Anaerobní bakterie
Anaerobní bakterie žijí bez kyslíku – ten je pro mnohé z nich dokonce jedovatý. Většina bakterií kolem nás patří mezi fakultativně anaerobní: kyslík využívají, když je, ale zvládnou i bez něj (např. E. coli). Tento článek se věnuje striktním (obligátním) anaerobům, které rostou jen v bezkyslíkatém prostředí: v hlubších vrstvách půdy a bahna, v septicích, a hlavně ve střevě, v ústech a v pochvě, kde tvoří většinu naší mikroflóry. Některé z nich patří k nejnebezpečnějším původcům nemocí, jiné jsou nepostradatelnými pomocníky.
Proč jim kyslík vadí
Při styku s kyslíkem vznikají v buňce agresivní sloučeniny (peroxid vodíku, superoxid). Aerobní bakterie je rozkládají enzymy kataláza a superoxiddismutáza; striktní anaeroby tyto enzymy nemají nebo jich mají málo, a proto na vzduchu hynou. V laboratoři se pěstují v anaerobních boxech nebo nádobách s pohlcovačem kyslíku na obohacených půdách (VL agar), obvykle několik dní. Vzorek na anaerobní kultivaci se proto nesmí odebírat výtěrem z povrchu, ale hnisem či tkání v uzavřené stříkačce.
Sporulující anaeroby – rod Clostridium
Grampozitivní tyčinky, které při nepříznivých podmínkách tvoří spory odolné vůči varu, vyschnutí i dezinfekci. Spory jsou všude v půdě, prachu a střevě zvířat i lidí. Klostridia jsou metabolicky velmi aktivní (rozklad bílkovin, hniloba) a lékařsky významné druhy tvoří silné toxiny.
Clostridium tetani – tetanus
Tenká tyčinka se sporou na konci („špendlík“, „palička na buben“). Spory vniknou do rány – stačí tříska, hřebík, popálenina –, a pokud je v ní málo kyslíku, vyklíčí a tvoří neurotoxin tetanospazmin. Ten putuje nervy do míchy a mozku, blokuje tlumivé synapse a vyvolává bolestivé křeče kosterního svalstva: nejprve žvýkacích svalů, pak šíje, zad a dýchacích svalů. Léčbou je antitoxin, chirurgické ošetření rány, léky proti křečům a často umělá plicní ventilace; i tak umírá kolem 10 % nemocných. Prevencí je očkování tetanickým toxoidem (v ČR povinné, přeočkování po 10–15 letech) a po poranění podle stavu očkování dávka vakcíny nebo imunoglobulinu.
Clostridium perfringens – plynatá sněť
Robustní tyčinka, nejčastěji izolovaný anaerob z klinického materiálu; roste rychle, na krevním agaru s typickou dvojitou hemolýzou, v tekutých půdách tvoří plyn. Její alfa-toxin rozpouští buněčné membrány. Při znečištění hlubokých ran hlínou (válečná, dopravní a zemědělská poranění, ale i operační rány) spory vyklíčí, toxiny ničí svalovou tkáň a plyn zvyšuje tlak v tkáni – vzniká klostridiová myonekróza (plynatá sněť, gangréna) se šokem, která bez rychlého chirurgického zákroku, vysokých dávek antibiotik a případně hyperbarické komory končí smrtí. Jiné kmeny působí otravy z potravin (dlouho odstavené masové pokrmy). Bakterie je zároveň běžnou součástí střevní mikroflóry lidí i zvířat.
Clostridioides difficile – průjmy po antibiotikách
Dříve Clostridium difficile. Nejvýznamnější nemocniční střevní patogen. Když antibiotika potlačí normální střevní mikroflóru, může se C. difficile ve střevě přemnožit; jeho toxiny A a B poškozují sliznici a vyvolávají průjmy až těžký zánět tlustého střeva (pseudomembranózní kolitidu). Spory snadno kontaminují okolí pacienta a přenášejí se rukama personálu. Prokazuje se hlavně toxin ve stolici, kultivace je náročná (selektivní půdy s antibiotiky). Léčí se vankomycinem nebo fidaxomicinem, u opakovaných infekcí transplantací střevní mikrobioty. Nejlepší prevencí je uvážlivé předepisování antibiotik a hygiena rukou (spory neničí alkoholová dezinfekce, je nutné mytí mýdlem).
Clostridium botulinum – botulismus
Tvoří v potravinách bez přístupu vzduchu (konzervy, zavařeniny, uzeniny) botulotoxin, nejsilnější známý biologický jed, který ochromuje svaly. Podrobněji v článku Významné bakteriální nemoci.
Nesporulující anaeroby
Většinou patří k normální mikroflóře těla a nemoc působí, když se dostanou mimo své místo – po perforaci střeva, operaci, úrazu nebo při oslabení imunity. Typicky vznikají endogenní, smíšené (polymikrobiální) infekce s abscesy a zapáchajícím hnisem.
- Bacteroides fragilis – gramnegativní tyčinka, nejčastější anaerobní původce nitrobřišních abscesů a infekcí po střevních operacích; přirozeně odolný vůči aminopenicilinům a mnoha dalším antibiotikům.
- Fusobacterium nucleatum, F. necrophorum – gramnegativní vřetenovité tyčinky z ústní dutiny; plicní abscesy, aspirační pneumonie, Lemierrův syndrom (trombóza krční žíly po angíně).
- Prevotella a Porphyromonas – černě pigmentované gramnegativní tyčinky ústní dutiny; hlavní původci parodontitidy (zánětu závěsného aparátu zubů) a infekcí horních cest dýchacích.
- Veillonella – gramnegativní koky z úst a pochvy, obvykle jen součást smíšených infekcí.
- Peptostreptococcus a příbuzné grampozitivní anaerobní koky – přirozená flóra úst, střeva a pochvy; abscesy, gynekologické infekce, infekce ran po kousnutí.
- Actinomyces israelii – grampozitivní větvící se vlákna z dutiny ústní. Působí aktinomykózu: chronický hnisavý zánět s píštělemi (v hnisu žlutavá „sirná zrna“), nejčastěji v obličeji a na krku po zubních zákrocích, dále plicní a břišní forma (i v souvislosti s nitroděložním tělískem). Léčba je dlouhodobá – penicilin po dobu měsíců a chirurgické vyčištění ložiska.
- Cutibacterium acnes (dříve Propionibacterium acnes) – kyjovitá tyčinka žijící v mazových žlázách kůže; má ráda tuk, štěpí kožní maz a podílí se na vzniku akné. Ošetření pleti, lokální a u těžších forem celková léčba podle dermatologa.
Prospěšné anaeroby
- Lactobacillus a příbuzné rody – grampozitivní tyčinky, mikroaerofilní až anaerobní, kataláza negativní. Tvoří kyselinu mléčnou, a udržují tak kyselé prostředí pochvy (pH kolem 4), které brání pronikání infekcí do dělohy; ve střevě přispívají k obraně proti patogenům. Patří k hlavním probiotickým bakteriím. Onemocnění působí jen zcela výjimečně (endokarditida u těžce nemocných).
- Bifidobacterium – anaerobní grampozitivní tyčinky, převládající mikroflóra kojenců; probiotický účinek na trávení a imunitu.
- Eubacterium, Faecalibacterium, Roseburia – nejpočetnější anaeroby tlustého střeva, tvoří z vlákniny butyrát, který vyživuje střevní sliznici (viz Bakterie a lidé).
Prebiotika (inulin, oligosacharidy, vláknina) jsou nestravitelné složky potravy, které růst těchto bakterií podporují; probiotika jsou živé prospěšné bakterie podávané v potravinách nebo doplňcích.
Diagnostika a léčba anaerobních infekcí
Na anaerobní infekci upozorní zapáchající hnis, plyn ve tkáni, absces v blízkosti sliznic nebo infekce po kousnutí. Průkaz vyžaduje správný odběr a anaerobní kultivaci; u C. difficile se prokazují toxiny ze stolice, u poševní mikroflóry se hodnotí mikroskopický obraz (MOP). Základem léčby je chirurgické otevření a vyčištění ložiska a antibiotika účinná na anaeroby – metronidazol, klindamycin, kombinace penicilinů s inhibitory betalaktamáz, karbapenemy; u aktinomykózy dlouhodobě penicilin.
Zdroje
- ECDC: Clostridioides difficile infections, Tetanus, Botulism
- Wikipedie: Anaerobní organismus, Clostridium
- Votava M. a kol.: Lékařská mikrobiologie speciální. Neptun, Brno 2003.