Czynniki chorobotwórcze Streptococcus pyogenes – patogeneza

Paciorkowiec beta-hemolizujący grupy A (Streptococcus pyogenes) dysponuje złożonym arsenałem czynników wirulencji, które pozwalają mu skutecznie zakażać błonę śluzową gardła i unikać naturalnych mechanizmów obronnych organizmu1. Te zaawansowane mechanizmy molekularne sprawiają, że bakteria ta jest jedną z najważniejszych przyczyn bakteryjnego zapalenia gardła u ludzi.

Białko M jako główny czynnik wirulencji

Być może najważniejszym czynnikiem wirulencji paciorkowca grupy A jest białko M2. To białko, zlokalizowane na obwodzie ściany komórkowej, jest niezbędne do infekcji inwazyjnej2. Białka M i podobne do M pomagają organizmowi unikać fagocytozy i odkładania dopełniacza1. Mechanizm ten jest kluczowy dla przetrwania bakterii w środowisku gospodarza, gdzie komórki odpornościowe aktywnie próbują je zniszczyć.

Przyleganie do komórek nabłonka gardłowego jest warunkiem wstępnym w patogenezie choroby, co jest ułatwione przez białko wiążące fibronektynę lub białko F3. Chociaż białko M i peptydoglikan również mogą przyczyniać się do tego procesu3. Paciorkowiec grupy A przyczepia się do błony śluzowej gardła używając białka M, kwasu lipotejchojowego oraz białka wiążącego fibronektynę4.

Kapsuła z kwasu hialuronowego

Bakteria posiada kapsułę złożoną z kwasu hialuronowego, która zapobiega fagocytozie przez makrofagi gospodarza4. Co szczególnie interesujące, kwas hialuronowy w kapsule bakteryjnej jest identyczny z kwasem hialuronowym gospodarza4. Kapsuła ułatwia przetrwanie bakterii poprzez zakrycie antygenów bakteryjnych4. Wraz z białkiem M, grube kapsuły utworzone z kwasu hialuronowego, występujące u niektórych szczepów paciorkowca grupy A, zapewniają odporność na fagocytozę3.

Mechanizm maskowania: Wykorzystanie kwasu hialuronowego identycznego z tym występującym u gospodarza to przykład „mimikry molekularnej” – bakteria dosłownie maskuje się substancjami gospodarza, co sprawia, że układ odpornościowy ma trudności z jej rozpoznaniem jako obcego patogenu.

Toksyny hemolizujące i ich działanie

Toksyny takie jak streptolizyna O dodatkowo zaostrzają uszkodzenie tkanek poprzez wpływ na płytki krwi i komórki śródbłonka, prowadząc do uszkodzenia niedokrwiennego1. Paciorkowce beta-hemolizujące mają zdolność powodowania dużych stref hemolizy na agarze krwi, co pomaga w identyfikacji mikrobiologicznej2. Ta właściwość hemolizująca nie tylko ułatwia diagnostykę laboratoryjną, ale również wskazuje na zdolność bakterii do uszkadzania tkanek gospodarza.

Egzotoksyny pirogenne jako superantygeny

Paciorkowcowe egzotoksyny pirogenne wywołują blastogenezę limfocytów, zaostrzają wstrząs wywołany endotoksyną, powodują gorączkę, osłabiają syntezę przeciwciał i działają jako superantygeny5. Toksyny przyczyniają się do gorączki i wstrząsu poprzez obniżenie progu dla efektów endotoksyn, skłaniając ludzkie komórki jednojądrzaste do produkcji czynnika martwicy nowotworów alfa, interleukiny-1 i interleukiny-65.

Określone egzotoksyny paciorkowca grupy A działają jako superantygeny poprzez aktywację komórek T2. Te superantygeny mogą skłaniać do uwolnienia cytokin prozapalnych i mogą synergizować z lipopolisacharydem2. Spekuluje się, że te superantygeny omijają odpowiedź immunologiczną gardła, powodując namnażanie się paciorkowca grupy A, jednocześnie umożliwiając eliminację organizmów komensalnych poprzez mechanizmy immunologiczne2.

Superantygeny: Te wyjątkowe toksyny aktywują bardzo duże populacje komórek T jednocześnie, co prowadzi do masowego uwolnienia cytokin prozapalnych. Może to skutkować ciężkimi objawami ogólnoustrojowymi, takimi jak wysoka gorączka i wstrząs septyczny w najcięższych przypadkach.

Enzymy ułatwiające inwazję

Wszystkie szczepy paciorkowca grupy A wydzielają streptokinazę i mają miejsca wiążące plazminogen na powierzchni1. Gdy plazminogen się przyłącza, streptokinaza przekształca plazminogen w plazminę i zakłóca kaskadę krzepnięcia, pomagając w rozprzestrzenianiu się infekcji do głębokich tkanek1. Czynniki zewnątrzkomórkowe produkowane przez paciorkowca grupy A podczas infekcji obejmują proteazę i hialuronidazę4. Te czynniki zewnątrzkomórkowe pomagają bakteriom w inwazji błony śluzowej4.

Adhezyny i kolonizacja

Adhezyny umożliwiają przyleganie paciorkowca grupy A w miejscach takich jak gardło2. To przyleganie pozwala na kolonizację i konkurencję z normalną florą gospodarza2. Proces przylegania i następujący po nim wzrost paciorkowca grupy A na powierzchniach śluzówki gardła zazwyczaj wystarcza do wywołania klinicznej postaci paciorkowcowego zapalenia gardła3.

Następstwa immunopatologiczne

Komórki T wystawione na działanie białka M mogą krzyżowo reagować z podobnymi epitopami na ludzkiej miozynie serca i lamininie, przyczyniając się do patogenezy choroby reumatycznej serca2. Białko M na powierzchni zakażenia paciorkowcem grupy A odgrywa ważną rolę w patogenezie gorączki reumatycznej6. Mikroorganizm może również stymulować odpowiedzi komórek T i indukcję cytokin, powodując gorączkę i dalsze uszkodzenie tkanek3.

Mechanizmy ucieczki przed odpornością

Odpowiedź immunologiczna gospodarza na zakażenie paciorkowcem charakteryzuje się produkcją przeciwciał przeciwko niezliczonym składnikom komórkowym i zewnątrzkomórkowym paciorkowca7. Odpowiedzi gospodarza przeciwko wspomnianemu białku M określonego serotypu mogą chronić przed ponowną infekcją tym konkretnym serotypem7. Jednak istnienie ponad 100 różnych serotypów białka M sprawia, że możliwe są kolejne infekcje różnymi szczepami bakterii, co wyjaśnia, dlaczego niektórzy pacjenci mogą wielokrotnie chorować na paciorkowcowe zapalenie gardła.

Pytania i odpowiedzi

Co to jest białko M i dlaczego jest tak ważne?

Białko M to główny czynnik wirulencji paciorkowca grupy A, zlokalizowany na ścianie komórkowej bakterii. Pomaga bakteriom unikać fagocytozy przez komórki odpornościowe i jest niezbędny do wywołania inwazyjnej infekcji.

Jak kapsuła z kwasu hialuronowego chroni bakterie?

Kapsuła z kwasu hialuronowego maskuje antygeny bakteryjne przed układem odpornościowym, ponieważ kwas ten jest identyczny z tym występującym u człowieka. Dzięki temu bakterie są trudniejsze do rozpoznania jako obce patogeny.

Czym są superantygeny i jak działają?

Superantygeny to toksyny paciorkowca, które aktywują bardzo duże populacje komórek T jednocześnie, prowadząc do masowego uwolnienia cytokin prozapalnych. Może to powodować ciężkie objawy jak wysoką gorączkę i wstrząs.

Jak streptokinaza pomaga bakteriom się rozprzestrzeniać?

Streptokinaza przekształca plazminogen w plazminę, która zakłóca proces krzepnięcia krwi. Dzięki temu bakterie mogą łatwiej rozprzestrzeniać się do głębszych tkanek, omijając naturalne bariery organizmu.

Dlaczego można zachorować na paciorkowcowe zapalenie gardła wielokrotnie?

Istnieje ponad 100 różnych serotypów białka M paciorkowca grupy A. Odporność po przebytej infekcji dotyczy tylko konkretnego serotypu, dlatego możliwe są kolejne zakażenia innymi szczepami bakterii.

Reklama
Reklama