Gronkowiec złocisty

Rodzaj Staphylococcus

W obrębie rodzaju Staphylococcus wyróżnia się trzy gatunki: Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis i Staphylococcus saprophyticus i jedną grupę o nie ustalonej przynależności. Podstawą podziału są właściwości chorobotwórcze, biochemiczne oraz skład ściany komórkowej i inne cechy.

Gronkowce należą do najbardziej rozpowszechnionych drobnoustrojów w przyrodzie. Najczęściej występują na skórze i błonach śluzowych ludzi i zwierząt. Poza organizmem znajdują się w powietrzu, kurzu, na przedmiotach, w glebie, wodzie, ściekach, mleku i produktach mlecznych. Staphylococcus aureus obejmuje szczepy potencjalnie chorobotwórcze, natomiast Staphylococcus epidermidis i Staphylococcus saprophyticus są zazwyczaj niechorobotwórcze, chociaż czasami mogą wywołać zakażenia przyranne, zakażenia układu moczowego, podostre zapalenie wsierdzia itp. Oprócz tego od Staphylococcus aureus odróżniają się nieco większymi rozmiarami komórek (0,5-1,5 um), nie wytwarzają najczęściej złocistego lub pomarańczowego barwnika (kolonie są białe) i nie zawierają toksyn.

Gronkowiec złocisty (Staphylococcus aureus)
Po raz pierwszy gronkowce zostały wykryte w materiale ropnym przez Pasteura w 1880 r., a wyosobnione zostały w czystej hodowli i bliżej opisane przez Rosenbacha w 1884 r.

Gronkowce mają kształt kulisty, o średnicy 0,8-1 um. Układają się (zwłaszcza w hodowli na podłożach stałych) w charakterystyczne, nieregularne skupienia przypominające winne grona — stąd nawa gronkowce. W środowiskach naturalnych i w podłożach płynnych często występują pojedynczo, w postaci dwoinek, czworaczków lub krótkich łańcuszków po 3- 4 komórki. Barwią się Gram-dodatnio. Nie wytwarzają zarodników, i nie wykazują ruchu; tylko nieliczne szczepy wytwarzają otoczki.

Właściwości fizjologiczne
Gronkowce rosną na podłożach zwykłych w temperaturze 6,5-46°C przy pH 4,2-9,3. Optymalna temperatura wzrostu wynosi 30 – 37°C, optymalne pH 7,0 – 7,5. Są względnymi beztlenowcami, lepiej jednak rosną w warunkach tlenowych. W bulionie tworzą jednolite zmętnienie i osad na dnie. Na agarze w ciągu 24h powstają kolonie o średnicy 1-3 mm, okrągłe, wypukłe, gładkie, błyszczące, wilgotne, zwykle zabarwione na kolor złocisty, pomarańczowy lub żółty. Zabarwienie nie zawsze występuje, czasami kolonie są białe.
Wytwarzanie barwnika zależy od składu podłoża i warunków hodowli. Mleko, węglowodany, sole nieorganiczne, w wyższych stężeniach glicerol, lipidy i inne związki stymulują wytwarzanie barwnika. Sprzyjają temu również światło i temperatura 27—30°C.

Gronkowce (zwłaszcza szczepy chorobotwórcze) cechują się wysoką aktywnością biochemiczną. Rozpuszczają żelatynę, zakwaszają i ścinają mleko, fermentują bezgazowo szereg węglowodanów. Na agarze z krwią niektóre szczepy wywołują hemolizę beta. Wytwarzają enzymy: katalazę, koagulazę, hialuronidazę, lipazę, lecytynazę i fosfatazę oraz DNA-azę. Gronkowce wykazują dużą odporność na działanie różnych czynników fizycznych i chemicznych.

Chorobotwórczość
Gronkowce wywołują u człowieka szereg schorzeń różniących się umiejscowieniem, objawami i przebiegiem klinicznym. Do najbardziej pospolitych zakażeń należą skórne procesy miejscowe (czyrak, trądzik, ropienie ran).

Gronkowcowe zakażenia można podzielić na:

• schorzenia skóry (czyrak, trądzik, zastrzał, pęcherzyca noworodków),
• schorzenia błon śluzowych i surowiczych (nieżyty błon śluzowych dróg oddechowych, angina, zapalenie zatok bocznych nosa, zapalenie opłucnej, zapalenie opon mózgowych, zapalenie dróg moczowych, zapale¬nie jelit),
• schorzenia narządowe (zapalenie sutków, płatowe i odoskrzelowe zapalenie płuc, zapalenie wsierdzia),
• schorzenia limfogenne (zapalenie szpiku kostnego),
• posocznice i ropowice.

Dawniej gronkowce były przede wszystkim przyczyną pospolitych i zazwyczaj  niegroźnych schorzeń.  Wyraźny   wzrost   poważnych   zakażeń gronkowcowych (zapalenie szpiku kostnego, zapalenie płuc i opłucnej, zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych, ropowica i posocznica) datuje się od czasu wprowadzenia antybiotyków.

Gronkowce cechując się szczególnie łatwo powstającą opornością na antybiotyki, zdobyły przewagę nad antybiotykowrażliwymi drobnoustrojami (paciorkowce, pneumokoki) i dlatego liczba ciężkich zakażeń gronkowcowych staje się coraz większa.
Oprócz tego gronkowce są jedną z najczęstszych przyczyn zatruć pokarmowych, które powstają po spożyciu pokarmów zanieczyszczonych gronkowcami wydzielającymi enterotoksynę.

Enterotoksyna to substancja wytwarzana i wydzielana przez gronkowce, powoduje zatrucie pokarmowe, charakteryzujące się krótkim okresem wylęgania (od 2 do 6 godzin) i gwałtownymi wymiotami, poza tym występuje biegunka, bóle brzucha, nudności, zimne poty i uczucie osłabienia. Objawom tym towarzyszy spadek ciśnienia tętniczego, a czasami obserwuje się stany zapaści.
U osób leczonych doustnie antybiotykami o szerokim zasięgu działania, gdy dochodzi do zniszczenia fizjologicznej flory jelitowej, może wystąpić zapalenie jelit spowodowane przez antybiotykoopornego gronkowca posiadającego zdolność wytwarzania enterotoksyny. Ostry przebieg tego schorzenia występuje rzadko i dotyczy głównie ludzi wyniszczonych inną chorobą. Częściej zdarzają się łagodnie przebiegające biegunki. Gronkowcowe zapalenie jelit może wystąpić również jako powikłanie po zabiegu operacyjnym przewodu pokarmowego. Zatrucie pokarmowe powstaje na skutek jednorazowej dawki enterotoksyny wytworzonej w produktach żywnościowych, natomiast zapalenie jelit jest spowodowane przez enterotoksynę wytwarzającą się przez dłuższy czas wewnątrz organizmu ludzkiego.

Gronkowce chorobotwórcze wytwarzają toksyny i enzymy w organizmie zakażonym i w odpowiednich podłożach sztucznych. Są to: hemolizyny (alfa, beta, delta), enterotoksyny (A, B, Ci, C2, D, E i F), leukocydyna, koagulaza, hialuronidaza, fibrynolizyna, fosfataza, dezoksyrybonukleaza lipaza, ureaza i inne. Wymienione toksyny i enzymy wywierają szkodliwy wpływ na makroorganizm w większym lub mniejszym stopniu. Jednak żadna toksyna działająca pojedynczo nie jest odpowiedzialna za całość procesów chorobowych.

Toksyny

Alfa-hemolizyna (alfa-toksyna) odgrywa niewątpliwie ważną rolę w zakażeniu gronkowcowym. Po otrzymaniu jej w stanie oczyszczonym ustalono, że ma następujące właściwości: hemolityczne, dermonekrotyczne, letalne i leukotoksyczne. Hemolizuje krwinki królicze i baranie, nie działa na krwinki ludzkie i końskie. Powoduje powstawanie zmian nekrotycznych u królika po śródskócnym wstrzyknięciu. Wprowadzona dożylnie powoduje śmierć królika w ciągu 5-30 min. Działa leukotoksycznie na granulocyty królika i monccyty ludzkie. Przyczynia się do rozpadu płytek krwi, niszczy zarodki kurze i hodowle komórek. Alfa-hemolizyna jest substancją białkową, termolabilną, wytwarzającą się w wa runkach tlenowych. Ma właściwości antygenowe, powoduje powstawanie przeciwciał, można ją przeprowadzić w anatoksynę, działając formaliną i temperaturą 37°C.
Beta-hemolizyna jest wytwarzana przez gronkowce pochodzące od zwierząt, rzadziej od ludzi. Podobnie jak alfa-hemolizyna jest białkiem i ma właściwości antygenowe, ale w przeciwieństwie do niej wytwarza się zarówno w warunkach tlenowych, jak i beztlenowych. Hemolizuje krwinki barana i wołu, nie działa na krwinki człowieka i królika.
Delta-hemolizyna działa na krwinki czerwone wielu gatunków zwierząt.
Leukocydyna Panton-Valentine uszkadza leukocyty. Ponadto alfa-i delta-hemolizyny wykazują również zdolność niszczenia leukocytów. Toksyny te niszcząc leukocyty w organizmie zakażonym, ochraniają gronkowce przed fagocytozą.
Enterotoksyny wytwarzane przez niektóre szczepy gronkowców działają wybiórczo na przewód, pokarmowy człowieka i powodują ostre zatrucia pokarmowe. Mechanizm ich działania na przewód pokarmowy nie jest dokładnie poznany. Enterotoksyny odznaczają się wysoką ciepłoopornością. W związku z tym należy pamiętać, że produkty żywnościowe zawierające enterotoksyny nawet po długotrwałym gotowaniu nie nadają się do użytku. Enterotoksyny są białkami i mają właściwości pełnych antygenów. Wyróżniono następujące enterotoksyny: A, B, Ct, C2, D, E, F. Większość z nich otrzymano w czystej postaci.

Enzymy

Koagulaza jest wytwarzana przez gronkowce chorobotwórcze. Szczepy koagulazoujemne, które mają cechy chorobotwórcze należą do wyjątków. Koagulaza ścina osocze krwi ludzkiej i króliczej. Proces ścinania zachodzi wtedy, gdy plazma zawiera aktywator koagulazy.
Osocza myszy, szczura i świnki morskiej, w których nie występuje aktywator, nie ulegają krzepnięciu pod wpływem koagulazy. Koagulaza działa najpierw na aktywator, który jest spokrewniony z protrombiną, f przekształca go w związek podobny do trombiny. Związek ten działa z kolei na fibrynogen i przemienia go w fibrynę.
Odrębnym od koagulazy czynnikiem jest tzw. „dumping factor” (CF), do niedawna nazywany „koagulaza związaną”. CF ścina fibrynogen bez udziału aktywatora koagulazy. Dotychczas jest nie wyjaśniona rola koagulazy i CF w zakażeniu. Przypuszcza się, że skrzepy fibryny utworzone przez te czynniki mogą osłaniać gronkowce przed leukocytami i antybakteryjnymi czynnikami zawartymi w surowicy.
Fibrynolizyna wytwarzana na ogół przez gronkowce chorobotwórcze powoduje rozpuszczenie włóknika. W pierwszej fazie tego procesu fibrynolizyna uaktywnia prcenzym plazminogen znajdujący się we krwi i przeprowadza go w czynny enzym plazminę, która rozpuszcza fibrynę. Fibrynolityczne działanie gronkowców może przyczyniać się do rozszerzania procesu chorobowego.
Hialuronidaza wytwarzana również przez gronkowce chorobotwórcze rozkłada kwas hialuronowy, znajdujący się w przestrzeniach międzykomórkowych. W ten sposób ułatwia ona wnikanie gronkowców do organizmu i ich rozprzestrzenianie się.
Z innych enzymów wytwarzanych przeważnie przez gronkowce chorobotwórcze należy wymienić: dezoksyrybonukleazę, żelatynazę, proteazę, lipazę, fosfatazę, ureazę i penicylinazę. Ponieważ żadna z wyżej wymienionych substancji nie determinuje w całości gronkowcowego procesu chorobowego, zwrócono uwagę na inne czynniki zjadliwości. Stwierdzono, że substancje otoczkowe gronkowców mają podobne cechy do wielocukrów zawartych w otoczkach pneumokoków. Warunkują one zjadliwość szczepów przez hamowanie fagocytozy i powodują powstawanie swoistych przeciwciał działających ochronnie. Otoczkowe szczepy gronkowców występują jednak rzadko w materiałach pobieranych od chorego, dlatego wydaje się, że nie odgrywają one roli w schorzeniach gronkowcowych.

Przedstawione wyżej liczne czynniki warunkujące zjadliwość gronkowców wykazują, jak złożony i wielokierunkowy jest proces zakażenia.

Ponadto sama zjadliwość gronkowca nie jest wystarczająca do wywołania choroby. Wystąpienie jej jest zależne również od aktualnej wrażliwości organizmu na zakażenie.

Gronkowcowe zakażenia powstają często przy współudziale czynników dodatkowych, sprzyjającyh, takich jak: zmiany skórne po oparzeniu, osłabienie i utrata odporności u ludzi chorych (cukrzyca, rak, białaczka, gruźlica, grypa) lub po zabiegach operacyjnych. Szczególnie wrażliwe na zakażenia są noworodki i dzieci.

Na ogół jednak zdrowe organizmy ludzkie i zwierzęce mają wysoką odporność na zakażenie, której nabywają na skutek stałego kontaktu z gronkowcami chorobotwórczymi.

Istota odporności przeciwgronkowcowej nie jest dokładnie poznana. Znany jest udział mechanizmów nieswoistych, jak fagocytoza i zdolność makroorganizmu do lokalizacji procesu chorobowego. Natomiast nie jest wyjaśniona dotąd rola różnych przeciwciał powstających w organizmach ludzkich i zwierzęcych w czasie naturalnego zakażenia lub uodpornienia.

Ponieważ gronkowce wywołują:

• liczne zakażenia o różnorodnej lokalizacji,
• zatrucia pokarmowe
• częste zakażenia wewnątrzszpitalne,

materiał przysyłany do badań może być różny (ropa, wymazy z nosa, gardła, ran, skóry, oka, pochwy, odbytu, krew, płyn mózgowo-rdzeniowy, płyny wysiękowe, plwocina, kał, mocz, żółć, materiały sekcyjne, produkty spożywcze, leki, opatrunki, aparatura anestezjologiczna, narzędzia i przybory lekarskie, a przy dochodzeniach epidemiologicznych powietrze, kurz itp.). Ropa jest najczęstszym (obok wymazów z nosa i gardła) i najbardziej typowym materiałem do badania schorzeń gronkowcowych.

Rozpoznanie mikrobiologiczne opiera się na:

1. badaniu mikroskopowym
2. izolacji zarazka z określeniem jego właściwości chorobotwórczych

W preparacie barwionym metodą Grama obserwuje się Gram-dodatnie ziarniaki często ułożone w postaci gron; w materiale ropnym mogą znajdować się wewnątrz leukocytów. Badania mikroskopowe materiaów, takich jak: ropa, płyny wysiękowe, płyn mózgowo-rdzeniowy, mocz, żółć, mają pewną wartość orientacyjną, ale nie mogą być podstawą rozpoznania zakażeń gronkowcowych. Nie wykonuje się preparatów z wymazów z nosa i gardła oraz z plwociny i kału, w których znajdują się obficie ziarniaki Gram-dodatnie, niechorobotwórcze, morfologicznie nie dające się odróżnić od gronkowców chorobotwórczych.
Najważniejszym badaniem mikrobiologicznym jest izolacja- gronkowca i określenie jego zjadliwości.

Materiały wysiewa się na agar z krwią i podłoża wybiórczo-różńicujące (np. podłoże Chapmana, Zebovitza). Czasem stosuje się również płynne podłoże wybiórczo-namnażające (bulion, surowica z dodatkiem 10% NaCl), które zwiększa szanse izolacji gronkowców z materiałów, w których ilość ich jest niewielka. Agar z krwią baranią możną stosować do posiewu materiału nie zanieczyszczonego innymi drobnoustrojami. Podłoża stałe, wybiórczo-różńicujące i płynne wybiórczo-namnażające pozwalają wyosobnić małe ilości gronkowców spośród wielokrotnie przeważającej flory towarzyszącej, która na podłożach nieselektywnych może spowodować zahamowanie wzrostu gronkowców.
Na podłożach stałych, zwłaszcza na agarze z krwią, gronkowce wytwarzają charakterystyczne kolonie. Badania mikroskopowe i hodowlane stanowią zazwyczaj wystarczającą podstawę do identyfikacji wyizolowanego szczepu.

Po zaliczeniu wyizolowanego szczepu do gronkowców, należy sprawdzić, czy ma on właściwości chorobotwórcze. Szczepy patogenne, w przeciwieństwie do niepatogennych, wytwarzają szereg substancji toksycznych i biochemicznie są bardziej aktywne.

Lekiem z wyboru w schorzeniach gronkowcowych była penicylina. Jednak już w pierwszych latach jej stosowania zaczęły się pojawiać szczepy penicylinooporne. Z roku na rok odsetek tych szczepów znacznie się powiększał. Obecnie ilość szczepów opornych na penicylinę może dochodzić do 90%, a nieraz do 100% w środowiskach szpitalnych. Półsyntetyczny preparat 6-2-6-dwumetyloksybenzamido-penicyliny, który ukazał się pod różnymi nazwami (celbenin, methicillin, staphicillin) początkowo wykazywał silne działanie na wszystkie szczepy oporne na penicyliny dotychczas stosowane i na inne antybiotyki, lecz w miarę
stosowania zjawiały się i tu szczepy oporne.

Bardzo łatwo powstaje również oporność gronkowców w stosunku do innych antybiotyków: chloramfenikolu, streptomycyny, erytromycyny, tetracyklin i innych. Ilość szczepów opornych na dany antybiotyk zależy od częstości stosowania go na określonym terenie. .

W leczeniu schorzeń gronkowcowych, zwłaszcza o przebiegu przewlekłym lub z tendencją  do nawrotów,  stosuje się  dość często autoszczepionki.

Podstawowe cechy epidemiczne

Gronkowce występują prawie zawsze na skórze i błonach śluzowych człowieka. Są bardzo rozpowszechnione również w jego otoczeniu (w powietrzu, kurzu, na przedmiotach, w glebie, wodzie, mleku i innych produktach żywnościowych). W związku z dużym rozpowszechnieniem gronkowce stanowią najczęstszą przyczynę:

• różnych pospolitych zakażeń ropnych (czyrak, trądzik, zakażenia przy-ranne)
• zakażeń górnych dróg oddechowych
• posocznic
• zakażeń wewnątrzszpitalnych
• zatruć pokarmowych

Głównym rezerwuarem gronkowców jest chory człowiek i bezobjawowy nosiciel (gronkowce są umiejscowione przeważnie na śluzówkach nosa). Zarazki rozprzestrzeniają się głównie drogą kropelkową, rzadziej przez zakażone powietrze, kurz i przedmioty. Najczęściej zakażenia powstają w szpitalach, domach dziecka, internatach i w innych zakładach zamkniętych. Główną przyczyną tych infekcji, często przebiegających w formie epidemii, jest szeroko rozpowszechnione nosicielstwo. Zależnie od środowiska ilość nosicieli może osiągnąć 30-60%, a wśród personelu szpitalnego dochodzi nieraz do 70-80, a nawet 100% w czasie epidemii, i najczęściej jest to nosicielstwo szczepów opornych na wiele antybiotyków. Nosicielstwo zjadliwych gronkowców jest szczególnie niebezpieczne na oddziałach położniczych, pediatrycznych i chirurgicznych, dlatego też personel tam zatrudniony należy okresowo badać w celu wykluczenia nosicielstwa.
Sporadyczne przypadki zakażeń gronkowcowych są wywoływane zwykle przez szczepy należące do różnych typów fagowych, natomiast w czasie epidemii przeważa najczęściej jeden typ fagowy. Przyczyną epidemii szpitalnych są przeważnie szczepy należące do III grupy fagowej. Są to tzw. typy epidemiczne. Większość szczepów szpitalnych cechuje się opór nością na wiele antybiotyków i ma większą zdolność rozprzestrzeniania się.

Oddzielne zagadnienie epidemiologiczne stanowią gronkowcowe zatrucia pokarmowe. Źródłem zakażenia są tu produkty żywnościowe zanieczyszczone szczepami enterotoksycznymi. Produkty te mogą być zanieczyszczone pierwotnie, np. mięso zwierzęce z gronkowcowym uogólnionym procesem ropnym lub mleko zwierząt chorych na gronkowcowe zapalenie wymienia. Najczęściej jednak dochodzi do wtórnego zakażenia produktów żywnościowych od ludzi chorych, z powikłaniami ropnymi skórnymi lub nosicieli gronkowców zatrudnionych w przemyśle spożywczym. Gronkowcowe zatrucia pokarmowe często występują w formie epidemii.

Profilaktyka

W zakażeniach gronkowcowych zapobieganie specyficzne nie ma znaczenia. Profilaktyka niespecyficzna polega na:

• likwidacji nosicielstwa chorobotwórczych szczepów
• ograniczeniu stosowania antybiotyków
• wprowadzeniu zarządzeń szpitalnych mających na celu zapobieganie szerzeniu się zakażeń gronkowcowych

Zwalczanie nosicielstwa polega na miejscowym stosowaniu do jamy nosowo-gardłowej środków antyseptycznych (nie jest to radykalny sposób, ale w pewnym stopniu zmniejsza ilość nosicieli) lub na eliminacji nosicieli z oddziałów położniczych, pediatrycznych i chirurgicznych.
Stosowanie antybiotyków, szczególnie w środowisku szpitalnym powinno być jak najbardziej celowe, ograniczone do przypadków, w których ich podawanie jest rzeczywiście potrzebne, aby nie zwiększać łatwo powstającej antybiotykooporności gronkowców.
Dużą rolę w zapobieganiu zakażeniom gronkowcowym odgrywa przestrzeganie zasad higieny i w miarę potrzeby postępowanie według zasad aseptyki.