Решением будет выживание, таким образом, структура биопленки позволяет бактериям противостоять любым типам стресса окружающей среды, включая УФ, недостаток питательных веществ и присутствие противомикробных препаратов [1, 2, 7–9].

Все эти характеристики приводят к серьезным проблемам как в промышленности, так и в медицине. В промышленности, например, присутствие многовидовых биопленок оказывает сильное влияние на процессы или производство и приводит к высоким затратам. S. aureus можно выделить из биопленки, обнаруженной в пищевой промышленности, особенно в молочном производстве [10], и они устойчивы к дезинфицирующим средствам [11]. Как следствие, микроорганизмы могут заразить молоко или другие пищевые продукты, и очистка производственной системы очень сложна или невозможна. Таким образом, необходимо заменить все конструкции, что представляет собой серьезную трату денег.

В области медицины описаны многочисленные трудности при лечении инфекций, ассоциированных с биопленками: устойчивость к антибиотикам и иммунной системе, распространение инфекции, сепсисный шок и хирургические риски удаления инфицированного имплантата или тканей [1, 6, 8]. S. aureus — один из наиболее частых микробов, обнаруживаемых при инфекциях, связанных с биопленками, частично в результате того, что они являются комменсальными бактериями на коже и слизистых оболочках человека [12]. Более того, S. aureus с множественной лекарственной устойчивостью, как и метициллин-устойчивый штаммов S. aureus (MRSA), отвечает за инфекции биопленок, которые труднее лечить, требующие более интенсивного ухода и замены медицинских устройств по сравнению с Staphylococcus epidermidis инфекции биопленки, например. S. aureus также является важным резервуаром распространения в другие участки тела человека [12]. Следовательно, разработка новых терапевтических стратегий на основе лучшего понимания биопленок необходима и необходима [4] для борьбы с этой структурой, устойчивой к иммунной системе и противомикробным препаратам.

Далее, чтобы лучше понять силу биопленок S. aureus , различные аспекты, относящиеся к биопленке, ее механизму и физиологии, выделят аспекты, характерные для стафилококков и S.aureus точнее. Будут описаны последствия S. aureus в клинической области, и будут предложены некоторые стратегии «против биопленки».

2. Жизненный цикл биопленки

Различные этапы жизненного цикла биопленки были хорошо описаны путем изучения различных видов бактерий: обратимая адгезия, необратимое прикрепление, созревание и дисперсия [5, 13] (Рисунок 1). Во-первых, активные бактерии могут превратиться из «пловцов» в «наклейки» на подставке. Поверхность всегда должна обеспечивать адгезию из-за предсказания, что органические вещества будут концентрироваться на поверхности, а микроорганизмы будут легко прилипать и будут защищены от посторонних проблем.Адгезия будет зависеть от вида бактерий, состава поверхности, факторов окружающей среды и основных генных продуктов [14]. Микроорганизмы могут прилипать к инертным или биотическим поверхностям. В большинстве случаев взаимодействие между бактериями и абиотической поверхностью включает неспецифические взаимодействия, в отличие от активного взаимодействия между микроорганизмами и живыми тканями [14]. Кондиционирование поверхности очень важно благодаря различным физико-химическим параметрам: гидрофобности, химическому составу материала, поверхностной энергии, электростатическим зарядам, температуре, шероховатости поверхности и, в случае биотической адгезии: адсорбции белков сыворотки и тканей [14, 15].Гидрофобность в большинстве случаев увеличивает бактериальную адгезию [15, 16]. В некоторых условиях окружающей среды адсорбция макромолекул может образовывать «пленку», нейтрализующую избыточные заряды и поверхностную свободную энергию, способствуя появлению бактерий и близости к поверхности. Было показано, что параметры pH влияют на прилипание S. aureus к стеклу [17].

Рисунок 1.

Жизненный цикл биопленки.

Что касается S. epidermidis , Sousa et al. [15] показали, что состояние поверхности влияет на адгезию бактерий, но гидрофобность клеточной поверхности сама по себе не связана со способностью к адгезии, что подчеркивает важность других факторов как белков, связанных с клеточной стенкой.Первые бактерии, приближающиеся к поверхности, прикрепляются к ней из-за хорошего кондиционирования, но впоследствии, когда количество клеток увеличивается, следующие бактерии, как правило, прикрепляются к предыдущим бактериям вместо поверхности [15]. В случае плохого кондиционирования поверхности и необходимости склеивания пили или другие бактериальные отростки могут преодолеть потенциальное отталкивание.

2.1. Прикрепление к поверхности

В любом случае жизнь биопленки начинается с прилипания. Последнее обратимо, но может стать необратимым.Действительно, в определенных условиях количество случаев необратимого прикрепления увеличивается и приводит к образованию биопленки. По сути, необратимое прикрепление — это первый шаг к созреванию будущей биопленки.

Вначале адгезия — это удачная встреча между хорошо подготовленной поверхностью и бактерией. В любой среде микроорганизмы могут беспорядочно приближаться к поверхности или быть привлечены хемотаксисом, затрагивающим их систему подвижности [14]. Совсем недавно способность к подвижности наблюдалась у S.aureus , даже если они не имеют придатков для движения [18]. Предполагается, что это конкретное движение является ответом на очень специфические условия.

Поверхность может быть привлекательной или отталкивающей для бактерий в соответствии с различными параметрами, описанными выше, включая гидрофобные и электростатические взаимодействия, гидродинамические силы и температуру. Гидрофобность считается наиболее важной. Бактерии могут прилипать к биотической или абиотической поверхности благодаря участию определенных молекул бактериальной поверхности, таких как поверхностный белок автолизин или тейхоевые кислоты, изменяя физико-химические свойства бактериальной поверхности, а не опосредуя прикрепление через специфические рецептор-опосредованные взаимодействия [ 13].

Известно, что в организме человека S. aureus имеет определенные мишени в зависимости от своего патогенеза. Прикрепление стафилококков к биотической поверхности, такой как ткань человека, обусловлено специфическим взаимодействием с его вирулентными факторами (рис. 1). Эти бактерии обладают большим разнообразием закрепленных на поверхности белков, таких как компоненты микробной поверхности, распознающие молекулы адгезивного матрикса (MSCRAMMS). MSCRAMMS состоит из трех частей: связывающего домена, домена, покрывающего клеточную стенку, и третьей части, ответственной за ковалентное или нековалентное прикрепление белков MSCRAMM к бактериальной поверхности.Эти адгезины способны связываться с одним или несколькими различными матриксными белками человека (фибронектином, фиброгеном и т. Д.) [13, 19, 20] и необходимы для инфекций, связанных с биопленками, на постоянных медицинских устройствах, покрытых матрицей хозяина сразу после введения [13 ]. Ковалентные связи катализируются сортировками, распознающими мотивы LPXTG. Штаммы S. aureus имеют большое разнообразие MSCRAMM LPXTG-типа по сравнению с S. epidermidis [21]. Другими поверхностными белками, участвующими в адгезии, являются белки Sdr (семейство серин-аспартатных повторов) или Aap (белки, связанные с накоплением) [13].Нековалентные связи обеспечиваются другими белками, такими как автолизин Atl. Аутолизины, участвующие в обновлении клеточной стенки, являются одними из наиболее распространенных белков на поверхности стафилококковых клеток и обладают сайтами связывания для белков матрикса человека [22, 23].

Стафилококки известны своей высокой способностью прилипать к пластиковым поверхностям. Тейхоевые кислоты, которые не участвуют в прикреплении S. aureus к биотической поверхности, являются важными соединениями, присутствующими в клеточной стенке, и важны для адгезии на пластиковых поверхностях благодаря их взаимодействию с другими поверхностными полимерами [13, 24].Тем не менее, анализ in vitro переоценил взаимодействия между тейхоевыми кислотами и устройствами в основном потому, что устройства в жидкости или в тканях быстро покрываются белками матрикса хозяина, предотвращающими прямое взаимодействие тейхоевых кислот с пластиком. Несмотря на тейхоевые кислоты, два других адгезина играют роль в адгезии к пластику: поверхностный белок Bap, связанный с клеточной стенкой, участвующий в адгезии к поверхностям полистирола [25], и поверхностный белок SasC S. aureus , участвующий в прикреплении к полистиролу, который не опосредует связывание с фибриногеном, тромбоспондином-1, фактором фон Виллебранда или тромбоцитами [26].Кроме того, автолизины облегчают прикрепление к пластику в дополнение к их способности связываться с человеческим матриксом и их ферментативной функции [23].

2.2. Связь между бактериями

Биопленка Pseudomonas aeruginosa — одна из наиболее изученных моделей биопленок. Мощная система связи между клетками была описана в биопленке P. aeruginosa и названа «кворум-зондирование» [27]. Сначала система контроля кворума была связана с коммуникацией, основанной на плотности клеток.Кроме того, определение кворума фактически связано с явлениями образования и распространения биопленок. Система коммуникации в P. aeruginosa основана на молекулах, называемых ацил-гомосериновыми лактонами (AHL), которые проникают в бактерии и напрямую регулируют гены-мишени. Системы определения кворума описаны у грамотрицательных и грамположительных бактерий. Каждая система контроля кворума состоит из разных молекул и может активировать или ингибировать образование биопленок. Наиболее изученная система в S.aureus — это система определения кворума Agr, но существуют и другие системы коммуникации.

Для S. aureus до сих пор была описана только одна конкретная система определения кворума, но, скорее всего, существуют другие механизмы для коммуникации. В какой-то момент некоторые гены, участвующие в вирулентности S. aureus , были названы вспомогательными генами, а вспомогательный генный регулятор ( agr ) был идентифицирован как глобальный регулятор генов факторов вирулентности. Различные экспериментальные планы показали, что система Agr, индуцированная внеклеточным лигандом, аутоиндуцирующими пептидами (AIP), является сенсором популяции и, таким образом, считается системой, воспринимающей кворум.Эта система может быть активирована добавлением AIP или истощением глюкозы [28]. Вкратце, эта система состоит из двух промоторов P2 и P3. Транскрипт P3 кодирует РНКIII, внутриклеточный эффектор регуляции целевого гена, отвечающий на активацию системы agr . Оперон P2 кодирует двухкомпонентную систему и ее аутоиндуцирующий лиганд AIP [29].

Во время формирования биопленки система контроля кворума Agr подавляется, чтобы остановить экспрессию факторов колонизации S. aureus [29], и активируется во время распространения бактерий [30].Также было показано, что искусственная активация Agr вызывает дисперсию биопленок [28]. Более того, система кворума Agr необходима для коммуникации внутри зрелой биопленки, чтобы установить трехмерную структуру посредством контроля клеточной дисперсии. Для этого, вероятно, необходимы фенолрастворимые модулялины (PSMs), которые описаны в следующем разделе, и протеазы, активируемые с помощью Agr и участвующие в деградации экзополисахаридной (EPS) матрицы [31]. Однако Agr не контролирует важные адгезивные молекулы биопленки, такие как полисахаридные межклеточные адгезии, в настоящее время называемые PIA [32].В заключение, регуляция системы Agr основана на плотности клеток. Во время ранней стадии колонизации плотность клеток низкая, и, как следствие, активность кворума Agr ослабевает, и белок клеточной стенки или поверхностные адгезины не регулируются, а сильно экспрессируются. На более поздней стадии активность Agr увеличивается с увеличением плотности клеток, и после этого Agr активирует секретируемые факторы вирулентности, такие как липазы, протеазы и гемолизин [33]. Неудивительно, что участие Agr в формировании биопленок, по-видимому, происходит в определенных условиях окружающей среды, о чем свидетельствует противоречие экспериментальных результатов, относящихся к модели, использованной в исследовании [30].Одна проблема, которая подчеркивается каждый раз, — это сложность обнаружения экспрессии agr из-за очень медленного метаболизма бактерий в биопленке. Во время госпитализации штаммов S. aureus , выделенных от пациентов, чаще являются штаммами с дефектом Agr, демонстрируя лучшую способность превращаться в возбудителя внутрибольничной инфекции [34]. Около agr‐ дефектных мутантов были выделены от катетерных инфекций, когда они обладали способностью образовывать компактную биопленку с потерей способности отделяться и распространяться.

Были идентифицированы и другие регуляторы, такие как Rbf, который участвует в формировании биопленки S. aureus на стадии созревания, а не на начальном прикреплении [35]. Этот регулятор не влиял на локус гена ica , кодирующий адгезины; однако клинический изолят с мутацией rbf показал более низкую способность образовывать биопленку. LuxS, другой регулятор, впервые описанный в Vibrio cholerae , находится под контролем аутоиндуктора AI-2 и, по-видимому, играет роль в формировании биопленок посредством экспрессии icaR .Однако LuxS также участвует в цикле S-аденозилметионина, и его роль в биопленках, следовательно, обсуждается, поскольку это может быть результатом этой метаболической роли [36].

В заключение, производство молекул поверхностно-активного вещества, зависящее от системы контроля кворума, по-видимому, является общим механизмом для структурирования биопленки, а также для отделения многих бактерий. В специфическом кворуме S. aureus биопленка основана на обнаружении сигнальных молекул с помощью определенных датчиков, которые приводят к цепной реакции с различными молекулярными акторами, а не на прямой связи, когда сигнальные молекулы входят в клетки и напрямую регулируют разные гены.В S. aureus имеется множество датчиков, которые позволяют быстро определить наличие бактерий.

2.3. Созревание

Созревание биопленки основано на развитии многоклеточной структуры (рис. 1). Рост биопленки контролируется увеличением бактериальных медиаторов, замедлением метаболизма и взаимодействием клеток. Созревание начинается, когда бактериальные клетки запускают программу биопленки и создают межклеточную агрегацию посредством образования «слизи», обычно называемой матрицей.Последний приклеивает бактерии друг к другу, а также на поверхности. Матрикс состоит из экзополисахаридов (EPS), белков и внеклеточной ДНК (eDNA) и отвечает за созревание биопленок, которое является результатом организованного построения сообщества. Эта специфическая трехмерная структура выглядит как типичная грибовидная форма, содержащая воду или жидкостные каналы, образованные в результате разрушительного процесса [37]. Как это ни парадоксально, созревание в построении сообщества требует также разрушительных событий.Заполненные жидкостью каналы жизненно важны для доставки питательных веществ в более глубокие слои биопленки [38]. Такая структура видоспецифична.

Экзополисахариды — первые молекулы, обнаруженные в матрице биопленок. У стафилококков наиболее описываемой молекулой адгезивной биопленки является полисахаридная межклеточная адгезия (PIA) или поли-N-ацетилглюкозамин (PNAG), и она представляет собой основную часть внеклеточного матрикса, образующего биопленку стафилококков [39]. ПИА играет важную роль в структуре биопленок и ассоциированных с биопленками инфекциях [40, 41].Внося положительный заряд в среду отрицательно заряженной поверхности бактериальных клеток, PIA работает как клей, склеивающий клетки вместе за счет электростатического взаимодействия [42]. PIA кодируется локусом гена ica и регулируется множеством факторов окружающей среды [43]. Напр., SarA и SigB усиливают экспрессию PIA, а LuxS, наоборот, подавляет ее [44–46]. PIA — единственный фактор, идентифицированный как важный для образования биопленок стафилококков in vivo [13, 43]; однако PIA присутствует не во всех штаммах, выделенных от инфекций, ассоциированных с биопленками [47].Следовательно, некоторые другие соединения, такие как белки, также должны играть роль.

Многочисленные специфические белки могут заменить PIA в формировании биопленок, поскольку белки теперь признаны необходимыми для структуры биопленки, такие как следующие белки: Aap (белок, связанный с накоплением), белок, связывающий внеклеточный матрикс (Embp), белок A, фибриноген‐ связывающие белки (FnbpA и FnbpB) или поверхностный белок G S. aureus (SasG) [48]. Последний опосредует межклеточную агрегацию благодаря гидрофильному взаимодействию с белками, присутствующими на других бактериях [49].Что касается поверхностного белка SasC S. aureus , который обладает LPXTG-мотивом для прикрепления к клеточной стенке, он участвует в межклеточной агрегации и созревании биопленок [26]. В зависимости от стафилококка внеклеточный белок Aap [50] участвует в формировании PIA-независимой биопленки у S. epidermidis [51] или в созревании биопленки посредством взаимодействия с PIA, как у S. aureus [50] .

Все эти результаты подчеркивают важность поверхностно-активных веществ в созревании биопленок.Фенол-растворимые модуляны (PSM) представляют собой пептиды поверхностно-активных веществ, обнаруженные как в S. aureus , так и в S. epidermidis . Их последовательность зависит от вида, но все они имеют амфипатическую α-спираль [13]. PSMs строго контролируются Agr, с прямым связыванием регулятора Agr на промоторе оперона psm , указывая тем самым, что Agr-зависимые процессы созревания биопленок обусловлены экспрессией PSMs [13]. Более того, мутантный штамм agr из S. aureus имеет такое же поведение, что и полностью удаленный мутант по генам PSM в модели in vivo [13].Как показано в S. epidermidis, участие PSM в созревании биопленок не зависит от белка PIA. У S. epidermidis отсутствие PSM приводит к образованию более «компактных» биопленок, что позволяет предположить, что PSM также участвует в развитии биопленок. Более того, как видно на примере всех Staphylococcus , присутствие пептидов PSM необходимо для определения объема, толщины, шероховатости биопленки и образования каналов [52]. Таким образом, поверхностно-активные пептиды являются ключом к трехмерной структуре биопленки.PSM также вызывают отслоение биопленок [52] и являются факторами, определяющими созревание биопленок in vivo, [13].

Амилоидные белки также играют важную роль в структуре биопленок, обеспечивая стабильность матрикса [53]. Эти белковые волокна могут связывать внеклеточную ДНК. PSM также играют роль инертных фибрилл в биопленке, действуя как прочная связь, ожидая лучших условий, чтобы вызвать их диссоциацию и способствовать диспергированию биопленки [53, 54]. Bap др. Связанный с клеточной стенкой поверхностный белок [25, 55–57], участвующий в адгезии, также необходим для созревания биопленок и инфицирования молочных желез крупного рогатого скота [20, 45].Этот белок является настоящим сенсором, реагирующим на условия окружающей среды (например, концентрацию кальция), и Bap также является белком-каркасом, образующим амилоидоподобные агрегаты при низкой концентрации кальция и кислом pH [53].

При организованном строительстве созревание биопленки основывается на событиях развития и разрушении. Таким образом, предполагается, что ферменты, разлагающие PIA (PIAse), вносят вклад в созревание биопленок, но они никогда не были обнаружены у стафилококков [13]. В любом случае другие протеазы могут играть важную роль в созревании биопленок стафилококков, что доказано штаммами, показывающими формирование биопленок, не зависящих от PIA [58].Эти протеазы регулируются в основном с помощью SarA и реже с помощью Agr, но до сих пор никакие эксперименты не продемонстрировали прямых доказательств их роли в развитии биопленок или опосредованном протеазами отслоении биопленок.

Третий важный элемент матричной композиции — внеклеточная ДНК (еДНК). ДНК, полианионная молекула, присутствующая в матрице биопленки, описывается как лиганд, способный связываться с другими молекулами, присутствующими в матрице, такими как тейхоевые кислоты или PIA. Следовательно, ДНК играет важную роль в структуре биопленок.Это присутствие основано на участии гибели клеток: ДНК, высвобождаемая из лизированных бактерий, также называемая эДНК, имеет решающее значение во время начального прикрепления и созревания. Увеличение лизиса клеток влияет на образование биопленок через белки Cid [59–61]. В самом деле, регуляторы, такие как CidR, который контролирует автолиз, участвуют в развитии биопленок и формировании формы башенных грибов [62]. Внеклеточная ДНК появляется в результате запрограммированной бактериальной гибели клеток и в результате экспрессии гена cidA , кодирующего холин, ответственный за лизис.Эта система регулируется продуцированием антихолина, кодируемого генами lrgAB , который является ингибитором cidA-опосредованного лизиса [59, 62]. Однако, in vivo , важность eDNA трудно оценить, а также понять, как стафилококковая биопленка могла выжить в присутствии ДНКseI человека, которым удается диспергировать зрелую биопленку in vitro [13].

В заключение, ученые осознали, насколько важно иметь точное знание механизмов, участвующих в матрице расширения биопленки или в этапах отслоения, чтобы иметь возможность разработать стратегии борьбы с биопленкой.Однако биопленки также образованы четырьмя наборами клеток: одни с аэробным или ферментативным ростом, другие спящие или мертвые [63]. Эту неоднородность клеток внутри биопленок следует иметь в виду при поиске противобиопленочной терапии.

2.4. Дисперсия

Деструктивные процессы жизненно важны для структуры биопленки, и разрушение позволяет отделить отдельные клетки или большие скопления бактерий от биопленки в случае хороших условий окружающей среды или в случае расширения биопленки (Рисунок 1).Это рассеяние имеет важные последствия для инфекций, связанных с биопленками, поскольку приводит к системному распространению. В настоящее время хорошо известно, что отслоившиеся от биопленки клетки могут привести к эндокардиту или сепсису [13].

Разрушение основано на механических силах, а также на прерывании производства материала биопленки и выработки ферментов и поверхностно-активных веществ, которые рассматриваются как факторы отслоения, способные разрушить матрицу. Кворум-сенсорная система Agr, участвующая в формировании биопленок и активности внеклеточных протеаз, необходима для контроля молекул диспергирования биопленок [28, 32, 52].Экспрессия agr , в основном осуществляемая бактериями во внешних слоях биопленки, приводит к отслоению и возобновлению роста [30], но agr также экспрессируется в более глубоких слоях, где это необходимо для формирования каналов [52]. Фактически, этот эффект диспергирования, связанный с системой Agr, может быть следствием участия PSM, экспрессия которых контролируется кворумом Agr.

Нуклеазы, ферменты, разрушающие внеклеточную ДНК, также необходимы. ДНКазаI человека разрушает стафилококковые биопленки [64].Термонуклеаза стафилококка nuc2 участвует в развитии биопленок, вероятно, для ускорения диспергирования [65]. Вторая нуклеаза nuc1 показала эффект диспергирования, аналогичный nuc2 , на биопленку in vitro [66]. Тем не менее, эти эффекты пока не обнаружены в моделях in vivo [66].

Были описаны другие факторы, участвующие в диспергировании, такие как бактериофаги, которые, как было установлено, важны для развития биопленок, особенно на стадии диспергирования [31].Было показано, что даже протеазы, подобные Aur-металлопротеазе и сериновой протеазе Slp, ответственны за распространение движения [67].

В заключение, жизненный цикл биопленок начинается под воздействием стрессовой реакции (например, голодания), и бактерии прикрепляются к поверхности, где пролиферация клеток более благоприятна. Образуется монослой, и некоторые специфические гены экспрессируются, вызывая образование микроколоний. Система контроля кворума действует как контролер, а биопленка образует хорошо организованную структуру.

3. Физиология биопленки

Биопленки, по-видимому, являются лучшей стратегией для бактерий, чтобы выжить в любых условиях окружающей среды. Обнаружение стресса и, следовательно, реакция должны быть достаточно быстрыми, чтобы выжить в этих условиях. Поэтому быстрый процесс активации программы биопленки имеет решающее значение для бактерий.

3.1. Включение / выключение программы

Как описано для реакции на стресс, установка индуцибельных процессов основана на дифференциальной экспрессии важного числа генов [68, 69].Клетки биопленочных бактерий физиологически отличаются от свободных клеток [12]. Действительно, различные стадии, такие как адгезия и иммобилизация, требуют экспрессии различных генов. Что еще более важно, связь между бактериями (система контроля кворума) контролирует многие метаболические системы и приводит к регуляции многих генов. Производство молекул, воспринимающих кворум, в качестве эндогенного сигнала приводит к изменениям в зависимости от обнаруженной концентрации. Признаки окружающей среды вызывают генетические и физиологические изменения, также называемые переходом биопленки.Как описано ранее, матрица является основой развития биопленки и отвечает за многие процессы в программе биопленки. Более того, клетки биопленки демонстрируют общее подавление своего метаболизма, что подчеркивает медленно растущую клетку или недостаток кислорода из-за структуры биопленки, как во время ферментации. Повышение активности уреазы и пути аргининдезиминазы для ограничения побочных эффектов кислого pH во время анаэробного роста также наблюдалось в структуре биопленок [12]. Все эти приспособления участвуют в общем процессе создания биопленки.Дифференциальная экспрессия генов также приводит к механизму устойчивости к антибиотикам. У S. epidermidis некоторые из этих механизмов устойчивости к антибиотикам активируются на стадии биопленки [70]. В S. aureus экспрессия Agr и участие в формировании биопленок зависят от условий окружающей среды [30]. Выключение экспрессии agr не влияет, усиливает или ингибирует образование биопленок в зависимости от параметров окружающей среды [30].

Программа «Биопленка» — это временная реакция на стрессовые условия, и этот процесс может довольно быстро прекратиться, когда условия более благоприятны для бактерий.

3.2. Взаимодействие с окружающей средой и стратегия выживания

Бактерии обладают исключительной способностью выживать в любых суровых условиях, и, как недавно было обнаружено, это связано с их способностью образовывать биопленку. Многие виды окружающей среды могут быть источником стресса для бактерий. Биопленка S. aureus была обнаружена в промышленности и в клинической сфере, особенно при инфекциях, связанных с биопленкой. Предполагается, что стрессы окружающей среды вызывают образование биопленок. Доказано, что сигма B, белок, необходимый для транскрипции и активируемый при стрессовых ответах из-за теплового шока, MnCl 2 , NaCl 2 и щелочного шока, участвует в образовании биопленок [71, 72].

В S. aureus питательные вещества, такие как глюкоза или NaCl, могут влиять на биопленку. Например, регулятор Rbf участвует в образовании биопленок в условиях высоких концентраций глюкозы и NaCl, но не в присутствии этанола [35]. Недостаток питательных веществ был подчеркнут как важный экологический стресс, который может вызвать созревание биопленок [61, 73]. In vitro , однако, добавление глюкозы необходимо для образования биопленок и активации системы контроля кворума agr [28], даже если самые старые результаты показали обратное [74].Фактически, условия для образования биопленки кажутся очень специфическими, например, баланс между чрезмерной концентрацией глюкозы и недостатком источника углерода. Поддержание pH также влияет на систему Agr и, как следствие, вероятно, влияет на образование биопленок [74, 75].

Нитритный стресс также вызывает экспрессию PIA, ответственного за большую часть состава матрикса [76]. Фактически, индукция или подавление образования биопленок происходит из-за баланса концентрации определенных питательных веществ или стресса.Например, NO необходим для образования биопленок, пока его концентрация не станет слишком высокой. После этого NO участвует в диспергировании биопленки [77]. Также было замечено, что низкий уровень кислорода, даже в анаэробном состоянии, как в самом сердце биопленки, увеличивает экспрессию PIA [78].

В организме человека нехватка питательных веществ (например, железа, источника углерода и т. Д.) Или кислорода, присутствие иммунной системы или даже противомикробных молекул воспринимается бактериями как стресс и может вызвать программу биопленки.В S. aureus экспрессия PIA и созревание биопленок сильно индуцируются условиями, обнаруженными in vivo , как описано в модели инфекции, связанной с устройством [79]. В S. epidermidis субингибирующие концентрации тетрациклина и хинупристина — далфопристина индуцируют экспрессию кластера генов ica , а увеличение концентрации Mg 2+ увеличивает производство биопленок. Напротив, добавление ЭДТА (этилендиаминтетрауксусной кислоты) снижает количество клеток на поверхности пластика [14].Концентрация цинка может также влиять на адгезию биопленок через активность SasG, поверхностного белка с цинк-зависимыми механическими свойствами [49]. Субингибирующие концентрации фуранона, молекул, выделенных из красных водорослей, подавляют восприятие кворума, но также способствуют образованию биопленок [80, 81]. Этот результат отражает возможную область межвидового взаимодействия и важность конкретной микросреды.

В природе многие бактерии живут в условиях ограниченного количества питательных веществ, недостатка кислорода и многих других опасностей, таких как влажность, осмотическое давление и механические силы.Биопленка благодаря наличию матрицы защищает все внедренные бактерии от всех этих изменений окружающей среды и давления.

3.3. Взаимодействие с иммунными клетками хозяина

Во время бактериальной инфекции иммунные клетки хозяина являются защитниками организма. Благодаря таким механизмам, как фагоцитоз или высвобождение бактерицидных компонентов, эти клетки способны бороться с планктонными S. aureus и нейтрализовать их. Что касается биопленки S. aureus , общее мнение состоит в том, что структура биопленки защищает бактерии от иммунных клеток, избегая взаимодействия между обоими участниками.Тем не менее, недавние исследования показали, что полиморфно-ядерные нейтрофилы (PMN), макрофаги, миелоидные супрессорные клетки (MDSC) и Т-лимфоциты могут взаимодействовать с биопленкой S. aureus в двустороннем взаимодействии (Рисунок 2).

Рисунок 2.

Взаимодействие между биопленкой S. aureus и иммунными клетками хозяина.

PMN — это первая линия защиты от бактериальных инфекций. Эти клетки могут фагоцитировать планктонные бактерии и выделять бактерицидные компоненты, такие как активные формы кислорода или ферменты [82].Вопреки догме, эксперименты in vitro и показали, что PMN может также атаковать S. aureus в форме биопленок. PMN могут мигрировать в сторону биопленки S. aureus и внутрь нее и очищаться от нее путем фагоцитоза. Степень очистки биопленки, по-видимому, зависит от ее состояния созревания. Действительно, зрелые биопленки считаются более устойчивыми к фагоцитозу, чем молодые [83]. После фагоцитоза PMN претерпевают апоптоз, запрограммированную гибель клеток, чтобы предотвратить распространение бактерицидных и цитотоксических веществ [84].Помимо фагоцитоза, PMN могут высвобождать лактоферрин и эластазу посредством феномена дегрануляции, а также ДНК [85]. Производство кислородных радикалов PMN также участвует в очистке биопленок и зависит от покрытия биопленок IgG, механизм, называемый «опсонизацией» [86]. В глобальном масштабе PMN можно рассматривать как актив для борьбы с биопленками S. aureus .

Параллельно с ответом PMN, ответ макрофагов также запускается в течение S.aureus , который изменяется в случае заражения биопленкой S. aureus . Действительно, планктонный S. aureus обычно вызывает провоспалительный микробицидный фенотип в макрофагах, определяемых как M1. Подразумевается фагоцитоз бактерий и выработка бактерицидных компонентов [87]. В контексте инфекции биопленки S. aureus , исследования in vitro, и in vivo показали, что инвазия макрофагов в биопленки ограничена. Биопленки S. aureus способны секретировать специфические токсины, называемые альфа-токсином (Hla) и лейкоцидином AB (LukAB), которые подавляют фагоцитоз макрофагов и вызывают цитотоксичность, способствуя дисфункции макрофагов и, таким образом, способствуя развитию биопленки S. aureus [88]. Более того, биопленка S. aureus может также вызывать поляризацию макрофагов от провоспалительного микробицидного фенотипа M1 к альтернативно активированному фенотипу M2, проявляя противовоспалительные свойства и ограниченный фагоцитоз [33, 89].Недавнее исследование показало, что лечение установленных инфекций биопленок с активированным M1 значительно снижает нагрузку на биопленку, подтверждая, что фенотип M1 неблагоприятен для развития биопленок S. aureus , тогда как поляризация M2 благоприятствует ему [90].

Самые последние исследования взаимодействия между биопленками S. aureus и иммунными клетками сосредоточены на MDSC, гетерогенной популяции незрелых моноцитов и гранулоцитов с иммуносупрессивными свойствами.В случае инфицирования биопленкой S. aureus MDSC предотвращают провоспалительную активность моноцитов / макрофагов, ингибируют пролиферацию Т-лимфоцитов и способствуют сохранению биопленки [91]. Этот феномен частично регулируется интерлейкинами IL-12 и IL-10 [92, 93]. IL-12 представляет собой цитокин с провоспалительными и противовоспалительными свойствами, который способствует привлечению MDSC, тогда как IL-10 является противовоспалительным цитокином, в основном продуцируемым MDSC в контексте инфекции биопленки. Недавнее исследование показало, что IL-10 способствует росту биопленок и экспрессии противовоспалительных генов в моноцитах, что может быть связано с поляризацией фенотипа M2 [93].MDSC в конечном итоге будут эффекторами для развития противовоспалительной среды, которая способствует сохранению биопленки S. aureus .

Что касается взаимодействия между биопленкой S. aureus и Т-лимфоцитами, Leid et al. сообщили, что мононуклеарные лейкоциты, особенно лимфоциты и, в меньшей степени, моноциты, могут прикрепляться к биопленке, но они не способны к созреванию фагоцитов и полностью созревшей биопленке S. aureus [94]. В случае S.aureus , ранние воспалительные реакции Th2 и Th27 увеличиваются, а ответы Th3 и Treg, по-видимому, подавляются [95]. Ответы Th3 / Treg проявляются как защитный механизм для организма в отличие от ответов Th2 / Th27, которые могут способствовать развитию хронической инфекции биопленок S. aureus [96]. Этот ответ, противоположный тому, что наблюдается в ответе макрофагов, выявляет сложность взаимодействий между биопленками S. aureus и клетками иммунной системы.

4. S. aureus Инфекции, связанные с биопленкой, и лечение антибиотиками

4.1. Биопленки S. aureus ответственны за различные типы инфекций.

Различные бактерии участвуют в инфекциях, связанных с развитием биопленок у пациентов с ослабленным иммунитетом или медицинских устройств. К сожалению, наиболее известным примером является видов P. aeruginosa , у которых образуется высокорезистентная биопленка в легочных путях пациентов с муковисцидозом.

Образование биопленок связано с различными стафилококковыми заболеваниями, такими как эндокардит, остеомиелит, инфекции кожи и мягких тканей, инфекция мочевыводящих путей, колонизация носа и осложнения муковисцидоза, а также инфекции, связанные с имплантатами [97–99].В большинстве случаев образование биопленки способствует хроническому развитию инфекций S. aureus . Колонизация имплантированных материалов стафилококковой биопленкой — одна из важнейших проблем. Стафилококковая биопленка может развиваться на различных структурах, таких как катетеры, протезы суставов, протезы сердечных клапанов, контактные линзы, шунты спинномозговой жидкости и кардиостимуляторы [100]. Кроме того, после имплантации в организм медицинские устройства покрываются белками-хозяевами, облегчая прикрепление S.aureus и образование биопленок [101].

4.2. S. aureus Инфекции, связанные с биопленкой, более устойчивы.

Биопленки продемонстрировали неразрывные структуры, устойчивые к антибиотикам и многим другим молекулам или стрессам окружающей среды. Было проверено множество гипотез, объясняющих эту невероятную природную непобедимость. Во-первых, внутренняя структура биопленки предполагает, что противомикробные препараты не могут проникнуть внутрь биопленки. Эта гипотеза оказалась маловероятной для большинства антибиотиков, поскольку структура биопленки состоит из множества водных каналов.Вторая гипотеза основана на том факте, что матрица биопленки может накапливать ферменты, разрушающие антибиотики, и, как следствие, антибиотики быстро разрушаются [9]. Затем ученые подчеркивают тот факт, что у микроорганизмов очень медленный метаболизм в биопленке, что предотвращает большинство кинетических реакций, вовлеченных в механизм действия антибиотиков. Использование антибиотиков, нацеленных более конкретно на эти медленно растущие бактерии, не было более успешным, даже в сочетании с противомикробными препаратами, которые могут воздействовать на активные бактерии, присутствующие в популяции биопленок, которые, как известно, являются гетерогенными [63].Клетки-персистеры также могут присутствовать в этой гетерогенной популяции и могут выдерживать высокую концентрацию антимикробных препаратов.

В настоящее время кажется, что естественная резистентность биопленок возникает из-за индукции определенных механизмов биопленки [9]. Стрессовые реакции в виде образования биопленок приводят к изменению экспрессии многих генов, что увеличивает устойчивость к противомикробным препаратам. Теперь известно, что голодание по питательным веществам способствует толерантности к антибиотикам [61].

Биопленка — прекрасный пример адаптивной устойчивости, не связанной с генетической мутацией, которая может передаваться дочерним клеткам, даже если близость бактерий в биопленках увеличивает горизонтальный перенос генов или мутацию, которая может привести к внутренней устойчивости [9].

4.3. Текущее лечение биопленок S. aureus

Лечение биопленок S. aureus является терапевтической проблемой. Даже если каждый имеет в виду, что введение S. aureus в слизь повышает его толерантность к антибиотикам, необходимо определить две ситуации, касающиеся лечения инфекций, ассоциированных с биопленками S. aureus .

Во-первых, антибиотики могут оказывать тормозящее действие на образование биопленок.Это связано со способностью препятствовать прикреплению и начальному росту биопленки. В недавнем исследовании специально оценивали ингибирование образования биопленок S. aureus с помощью новой системы — антибиофильмограммы ® [102]. Эта система, основанная на методе Biofilm Ring Test ® [103], позволяет определить для выбранного антибиотика минимальные ингибирующие концентрации (MIC), необходимые для подавления образования биопленок (называемые bMIC). В этом исследовании Tasse et al.сообщили, что bMIC эквивалентен или близок к MIC для планктонных бактерий. Сходные значения MIC и bMIC особенно наблюдались для клиндамицина, фузидовой кислоты, линезолида и рифампицина [102].

Вторая ситуация касается эффективности антибиотиков на сформированной / зрелой биопленке. Сессильное сообщество уже организовано, и могут присутствовать персистеры. В этом случае эффективность антибиотика определяется посредством измерения минимальной концентрации, устраняющей биопленку (МБЭК), с помощью устройства Calgary Biofilm Device [104].MBEC для биопленок S. aureus может быть в 10–1000 раз выше, чем МИК, определенный для планктонных бактерий, в зависимости от исследуемых штаммов и антибиотиков [105–108].

Разница между bMIC и MBEC, вероятно, связана с недостаточным проникновением / диффузией антибиотиков внутри биопленки, даже если это утверждение все еще остается спорным. Действительно, пониженное проникновение антибиотиков наблюдалось в in vitro моделях биопленок S. aureus [109, 110].Проникновение внутрь биопленки зависит от типа антибиотиков и структуры биопленки. Напротив, другие исследования, такие как недавнее исследование Boudjemaa et al. сообщили, что матрица биопленки не является щитом для распространения антибиотиков. Они заметили, что концентрация внутри биопленки аналогична той, которая может быть обнаружена вне биопленки. В этом случае устойчивость к лечению будет связана со снижением действия препарата на S. aureus [98, 111].Интересным компромиссом может быть то, что несколько факторов влияют на эффективность лечения антибиотиками против биопленок S. aureus . Недостаток проникновения — одна из них, но сама по себе она не может быть единственным ответом.

В связи с этим комбинация антибиотиков представляется интересным решением для эффективного лечения. Тест на чувствительность показал, что рифампицин, а также ванкомицин и фузидиевая кислота являются наиболее интересными составляющими комбинаций антибиотиков, действующих против стафилококковых биопленок [112].В инновационной модели in vitro Parra-ruiz et al. продемонстрировали, что комбинация даптомицина или моксифлоксацина с кларитромицином имеет больший эффект, чем индивидуальные эффекты трех агентов против биопленки, образованной метициллин-чувствительным штаммом S. aureus (MSSA). Аналогичные наблюдения были сделаны для комбинации линезолида и даптомицина, а также для даптомицина и рифампицина против штамма MRSA [113, 114]. Однако недавние исследования показали, что комбинация антибиотиков также может оказывать антагонистический эффект на выведение S.биопленка aureus . Сообщалось, что линезолид может антагонизировать ванкомицин и даптомицин [115]. На модели инфекционного эндокардита с образующим биопленку MRSA Laplante и Woodmansee наблюдали, что рифампицин и гентамицин антагонируют или замедляют бактерицидную активность даптомицина и что монотерапия даптомицином имеет лучшую активность in vitro, чем , чем комбинации, содержащие ванкомицин [116]. Более того, согласно Croes et al., Использование комбинаций, содержащих рифампин, против S.aureus остается непредсказуемым, начиная от тенденции к антагонизму и заканчивая некоторыми эффектами синергизма [117]. Напротив, недавнее исследование, в котором анализировалась чувствительность к антибиотикам 58 клинических изолятов, подчеркнуло, что нет никаких доказательств того, что рекомендовать комбинированную терапию даптомицином / рифампицином при инфекции MSSA / MRSA нет.

Эффективность монотерапии антибиотиками или биотерапии в большинстве случаев оценивалась с использованием моделей in vitro . Модели инфекции In vivo имеют большое значение для комфорта и улучшения результатов между скамьей и кроватью пациента.На модели кроличьей инфекции протеза сустава MRSA комбинация рифампицина с даптомицином оказалась более эффективной, чем лечение любым из этих агентов [118]. Аналогичные результаты были получены о комбинации линезолида с рифампицином или ванкомицина с рифампицином на модели остеомиелита инородного тела MRSA на кроликах [119]. Недавно в исследовании было протестировано несколько антибиотиков по отдельности и в комбинации на мышиной модели остеомиелита, связанного с имплантатом. Авторы сообщили, что наиболее эффективные комбинации антибиотиков содержат рифампицин, а комбинации, содержащие два антибиотика, не являющихся рифампицином, не более активны, чем отдельные препараты [120].

Во всем мире попытка предотвратить образование биопленки представляется наиболее интересным способом борьбы с этим видом инфекции. В случае инфицирования полностью сформированной биопленкой лучшим вариантом представляется использование комбинации высоких доз антибиотиков, содержащих рифампицин и / или даптомицин.

Помимо трудностей с лечением инфекций, ассоциированных с биопленками, для их выявления требуется еще и важная задержка. Необходимость найти технический подход к обнаружению биопленки в аналитических лабораториях огромна.Некоторые биомаркеры были исследованы, особенно благодаря методам количественной полимеразной цепной реакции (КПЦР). Например, ica генов, кодирующих PIA, могут быть идентифицированы с помощью ПЦР [47]. Однако оперон ica не присутствует во всех штаммах S. aureus [51], и, следовательно, его нельзя использовать в качестве общего биомаркера. По-прежнему отсутствуют инструменты для диагностики инфекций, связанных с биопленками. Было бы необходимо найти либо универсальный биомаркер, который определяет все виды биопленок, либо, по крайней мере, видоспецифический биомаркер, обнаруживаемый в конкретном случае присутствия биопленки.

5. Будущие стратегии борьбы с образованием биопленок

В настоящее время существование биопленок больше нельзя игнорировать. Сообщество ученых должно найти новые способы борьбы с этой бактериальной социальной сетью, чтобы избежать образования биопленки или ослабить ее внутреннюю сопротивляемость, разрушить биопленку или убить бактерии, встроенные в эту структуру, как подробно описано Bjarnsholt et al. [121] и обобщены на Рисунке 3.

Рисунок 3.

Стратегии «anti-S. биопленка aureus ».

5.1. Профилактика с помощью антиадгезивных или антикоммуникативных молекул

Профилактика всегда будет лучшей стратегией борьбы с образованием биопленок. Более того, подавляя образование биопленок, бактерии остаются в «планктонной» форме и гораздо более восприимчивы к молекулам антимикробной или иммунной системы, и поэтому их легче устранить. Профилактика должна использоваться как профилактическая стратегия, особенно при имплантации устройств во время операции [121]. Идея состоит в том, чтобы избежать прилипания бактерий к материалу.Как следствие, некоторые антиадгезионные поверхности разрабатываются для использования в производстве имплантатов [122]. Например, титановые имплантаты, покрытые гентамицином, показали местное действие и короткое время высвобождения, борясь с ранней инфекцией S. aureus и уменьшая побочные токсические эффекты [123]. Эта стратегия может быть применена, когда инфекция не является эндогенной, так как высвобождение антибиотика в какой-то момент закончится и имплант снова превратится в идеальную бактериальную поддержку [121]. Чтобы предотвратить бактериальную адгезию, было бы интересно нацелить молекулы, ответственные за начальное прикрепление, как адгезины, с помощью нейтрализующих антител [121].Вакцина была разработана на основе 4 антигенов, участвующих в формировании биопленок S. aureus . Его эффективность была доказана на модели хронического остеомиелита кроликов, но только в комбинации с ванкомицином для уничтожения свободных бактерий [124]. Ингибирование развития биопленок также может быть основано на использовании ферментов, разрушающих компоненты матрикса биопленки [121], таких как ДНКаза, которые избегают стадии необратимого прикрепления, но эта стратегия не работает в моделях in vivo . Ингибирование образования биопленок может быть основано на возмущении сигнала, таком как присутствие эндогенного нитрита или добавление экзогенного нитрита [76] или аминокислот, которые нарушают начальное прикрепление или созревание.Более того, поверхности, пропитанные этими молекулами, предотвращают инфицирование устройств [125, 126]. Антиадгезивные стратегии часто разрабатываются для поверхностей, поддерживающих антиадгезивную молекулу, которая нацелена и противодействует адгезину или другим специфическим молекулам прикрепления [122], избегая прилипания бактерий.

В заключение можно представить себе концепцию молекул, мешающих сигналам, ответственным за индукцию программы биопленки, и это могло бы привести к присутствию только свободно плавающих бактерий, которые более чувствительны к антибиотикам.

5.2. Ослабление

В случае неудачи предотвращения образования биопленки, необходимо разработать другие стратегии. Стратегии ослабления основаны на идее предотвращения создания свойств биопленки, будучи эффективными только для формирования биопленки, а не для зрелой биопленки [121]. Целями этой стратегии являются факторы вирулентности, коммуникационные молекулы или специфический метаболический путь, участвующий в созревании биопленок. В S. aureus система контроля кворума Agr и PSM, регулируемые Agr, являются ключевыми контроллерами структуры биопленки.Как следствие, они являются идеальными мишенями для вакцин или лекарств [28, 127]. Пептид, ингибирующий РНКIII, негативно регулирует реакцию кворума, и, как следствие, он может уменьшать биопленок S. aureus in vivo [128].

Молекулы, прерывающие производство или сборку амилоидных волокон, могут, следовательно, дестабилизировать структуру биопленки. Соединение (-) — галлат эпигаллокатехина (EGCG), используемое для борьбы с амилоидными пептидами, участвующими в болезнях Альцгеймера и Паркинсона, также активно ингибирует S.aureus [53]. Другим примером являются функциональные микродомены, которые были обнаружены в бактериальных мембранах, и их ингибирование путем применения зарагозиновой кислоты позволяет избежать образования биопленок [129].

Было бы интересно разработать другие вакцины или лекарства, нацеленные на факторы вирулентности, усиливающие образование биопленок.

5.3. Нарушение биопленки

Что касается стратегии «ослабления», то нацеливание на систему определения кворума Agr в S. aureus будет интересно для запуска разрушения [28, 127].Другие молекулы были проверены на их способность диспергировать биопленку. Посланник жирных кислот, названный цис -2-деценовая кислота, продуцируемый во время роста P. aeruginosa , показал способность диспергировать биопленок S. aureus [130]. D-аминокислоты запускают разборку биопленок при воздействии на амилоидные волокна и могут быть потенциальной стратегией для диспергирования предварительно сформированной биопленки [125].

Другой целью для разрушения биопленки является матрикс с использованием, например, ферментов, разрушающих PIA.Два матричных полимера в стафилококковых биопленках, поли-N-ацетилглюкозамин и эДНК, могут быть нацелены на их разрушение с помощью дисперсина B и ДНКазы I соответственно. Дисперсину удалось отделить предварительно сформированных биопленок S. epidermidis , но не S. aureus , и наоборот, ДНКаза I вызвала разрушение структур S. aureus , а не S. epidermidis [62]. Однако нуклеазы не влияют на инфекции, связанные с биопленками [66]. Кроме того, известно, что бактериофаги участвуют в стадии диспергирования биопленок [31].Таким образом, бактериофаги были сконструированы для производства дисперсина B, и было замечено уменьшение массы биопленок [131, 132].

5.4. Убить

Искоренить преформованную биопленку — последний шанс, и эту стратегию по-прежнему сложно постичь. Многие молекулы были протестированы, но они должны соответствовать многим критериям, таким как нецитотоксичность и непровоспалительные эффекты. Перспективными молекулами являются пептиды «против биопленки», созданные на основе антимикробных пептидов животных (AMP), которые обладают противовоспалительным действием и эффективны для уничтожения грамположительных или грамотрицательных бактерий при очень низких концентрациях [73, 133].Они также показали свою способность действовать в синергии с обычными антибиотиками, избегая использования слишком высоких концентраций каждой молекулы [133].

Границы | Биопленки Staphylococcus aureus: последние разработки в области распространения биопленок

Staphylococcus aureus Биопленки и инфекция

Staphylococcus aureus — это грамположительный комменсал человека, который постоянно колонизирует передние ноздри примерно у 20-25% взрослого здорового населения, в то время как до 60% колонизируются периодически (Eriksen et al., 1995; Hu et al., 1995; Kluytmans et al., 1997; Ellis et al., 2014). Исследования связали носовую колонизацию S. aureus с повышенным риском инфицирования (Dall’Antonia et al., 2005; Ellis et al., 2014). Доказано, что 65% людей с инфекциями S. aureus колонизированы одним и тем же штаммом, тогда как при нозокомиальных инфекциях процент возрастает до 80% (Weinstein, 1959; von Eiff et al., 2001; Wertheim et al., 2004 ). Возникающие в результате инфекции весьма разнообразны и могут включать острые инфекции, такие как бактериемия и кожные абсцессы, которые обычно вызываются планктонными клетками из-за выработки секретируемых токсинов и экзоферментов (Gordon and Lowy, 2008).Напротив, хронические инфекции связаны с режимом роста биопленок, при котором S. aureus могут прикрепляться и сохраняться на тканях хозяина, таких как кости и сердечные клапаны, вызывая остеомиелит и эндокардит соответственно, или на имплантированных материалах, таких как катетеры, протезы суставов и кардиостимуляторы (Parsek and Singh, 2003; Kiedrowski and Horswill, 2011; Barrett and Atkins, 2014; Chatterjee et al., 2014). Имплантированные материалы покрываются белками-хозяевами после вставки и матрикс-связывающими белками на поверхности S.aureus способствуют прикреплению к этим белкам и развитию биопленки (Cheung and Fischetti, 1990; Francois et al., 1996). В случае инфицированных медицинских устройств удаление устройства часто необходимо для лечения инфекции (Darouiche, 2004).

Биопленка определяется как сидячее микробное сообщество, в котором клетки прикреплены к поверхности или к другим клеткам и встроены в защитный внеклеточный полимерный матрикс. Этот способ роста демонстрирует измененную физиологию в отношении экспрессии генов и продукции белка (Parsek and Singh, 2003; Archer et al., 2011; Кедровски и Хорсвилл, 2011). Стадии развития биопленки были определены многими и могут быть разделены, по крайней мере, на три основных события: начальное прикрепление, созревание биопленки и распространение (рис. 1А). Во время первоначального прикрепления отдельная планктонная клетка обратимо связывается с поверхностью, и если клетка не диссоциирует, она необратимо связывается с поверхностью. Прикрепление опосредуется поверхностными белками, называемыми компонентами микробной поверхности, распознающими молекулы адгезивного матрикса (MSCRAMM) (Foster et al., 2014). Во время инфекции эти белки играют важную роль в прикреплении к факторам хозяина, таким как фибриноген, фибронектин и коллаген. Созревание биопленки происходит в результате деления клеток и образования внеклеточного полимерного матрикса. Состав матрикса биопленки варьируется между штаммами, но в целом может содержать факторы хозяина, полисахариды, белки и внеклеточную ДНК (эДНК) (Montanaro et al., 2011; Cue et al., 2012; Foster et al., 2014) . После накопления биопленки клетки внутри биопленки могут реактивироваться до планктонного состояния посредством рассеивания (Boles and Horswill, 2011).В этом обзоре будут изучены основные механизмы распространения S. aureus .

Рисунок 1. (A) Модель цикла роста биопленки S. aureus . Таким образом, при контакте с поверхностью планктонные клетки прикрепляются через ассоциированные с поверхностью белки. После прикрепления клетки делятся и начинают производство внеклеточного матрикса, что приводит к образованию микроколонии. По мере продолжения деления клеток биомасса накапливается и образуется зрелая биопленка.Сигналы окружающей среды внутри биопленки запускают активацию механизмов распространения, и после распространения клетки снова входят в состояние планктонного роста и могут засеять новые места для образования биопленки. (B) Обработка биопленки S. aureus . Воздействие антибиотиков убивает восприимчивые планктонные клетки и метаболически активные клетки у поверхности биопленки. Однако клетки-персистеры и метаболически спящие клетки в биопленке выживают и остаются защищенными от иммунной защиты матрицей биопленки.Обработка диспергирующими агентами увеличивает эффективность проникновения антибиотиков и способствует их очищению. Чувствительные к антибиотикам клетки в биопленке подвергаются воздействию и уничтожаются после разрушения матрикса, а устойчивые к антибиотикам клетки (такие как персистеры) выживают и становятся восприимчивыми к иммунной системе.

Рост биопленки играет важную роль во время инфекции, обеспечивая защиту от нескольких механизмов очистки. Матрица биопленки может препятствовать доступу определенных типов иммунной защиты, таких как макрофаги, которые демонстрируют неполное проникновение в матрицу биопленки и «нарушенный фагоцитоз» (Scherr et al., 2014). Кроме того, клетки биопленки проявляют повышенную толерантность к антибиотикам (de la Fuente-Nunez et al., 2013). В отличие от наследственных механизмов устойчивости к антибиотикам, толерантность к антибиотикам, связанная с биопленкой, является временным состоянием, при котором обычно чувствительные бактерии вступают в измененную физиологию, что снижает чувствительность. Когда эти клетки рассеиваются и повторно входят в планктонное состояние, они восстанавливают нормальную чувствительность к антибиотикам (Singh et al., 2009). Один из предполагаемых механизмов этого явления заключается в том, что матрица биопленки блокирует доступ к активно растущим клеткам внутри биопленки за счет снижения скорости диффузии антибиотиков.Однако этот механизм зависит от типа антибиотика, поскольку некоторые антибиотики способны проникать через биопленку (Singh et al., 2010). Альтернативное предположение состоит в том, что толерантность к антибиотикам обусловлена ​​развитием физиологически спящих клеток-персистеров, которые формируются стохастически во время роста биопленок (Lewis, 2010). Из-за пониженной метаболической активности они по своей природе устойчивы к антибиотикам. Более того, клетки-персистеры развиваются в биопленке с большей скоростью, чем в активно растущих планктонных культурах (Singh et al., 2009). Считается, что как таковые они играют большую роль в сопротивлении инфекциям, связанным с биопленками.

Помимо устойчивости к механизмам очистки, биопленки также играют важную роль в прогрессировании хронических заболеваний. После образования биопленки отдельные клетки могут рассеиваться из исходной биопленки и либо вызывать новые очаги инфекции, либо опосредовать острую инфекцию, такую ​​как сепсис (Costerton et al., 1999). Роль, которую играет система контроля кворума S. aureus во время расселения, подтверждает эту модель (Boles and Horswill, 2008; Lauderdale et al., 2010). Рассеивание было в центре внимания многих недавних исследований из-за его важности при хронических инфекциях и модели роста биопленки, а анализ основных механизмов распространения привел к разработке опосредованных рассеянием вариантов лечения инфекций биопленки (Kaplan, 2010; Boles и Horswill, 2011). В этом обзоре обсуждаются основные механизмы распространения биопленки S. aureus . Кроме того, в нем анализируется потенциал для разработки методов лечения инфекций биопленки, опосредованных распространением (рис. 1B).

Матрица биопленок Staphylococcus aureus Матрица биопленок

Матрица биопленки S. aureus представляет собой сложный клей, который охватывает все клетки зрелой структуры, и считается, что он состоит из факторов хозяина, секретируемых и производных от лизиса белков, полисахарида и эДНК. Вклад каждого из этих факторов сильно зависит от фона штамма и от условий окружающей среды (Fitzpatrick et al., 2005; Abraham and Jefferson, 2012). Кроме того, эффективность многих механизмов диспергирования зависит от состава матрицы (Chaignon et al., 2007; Изано и др., 2008). Будет предоставлена ​​краткая справочная информация об основных компонентах матрицы биопленки и факторах, участвующих в создании этих компонентов.

Основным компонентом матрикса биопленки является полисахаридный межклеточный адгезин (PIA), также известный как полимерный N-ацетил-глюкозамин (PNAG) (O’Gara, 2007). PIA является важным компонентом биопленок S. aureus и S. epidermidis , который продуцируется ферментами, кодируемыми в локусе icaADBC .PIA состоит из β-1,6-связанного полимера N -ацетилглюкозамина, а белки, кодируемые в локусе ica , ответственны за синтез, экспорт и модификацию PIA. Полимер PIA играет важную роль в структурной целостности биопленок in vitro и in vivo , хотя многочисленные исследования выявили штамма S. aureus , способных формировать ica -независимых биопленок (Beenken et al., 2003 ; Фитцпатрик и др., 2005; Толедо-Арана и др., 2005; Lauderdale et al., 2009; Брукс и Джефферсон, 2014). Компоненты матрикса этих биопленок позже были идентифицированы как белки и эДНК (O’Neill et al., 2007, 2008; Rhode et al., 2007; Boles et al., 2010), которые функционируют как межклеточные адгезины в отсутствие PIA .

Многие белки участвуют в качестве важных компонентов в развитии матрикса прикрепления и биопленки. К ним относятся поверхностно-ассоциированные белки, такие как белок А, фибриноген-связывающие белки (FnBPA и FnBPB), S.aureus , поверхностный белок (SasG), белок, связанный с биопленкой (Bap), и фактор слипания B (ClfB) (Cucarella et al., 2001; Corrigan et al., 2007; O’Neill et al., 2008; Merino et al. ., 2009; Geoghegan et al., 2010; Abraham, Jefferson, 2012). Многие из этих факторов играют роль как в привязанности, так и в накоплении. Кроме того, секретируемые белки, такие как внеклеточный белок адгезии (Eap) и бета-токсин (Hlb), играют роль в созревании биопленок (Huseby et al., 2010; Sugimoto et al., 2013). Однако важность отдельных белков в значительной степени варьируется между штаммами (Artini et al., 2013). Например, Bap-зависимые биопленки не были идентифицированы ни в одном изоляте человека, и поэтому более вероятно, что Bap играет роль в мастите крупного рогатого скота (где он был первоначально идентифицирован), чем в заболеваниях человека (Lasa and Penades, 2006). В дополнение к специальным матричным белкам внутри биопленочного матрикса были идентифицированы внутриклеточные белки. Эти белки, вероятно, высвобождаются в результате лизиса клеток и неспецифически включаются в матрикс (Foulston et al., 2014). Относительная важность белков, производных лизиса, еще не изучена.

Самым недавно идентифицированным и высоко оцененным компонентом матрикса биопленки является эДНК. Из-за отрицательного заряда ДНК-полимера эДНК потенциально действует как электростатический полимер, который прикрепляет клетки к поверхности, к факторам хозяина и друг к другу. Ранние биопленки наиболее чувствительны к обработке ДНКазой, это указывает на то, что еДНК может быть важной во время прикрепления (Mann et al., 2009). эДНК продуцируется путем автолиза субпопуляции клеток биопленки (Thomas and Hancock, 2009), и это альтруистическое самоубийство опосредуется действием гидролаз муреина, кодируемых генами atl и lytM .Гидролазы муреина расщепляют пептидогликан и обычно играют важную роль во время перестройки клеточной стенки и деления клеток. Повышенная экспрессия этих ферментов способствует автолизу у S. aureus . Автолиз регулируется посредством активности двух оперонов, cidABC и lrgAB , которые функционируют вместе аналогично системам холин / антихолин бактериофага (Sadykov and Bayles, 2012). CidA, холин в этой системе, олигомеризуется в клеточной мембране и приводит к образованию пор, которая используется для транспорта муреингидролазы.LrgAB действует как антихолин и предотвращает активность CidA. Исследования показали, что регуляция автолиза связана с нишами микросреды, которые образуются внутри биопленки, такими как гипоксические условия, обнаруживаемые у основания биопленки (Moormeier et al., 2013).

Сообщается о некоторых примерах взаимодействий между эДНК и специфическими белками внутри биопленки. Лучше всего охарактеризованным примером S. aureus является бета-токсин (Huseby et al., 2010), который представляет собой секретируемую нейтральную сфингомиелиназу, способную лизировать эритроциты и лимфоциты.Однако он структурно связан с суперсемейством белков DNaseI и способен связывать ДНК. Бета-токсин образует нерастворимые олигомеры при связывании ДНК, которые могут служить мостом, удерживающим структуру биопленки вместе. Делеция гена hlb коррелирует со снижением образования биопленок в моделях in vitro и in vivo . Дополнительные исследования показали, что белки с неспецифической ДНК-связывающей активностью могут быть важными компонентами матрикса у многих видов бактерий, поскольку антитела против IHF, общего члена семейства белков DNABII, способны разрушать существующие биопленки в in vitro и in vivo модели (Goodman et al., 2011; Новотный и др., 2013).

Механизмы диспергирования биопленок

Первичная стратегия диспергирования биопленок, используемая S. aureus , — это производство различных экзоферментов и поверхностно-активных веществ для разрушения внеклеточного полимерного матрикса. Эффективность отдельных механизмов сильно зависит от состава матрикса рассматриваемого штамма S. aureus (Chaignon et al., 2007; Kiedrowski et al., 2011). В общем, механизмы, использующие ферментативное саморазрушение белка и / или эДНК в матриксе, менее эффективны при диспергировании полисахарид-зависимых биопленок.Напротив, механизмы, специфически нацеленные на PIA, неэффективны против полисахарид-независимых биопленок. В этом обзоре будут обсуждаться механизмы диспергирования, нацеленные на каждый компонент матрицы, с акцентом на ферментативные механизмы самонаправления (таблица 1), а также будут рассмотрены два недавно описанных фундаментальных процесса с активностью диспергирования биопленок. Неспецифические механизмы, такие как поверхностно-активная активность фенолорастворимых модулялинов (ФСМ), эффективны против большинства S.aureus и рассмотрены в другом месте (Peschel and Otto, 2013).

Таблица 1. Механизмы диспергирования биопленки .

Ферментативные механизмы диспергирования

Распространение, опосредованное протеазой

S. aureus продуцирует 10 секретируемых протеаз, включая семь сериновых протеаз (SspA и SplA-F), две цистеиновые протеазы (SspB и ScpA) и одну металлопротеиназу (Aur) (Shaw et al., 2004). Роль протеаз в диспергировании биопленок была первоначально охарактеризована при анализе S.aureus с дефицитом глобальных регуляторов sarA и sigB (Bronner et al., 2004), которые не могли образовывать биопленку (Beenken et al., 2003; Trotonda et al., 2005; O’Neill et al. , 2008). Характеристика этих мутантов показала, что наблюдаемые фенотипы биопленок являются результатом повышенных уровней активности протеаз (Tsang et al., 2008; Lauderdale et al., 2009; Marti et al., 2010; Zielinska et al., 2012; Mootz et al., 2013). Высокая протеазная активность приводит к деградации важных белков матрикса и дестабилизации биопленки (Zielinska et al., 2012). Этот фенотип можно обратить вспять путем делеции нескольких генов протеаз или добавления ингибиторов протеаз (McGavin et al., 1997; Tsang et al., 2008; Mootz et al., 2013). Была продемонстрирована способность сериновой протеазы V8 (SspA), стафопаинов (SspB и ScpA) и ауреолизина (Aur) разрушать биопленки (таблица 1), причем относительная важность каждого из них варьируется между штаммами и условиями. Сериновая протеаза V8 может разрушать FnBP и Bap (McGavin et al., 1997; O’Neill et al., 2008; Marti et al., 2010), а ауреолизин может разрушать ClfB и Bap, опосредуя разрушение биопленок (Marti et al., 2010; Abraham and Jefferson, 2012). Хотя стафопаины могут разрушать матрикс биопленок, белки-мишени еще не охарактеризованы (Mootz et al., 2013). Были предложены дополнительные мишени, такие как Atl, Spa и SasG, но они не были связаны с отдельными протеазами (Lauderdale et al., 2009; Kolar et al., 2013). Несмотря на идентификацию некоторых специфических белков матрикса как мишеней для деградации, большое количество протеаз и потенциальных мишеней белков матрикса потребует протеомного анализа для анализа сложного механизма, лежащего в основе опосредованного протеазами распространения.

Продукция протеаз положительно регулируется с помощью кворум-сенсорной системы S. aureus , agr (Thoendel et al., 2011). Система agr активируется при обнаружении аутоиндуцирующего пептида (AIP), который кодируется и продуцируется опероном agr . AIP выявляется двухкомпонентной системой, которая регулирует вирулентность посредством продукции регуляторной РНК, RNAIII. Система agr регулирует состояние вирулентности клетки путем активации выработки секретируемых токсинов и ферментов и подавления поверхностных факторов.Система agr индуцирует экспрессию как протеаз, так и PSM, которые действуют как поверхностно-активные вещества для диспергирования биопленок (Peschel and Otto, 2013). Таким образом, активация системы agr может привести к переходу от состояния биопленки к состоянию планктонного роста. Это было продемонстрировано путем добавления AIP к существующим биопленкам, что приводит к полному рассредоточению (Boles and Horswill, 2008; Lauderdale et al., 2010), а также путем использования флуоресцентных репортеров, которые продемонстрировали, что клетки отделяются от биопленки после agr активация (Yarwood et al., 2004).

В дополнение к нативным протеазам S. aureus недавние исследования показали, что продукция неродных протеаз может влиять на рост биопленок S. aureus в бактериальных сообществах. Было показано, что сериновая протеаза Esp, продуцируемая S. epidermidis , диспергирует биопленок S. aureus (Sugimoto et al., 2013). Это было впервые идентифицировано, когда было обнаружено, что S. aureus скорости колонизации ноздрей человека отрицательно коррелируют со скоростью колонизации esp положительной S.epidermidis (Iwase et al., 2010). После этого открытия было показано, что Esp способен расщеплять массив из белков S. aureus , включая Eap, FnBPA и Atl (Chen et al., 2013; Sugimoto et al., 2013). Таким образом, Esp-опосредованное диспергирование имеет двоякий механизм: Esp разрушает матричные белки, важные для межклеточной адгезии, и предотвращает высвобождение эДНК, разрушая муреингидролазу.

Распространение, опосредованное нуклеазами

S. aureus продуцирует две внеклеточные нуклеазы, называемые здесь нуклеазой (Nuc) и нуклеазой 2 (Nuc2) (Tang et al., 2008). Продукция основной секретируемой стафилококковой нуклеазы, также известной как микрококковая нуклеаза или термонуклеаза, является консервативной для большинства клинических изолятов и продуцируется in vivo . Недавнее исследование использовало этот факт и разработало зонд, специфичный для нуклеазы, для визуализации инфекций S. aureus (Hernandez et al., 2014). Нуклеаза регулируется глобальным регулятором sigB и двухкомпонентной системой SaeRS (Kiedrowski et al., 2011; Olson et al., 2013), а экспрессия nuc значительно снижается в условиях роста биопленки, что позволяет предположить, что Nuc может играть роль в цикле роста биопленки (Olson et al., 2013).

Были предложены две основные роли Nuc во время инфекции: разрушение внеклеточных ловушек нейтрофилов (NET) и модуляция развития биопленок. Было показано, что экспрессия нуклеазы приводит к снижению образования биопленок in vitro , тогда как мутант nuc демонстрирует усиленное образование биопленок (Mann et al., 2009; Kiedrowski et al., 2011). Эти фенотипы коррелируют с уровнями накопления эДНК во время роста биопленок, где отсутствие нуклеазы приводит к сохранению высокомолекулярной эДНК (Mann et al., 2009; Кедровский и др., 2011). Это согласуется с более ранним исследованием, которое обнаружило, что минимальный размер фрагментов в 11 т.п.н. необходим для целостности биопленок (Izano et al., 2008). Вторая роль, предлагаемая нуклеазе во время инфекции, — это уклонение от NET. NET — это недавно открытый механизм уничтожения, используемый нейтрофилами против бактериальных инфекций. Активированные нейтрофилы секретируют ядерную ДНК в месте инфекции, чтобы удерживать бактерии и увеличивать их уничтожение. Нуклеаза способна расщеплять NET и способствовать устойчивости против уничтожения нейтрофилами (Berends et al., 2010; Thammavongsa et al., 2013). Относительная важность каждого действия во время заражения еще не исследована. В целом, исследования in vivo, показывают, что мутантов nuc ослабляются во время инфекции (Berends et al., 2010; Olson et al., 2013). Однако неясно, является ли это ослабление результатом снижения способности диспергироваться из биопленки и распространяться на новые участки, повышенной чувствительности к уничтожению нейтрофилами или неспособности убирать нуклеотиды в хозяине.Возможно, что все эти функции нуклеазы важны при заражении.

В отличие от нуклеазы функция Nuc2 все еще относительно неизвестна. Отчасти это связано со сложностью изучения Nuc2 на фоне дикого типа, поскольку его активность маскируется Nuc. Недавнее исследование показало, что Nuc2 представляет собой мембранно-связанную нуклеазу с внеклеточным каталитическим доменом. Активность Nuc2 обнаруживается в мутанте nuc , но активность очень низкая (Kiedrowski et al., 2014).Вероятно, это связано с низкими уровнями экспрессии, поскольку механистические исследования показали, что каталитический домен Nuc2 является функциональным. Добавление очищенного Nuc2 способно частично диспергировать существующие биопленки, предполагая, что Nuc2 может играть роль в локальном распространении во время инфекции. Такое локализованное рассредоточение может привести к образованию каналов внутри биопленки или дополнить активность Nuc в средах с высоким потоком (например, наблюдаемых при эндокардите), где Nuc не сможет накапливаться.Однако необходимы дальнейшие исследования для определения функции Nuc2 in vivo .

Дисперсин B-опосредованное диспергирование

Фермент дисперсин В, выделенный из Actinobacillus actinomycetemcomitans , способен диспергировать полисахарид-зависимые биопленки Staphylococcus epidermidis и S. aureus (Kaplan et al., 2004). Дисперсин B разрушает биопленку, гидролизуя гликозидные связи PIA. Гомолог дисперсина B у S.aureus , поэтому маловероятно, что организм использует этот механизм для распространения во время роста биопленки. Однако обработка биопленок дисперсином B действительно приводит к повышенной чувствительности к антимикробным препаратам (Donelli et al., 2007). Таким образом, дисперсин B может быть разработан как потенциальное средство против биопленки.

Распределительные механизмы широкого спектра действия

D-аминокислоты

Сообщалось, что D-аминокислоты, продуцируемые во время поздней стационарной фазы, вызывают диспергирование биопленок у многих бактерий, включая S.aureus (Колодкин-Гал и др., 2010). Роль D-аминокислот в распространении была первоначально обнаружена в Bacillus subtilis . Предлагаемый механизм, лежащий в основе этого рассеивания, заключался в включении D-аминокислот в пептидогликан, что приводило к неспособности прикрепить основной матричный белок, TasA, к клеточной стенке. Впоследствии это привело к снижению межклеточной адгезии за счет отслоения существующих волокон TasA. Этот механизм распространения был протестирован на дополнительных видах бактерий, включая S.aureus и P. aeruginosa , у которых наблюдали сходный фенотип (Hochbaum et al., 2011).

Однако недавнее исследование показало, что эффект D-аминокислот, наблюдаемый у B. subtilis , был обусловлен штамм-специфической мутацией в гене dtd (Leiman et al., 2013). dtd кодирует деацилазу D-тирозил-тРНК и отвечает за предотвращение неправильного включения D-аминокислот в белок. Таким образом, эффект диспергирования биопленки D-аминокислот, наблюдаемый у мутанта dtd , был обусловлен дефектом роста, вызванным вмешательством в синтез белка.Таким образом, влияние D-аминокислот на биопленку S. aureus неясно и требует дальнейшего изучения. Тем не менее, D-аминокислоты могут по-прежнему применяться в клинической практике для профилактики инфекций биопленок. Было показано, что предварительная обработка полимерных поверхностей D-аминокислотами снижает образование биопленок S. aureus in vitro (Hochbaum et al., 2011; Sanchez et al., 2013).

Строгий ответ

Строгий ответ — это общая бактериальная система, вызванная нехваткой питательных веществ, которая позволяет клеткам адаптироваться к стрессовым условиям, таким как те, которые наблюдаются во время инфекции (Srivatsan and Wang, 2008).Во время дефицита питательных веществ тревожный сигнал ppGpp продуцируется гомологами RelA / SpoT и вызывает регуляторные изменения, переводящие клетку в метаболически неактивное состояние. Исследования связывают строгий ответ на вирулентность и образование биопленок у нескольких видов бактерий (Lemos et al., 2004; Nguyen et al., 2011; Vogt et al., 2011; Chavez de Paz et al., 2012; He et al. , 2012; Wexselblatt et al., 2012; Sugisaki et al., 2013). В случае S. aureus данные свидетельствуют о том, что строгий ответ играет роль во время инфекции (Geiger et al., 2010), но его влияние на биопленку изучено недостаточно.

Недавнее исследование выявило синтетический катионный пептид, способный диспергировать биопленки в большом количестве клинически значимых бактериальных патогенов, включая S. aureus , без подавления роста планктона (de la Fuente-Nunez et al., 2014). Пептид воздействовал как на грамотрицательные, так и на грамположительные организмы, подразумевая, что пептид нацелен на общий бактериальный процесс. Дальнейшее исследование показало, что пептид ингибирует строгий ответ посредством прямого взаимодействия с ppGpp, что приводит к деградации алармона.Этот результат указывает на то, что метаболическое состояние клетки играет некоторую роль в распространении. Для изучения роли строгой реакции в распространении биопленки S. aureus потребуются дополнительные исследования.

Значение для клинического лечения инфекций биопленки

Распространение биопленок вызывает интерес как потенциальное средство лечения устойчивых инфекций S. aureus . Преднамеренное распространение биопленки в сочетании с терапией антибиотиками обнажит и убьет метаболически активные клетки и сделает любые оставшиеся клетки-персистеры уязвимыми для иммунной системы (рис. 1В).Повышенная чувствительность к антибиотикам наблюдалась у большинства диспергирующих агентов, включая многие промышленно производимые ферменты, такие как дисперсин B, протеиназа K и ДНКаза I (Lauderdale et al., 2010; Kaplan et al., 2012b; Shukla and Rao, 2013; Reffuveille et al. ., 2014). Эффективность лечения, опосредованного диспергированием, потенциально может быть улучшена путем включения лекарственного средства, нацеленного на клетки-персистеры (Conlon et al., 2013). Помимо лечения существующих инфекций, механизмы распространения могут быть использованы для предотвращения образования биопленок, связанных с имплантированными медицинскими устройствами.Несколько исследований показали, что предварительная обработка полимерных поверхностей диспергирующими агентами может снизить образование биопленок in vivo (Donelli et al., 2007; Sanchez et al., 2013). Медленное высвобождение диспергирующих агентов из имплантированного устройства должно предотвращать накопление биопленки и способствовать удалению бактерий иммунной системой. Хотя эти подходы звучат многообещающе, есть несколько проблем, которые еще не были полностью решены. Во-первых, индуцированное распространение может привести к острым инфекциям, если антибиотик не сможет уничтожить высвободившиеся клетки.Субингибирующие концентрации некоторых антибиотиков связаны с усилением активации agr (Joo et al., 2010), что может ускорить острую реакцию. Субингибирующие концентрации β-лактамов также были связаны с индукцией высвобождения eDNA и образованием биопленок (Kaplan et al., 2012a), что может быть контрпродуктивным в сочетании с диспергирующим агентом. Эмболии, возникающие в результате высвобождения скоплений клеток, встроенных в компоненты матрикса, представляют собой еще одну серьезную проблему.Прежде чем диспергирующие агенты будут протестированы в клинических условиях, необходимо будет решить эти проблемы.

Заключительные замечания и перспективы на будущее

Способность образовывать биопленку является важным детерминантом вирулентности для устойчивости хронических инфекций S. aureus . В этом обзоре мы сосредоточили внимание на стратегиях, используемых S. aureus для выхода из биопленки через

Различия между стафилококком и стрептококком (со сравнительной таблицей)

Staphylococcus — это группа грамположительных бактерий , которые делятся в различных направлениях (несколько осей) и образуют совокупность или кластеры (похожие на виноград).Они круглой формы и несут ответственность за множество болезней. На аналоге Streptococcus также являются грамположительные бактерии, присутствующие в дыхательных путях и во рту . Они несут ответственность за ревматизм, импетиго, скарлатину, тонзиллит, а некоторые другие виды, хотя и обычно встречаются в горле, не вызывают каких-либо заболеваний человека.

Бактерии — самые распространенные микроорганизмы, вызывающие множество различных заболеваний.Хотя не все виды бактерий вредны, некоторые могут даже не заметить их присутствие. Раньше было невозможно определить тип инфекции и первопричину, но исследователи, методы позволяли узнать о них, а также о лечении и причинах возникновения. Таким образом, человек может получить подходящие лекарства, лечение и соблюдать меры профилактики.

В этой статье мы сосредоточимся на некоторых важных моментах, по которым различают оба вида бактерий.

Содержание: стафилококк против стрептококка

  1. Сравнительная таблица
  2. Определение
  3. Ключевые отличия
  4. Сходства
  5. Заключение

Сравнительная таблица

Основа для сравнения Staphylococcus Streptococcus
Значение Стафилококк — грамположительные бактерии, образующие кластеры (похожие на виноград). Они обнаруживаются на коже, пока не идентифицировано около 40 видов. Стрептококки также являются грамположительными бактериями, образующими короткую цепочку круглых клеток. Они обнаруживаются в дыхательных путях и во рту, пока не идентифицировано около 50 видов этого типа.
Расположение клеток Клетки расположены в кластеры (подобно винограду). Также они присутствуют парами, короткими цепочками или тетрадами. Они показывают одну короткую цепочку, содержащую круглые клетки.
Среда обитания Стафилококк обычно находится на коже. Стрептококки присутствуют в дыхательных путях, во рту.
Деление У стафилококка деление происходит в нескольких направлениях. У Streptococcus деление происходит в одном направлении.
Требования к росту / обогащенная среда Им не требуется обогащенная среда для роста. Для роста требуется обогащенная среда.
Гемолиз Бета-гемолиз или отсутствие гемолиза. Альфа-, бета- или гамма-гемолиз.
Заболевание, вызванное Септический артрит, инфекция области хирургического вмешательства, пищевое отравление, раневая инфекция, менингит, пневмония, остеомиелит, конъюнктивит, синдром токсического шока и т. Д. Ревматическая лихорадка, ангина, пневмония, раневая инфекция, острый пост- стрептококковый гломерулонефрит, скарлатина, инфекции крови, менингит у новорожденных.
Диагностический тест 1. Коагулазный тест.
2. Тест на каталазу.
3. Тест на чувствительность к новобиоцину.
1. Тест на растворимость в желчи.
2. Тест на чувствительность к оптохину (S. pneumoniae).
3. Каталазный тест.
4. Тест с бацитрацином.
5.CAMP тест.
6. Тест на гемолиз.
Патогенные виды Staphylococcus epidermis.
Золотистый стафилококк.
Staphylococcus saprophytic.
Staphylococcus hominis и др.
Streptococcus bovis.
Streptococcus agalcitae.
Streptococcus pneumoniae и др.
Streptococcus pyogenes.
Тест каталазы (фермент, преобразующий перекись водорода в воду и газообразный кислород) Положительно. Отрицательный.

Определение стафилококка

Под микроскопом Staphylococcus выглядит круглой формы , образуя гроздья, похожие на виноградные. Как было сказано ранее, они являются грамположительными бактериями и подпадают под тип Firmicutes . Стафилококк происходит от греческого слова : « стафил », что означает гроздь винограда, а « kokkos » означает ягода. Но в целом стафилококк известен как «стафилококк» или «стафилококк», который связан с заболеванием от легкой до тяжелой степени и не требует лечения.На сегодняшний день известно не менее 40 видов . Они находятся на коже и слизистой оболочке, но безвредны для людей и других организмов.

Наиболее важной характеристикой стафилококков является их способность продуцировать коагулазу, этот фермент способствует образованию тромбов. Это делают S. aureus, S. hyicus, S. delphini, S. schleiferi, S. intermediateus. S. aureus является положительным по каталазе , что означает, что он способен производить фермент каталазу, который может преобразовывать перекись водорода (h3O2) в воду и кислород.

Эти бактерии могут вызывать инфекцию напрямую или путем производства токсинов. Симптомы и признаки заражения стафилококком включают фурункул, фурункул с гноем. Зараженный участок становится болезненным, опухшим и воспаляется. Их можно лечить пероральными, местными или внутривенными антибиотиками, в зависимости от типа инфекции. До сих пор нет вакцины для предотвращения инфекции.

В то время как другой вид, называемый S. pseudinternedius, обитает и может инфицировать кожу собак и кошек.Вид S. saprophyticus является частью микрофлоры влагалища и в основном присутствует в мочеполовых путях, вызывая инфекцию у сексуально активных молодых женщин. S. epidermis присутствует на коже, но может инфицировать пациентов с ослабленным иммунитетом. Инфекции стафилококка можно предотвратить, соблюдая правила гигиены любых кожных ран. Правильное мытье рук, избегание тесных контактов с инфицированными людьми и соблюдение гигиены на ранах, ссадинах и порезах.

Определение Streptococcus

Это грамположительные бактерии, принадлежащие к типу Firmicutes.Поскольку деление происходит по одиночным осям, они образуют короткие цепочки или пары. Слово происходит от греческого слова, где streptos означает «легко сгибаться или скручиваться», а kokkos означает «ягода». Они отрицательны по оксидазе и каталазе и являются факультативными анаэробами. К настоящему времени известно около 50 видов из этих родов.

Streptococcus классифицируются как группа A и группа B. Группа A вызывает алое горло, импетиго (кожная инфекция), синдром токсического шока, целлюлит и некротический фасцилтис (болезнь поедания плоти), стрептококковое горло.Группа B может вызвать пневмонию, менингит у новорожденных, инфекции крови, инфекции мочевыводящих путей. Для лечения таких инфекций используются антибиотики.

Ключевые различия между стафилококками и стрептококками

Ниже приведены основные различия между двумя видами, поскольку, помимо общих черт, они различаются по внешнему виду и эффекту:

  1. Staphylococcus — это грамположительные бактерии , присутствующие в виде кластеров (как у винограда) или иногда парами или тетрадами.Они обнаруживаются на коже, пока не идентифицировано около 40 видов . С другой стороны, Streptococcus также являются грамположительными бактериями, но они образуют короткую цепочку круглых клеток. Они обнаруживаются в дыхательных путях и во рту, пока не идентифицировано около 50 видов этого типа.
  2. У Staphylococcus деление происходит в множественных направлениях (множественные оси), даже если они не требуют для роста обогащенной среды.У Streptococcus деление происходит в одном направлении и образуют цепочечную структуру, им требуется обогащенная среда для роста .
  3. Заболевания, вызванные стафилококком, включают септический артрит, инфекцию в области хирургического вмешательства, пищевое отравление, раневую инфекцию, менингит, пневмонию, остеомиелит, конъюнктивит, синдром токсического шока и т. Д. Стрептококк может вызывать ревматическую лихорадку, боль в горле, пневмонию, раневую инфекцию. , острый постстрептококковый гломерулонефрит, скарлатина, инфекции крови, менингит у новорожденных.
  4. Диагностический тест на стафилококк включает — тест на коагулазу, тест на каталазу и тест на чувствительность к новобиоцину, тогда как для обнаружения стрептококков тест на растворимость желчи, тест на чувствительность к оптохину (S. pneumoniae), тест на каталазу, тест на бацитрацин, тест CAMP, тест на гемолиз. .
  5. Некоторыми из распространенных патогенных видов Staphylococcus являются Staphylococcus epidermis, Staphylococcus aureus, Staphylococcus saprophyticus, Staphylococcus hominis и т. Д.и Streptococcus — Streptococcus bovis, Streptococcus agalcitae, Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pyogenes и т. д.

Сходства

  • грамположительные бактерии.
  • Без спор.
  • Неподвижный.
  • Факультативные анаэробы.
  • Может показывать устойчивость к антибиотикам.

Заключение

В этой статье мы обсудили и дифференцировали стафилококки и стрептококки, мы обнаружили, что оба рода грамположительны и похожи по форме и так называемые кокки, но их расположение отличается, наряду с некоторыми другими особенностями.Оба они имеют клиническое значение, поскольку вызывают заболевание у людей.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *