Caracterizarea morfo-patogenetică a speciilor şi tulpinilor stafilocociilor implicate în bolile psitacinelor

În genul Staphylococcus sunt încadrate bacteriile în formă de coci, Gram-pozitive, care formează, cu precădere în unele situaţii, grupări caracteristice de aspect neregulat, asemănătoare ciorchinelui de strugure (staphylo). Sunt bacterii prezente în mod obişnuit ca saprofiţi în mediul înconjurător, dar şi sub formă comensală, la nivelul tegumentelor omului şi animalelor. În anumite circumstanţe, pot fi implicate în patogeneza unor afecţiuni la animale şi om, dintre care mai frecvente sunt cele supurative, cu caracter purulent-necrozant. De asemenea, pot genera şi toxiinfecţii alimentare grave (Gray şi col., 1987; Freney şi col., 1988).

Aceste microorganisme ubicuitare constituie una dintre grupările bacteriene pentru care pielea, glandele cutanate şi mucoasele aparente ale omului şi altor mamifere reprezintă habitatul natural (Bjork şi col., 1972; Foster, 1996; Aarestrup, 2001; Bes şi Braun, 2002). Sunt prezente mai ales în zona superioară a foliculilor piloşi, în ostiumurile glandelor cutanate, la suprafaţa tegumentului şi sub epiteliile descuamate (Ieremia, 1984; Boden şi Flock, 1989; Catană, 2001), unde alcătuiesc microcolonii de mărimi variabile (de la câteva celule la sute).

Se cunosc 38 de specii stafilococice (SBSV, 2013) dintre care, în patologia veterinară, sunt mai frecvent implicate Staphylococcus intermedius (coagulazo-pozitiv), Staphylococcus schleiferi (coagulazo-pozitiv) şi Staphylococcus hyicus (coagulazo-pozitiv sau negativ). Acestea produc abcese, furunculoză, însă cel mai patogen este Staphylococcus aureus care, ca şi celelalte specii, face uneori parte din microflora tegumentară normală a psitacinelor (Rautela şi Abramson, 1973; Devriese şi Hajek, 1980; Raus şi Love, 1983; Stout şi col., 1992; Fleischer, 1994; Kehoe, 1994). Conţinutul în G+C al ADN-ului stafilococic este de 30-40 mol % (Devriese şi col., 1978; Kloos 1980b;1986). Bacteriile care aparţin genului Staphylococcus sunt coci cu talia de 0,5-1,5 µm; aceştia se pot prezenta izolaţi sau grupaţi diplo, în tetrade, scurte lanţuri formate din trei, maximum patru elemente, dar, în mod caracteristic, alcătuiesc grămezi neregulate (gruparea staphylo). Grupările caracteristice sunt datorate diviziunii bacteriei, care se realizează în planuri succesive (Hochkeppel şi col., 1987; Bonenberger şi col., 2001). Sunt imobili, nesporogeni şi pot prezenta material capsular (Kenneth, 2002).

Pigmentul produs, carotenoid triterpenoid cu un lanţ de 30 de atomi de carbon (Muller şi col., 1981; Lally şi Woolfrey, 1984), are nuanţe diferite: galben-crem, galben-portocaliu, portocaliu, în funcţie de specie şi de tulpină. Unele tulpini de Staphylococcus intermedius pot forma colonii cu o slabă nuanţă de violet, maroniu sau roz, dar cele mai multe sunt nepigmentogene (colonii alb-gri) (Perianu, 1996). Majoritatea stafilococilor produc catalază, sunt facultativ anaerobi, dar se dezvoltă mai bine în prezenţa oxigenului, cu excepţia Staphylococcus saccharolyticus şi Staphylococcus aureus subspecia anaerobius, care preferă anaerobioza. Se pot multiplica şi în vid sau în atmosferă de hidrogen (Forsgren şi Gheţie, 1983; Ljungh, 1998). Anaerobioza poate accentua unele caractere de patogenitate, secreţia toxică fiind mult favorizată de atmosfera cu o cantitate mare de CO₂, iar cultivarea în atmosferă de oxigen pur determină pierderea patogenităţii acestor bacterii (Saagers şi Stewart, 1968). Cei mai mulţi dintre stafilococi tolerează concentraţiile de peste 5% NaCl şi se pot multiplica chiar la 10-15%, fiind specii halofile. Valorile optime de temperatură variază între 14°C şi 40°C (Hajek, 1976; Zimmerman şi Kloos, 1976; Uhlen şi col., 1984; Moks şi col., 1986; Bes şi col., 1990). 

Stafilococii se multiplică pe medii de cultură uzuale, dar se poate apela şi la medii selective, hiperclorurate, precum: agarul cu manitol şi sare, agarul lipază-sare-manitol, agar cu fenil-etanol, agarul Columbia cu colistin şi acid nalidixic, Chapman, Vogel-Johnson, Baird-Parker etc. (Marshail şi Wilmouth, 1981; Iandolo, 1989). Incubarea se realizează la 35-37°C, pentru 48-70 de ore. Pe agarul cu 5% sânge de berbec şi tripticază-soia, timpul de dezvoltare este de 18-24 de ore, la 35-37°C (Kloos şi Bannerman, 1994;1 995). Pentru identificarea speciei plecând de la colonii se recomandă prelungirea incubării la 35-37°C pentru 70 de ore, după care 48 de ore la temperatura camerei (Drummond şi Tager, 1963), coloniile crescând la 2-10 mm în diametru. În general, coloniile aceleiaşi tulpini au caractere similare: mărimea, consistenţa, profilul, luciul, pigmentul, aspectul marginilor; unele tulpini pot produce două sau mai multe morfotipuri (Bes şi col., 2002). Pigmentogeneza este mai evidentă pe unele medii de cultură (agar tripticază-soia), decât pe altele (agar cu sânge) (Ryden şi Rubin, 1983; Wadstrom şi Rozgonyi, 1986; Ryden şi Hirsch, 1990).

Peretele celular stafilococic conţine peptidoglican şi acid teichoic, iar legăturile interpeptidice dintre moleculele de peptidoglican sunt constituite din peptide oligoglicinice, sensibile la acţiunea lisostafinului. Peretele celular rigid conferă bacteriei rezistenţă la uscăciune, medii hipersaline şi sucroză în concentraţie mare, ca şi faţă de anumiţi dezinfectanţi (Arvidson, 1983). Formele L stafilococice, cărora le corespund deficienţe structurale la nivelul peretelui celular bacterian, au aspect cocoid (datorat lipsei parţiale sau totale a peretelui celular) şi sunt greu cultivabile. Prezenţa sub această formă a stafilococilor se poate datora acţiunii benzilpenicilinei, meticilinei sau lisostafinului (Hajek şi Marşalek, 1976; Lindberg şi Jonsson, 1990), consecutiv antibioterapiei, talia cocilor în ţesuturi mărindu-se (Wadstrom, 1991).

Capsula bacteriană, de natură polizaharidică (Hemker şi col., 1975; Kloos şi Bannerman, 1995), are o grosime de peste 200 nm şi poate fi pusă în evidenţă prin coloraţie negativă cu tuş de India sau prin reacţii serologice (reacţia de microprecipitare); este prezentă la majoritatea tulpinilor (Ryden şi col., 1990; McDevitt şi Francois, 1995) unor anumite specii de stafilococi, în anumite condiţii de cultivare (doar 5-18% din tulpinile de Staphylococcus aureus recent izolate sunt capsulogene) (Devriese şi col., 1978). Această formaţiune se interpune fagocitozei neutrofilice mediate de complement, în felul acesta contribuind la creşterea virulenţei stafilococilor în ţesuturile infectate (Freney şi col., 1988; Phillips şi Kloos, 1981; Kloos şi Bannerman, 1994). Stafilococii pot prezenta şi microcapsulă. Aceasta are grosimea sub 200 nm şi este neobservabilă la microscopul optic. Incidenţa bacteriilor din specia Staphylococcus aureus cu microcapsulă este de aproximativ 80-90% (Bes şi Braun, 2002). Glicocalixul prezent la suprafaţa celulelor stafilococice sau în mediul de cultură în proximitatea bacteriilor este un complex extracelular a cărui sinteză se corelează cu specia, tulpina şi condiţiile de cultivare. Este elaborat de mulţi dintre stafilococi şi conferă acestora protecţie faţă de acţiunea antibioticelor (Bhakdi şi Tranum-Jensen, 1991; Bonenberger şi col., 2001; Kenneth, 2002). Din punct de vedere biochimic, este o structură eterogenă alcătuită din monozaharide (manoză, galactoză, glucoză, glucozamină, acid glucuronic), proteine şi peptide. Interferează cu opsonizarea şi fagocitoza, întregind astfel mijloacele autoprotective ale bacteriei (Ryden şi col., 1990).

Proteina A, expusă la suprafaţa bacteriei, este sintetizată frecvent de tulpini ale speciei Staphylococcus aureus, la care constituie componenta proteică majoră a celulei bacteriene; de asemenea, se poate evidenţia şi la Staphylococcus intermedius şi Staphylococcus hyicus subspecia hyicus (Saagers şi Stewart, 1968; Gray şi col., 1987; Ljungh, 1998). Cantitatea în care este sintetizată variază în funcţie de tulpina stafilococică (Sjoquist şi col., 1972; Fleischer, 1994). Sinteza acestei componente proteice este codificată de gena spa a cărei activitate este suprareglată de gena agr. Aceasta din urmă, în stare inactivă, permite declanşarea sintezei de proteină A sub influenţa genei spa derepresate (Lally şi Woolfrey, 1984; Gray şi col., 1987; Lindberg şi Jonsson, 1990). Această structură proteică a peretelui celular este ancorată la acesta prin intermediul terminaţiei carboxil a lanţului peptidic (Catană, 2001), prin care realizează o legătură covalentă cu peptidoglicanul. Regiunea aminoterminală (domeniu extracelular) proeminează prin peretele celular, la nivelul ei identificându-se un număr de cinci domenii repetitive, fiecare din acestea putându-se ataşa la regiunea Fc a moleculelor de imunoglobulină de la mai multe specii de mamifere (Kloos, 1980a; Hochkeppel şi col., 1987). La multe dintre tulpinile stafilococice rezistente la meticilină, proteina A apare ca o structură extracelulară, excretată de bacterie în mediul de cultură lichid în care s-a multiplicat (Boden şi Flock, 1989).

Dintre tulpinile de Staphylococcus intermedius, aproximativ 85% elaborează proteină A extracelulară, iar 4% sintetizează un tip de proteină A care rămâne ataşată la celula care a produs-o (Foster, 1996). La Staphylococcus aureus, proteina A este produsă de aproximativ 90-99% dintre tulpinile biotipului A izolate de la om (Zimmerman şi Kloos, 1976; Stout şi col., 1992). La tulpinile biotipului B de Staphylococcus aureus izolate de la păsări, proteina A este decelată mai puţin frecvent (2-5%), iar pentru biotipul C, izolat de vacă, porci, oi şi capre, la 6-40% dintre tulpini (Wadstrom, şi Rozgonyi, 1986). Proteina A la Staphylococcus aureus este o polipeptidă de 42 kDa, cu configuraţie laxă (Moks şi col., 1986), diferită de cea produsă de Staphylococcus hyicus (Hemker şi col., 1975; Kenneth, 2002). Proteina A este imunogenă, dar anticorpii specifici ei sunt decelaţi doar în serul sangvin al organismelor care au suportat infecţii stafilococice grave (Kloos, 1980; 1986).

Dintre principalele efecte patogenetice ale proteinei A, răsfrânte în mod nefavorabil asupra organismului, amintim: interferenţa în fenomenul de opsonizare şi fagocitoză polimorfonucleară prin blocarea activităţii imunoglobulinelor opsonizante (Drummond şi Tager, 1963), ca o consecinţă a ataşării ei la regiunea Fc a acestor molecule, deşi, pe de altă parte, activează ca un chemoatractant pentru neutrofile, induce reacţiile de hipersensibilitate imediată şi întârziată, stimulează mitogenic limfocitele cu denaturarea reactivităţii imunologice normale, printre altele inducând intensificarea fenomenului de citotoxicitate cu mediere celulară şi activează sistemul complement (Bes şi col., 1990). Unii autori (Gray şi col., 1975; Hemker şi col., 1975; Lally şi Woolfrey, 1984) consideră doar probabilă explicaţia prin care se arată că proteina A conferă rezistenţă bacteriei la fenomenul de fagocitoză în urma blocării fragmentului Fc al imunoglobulinelor prin porţiunea sa aminoterminală. În plus, se crede că proteina A se interpune timpuriu activării cascadei complementului, ca şi desfăşurării procesului de coagulare sangvină (Devriese şi col., 1978; Ljungh, 1998). Datorită proprietăţilor sale structurale şi funcţionale, această structură proteică reprezintă un atribut de patogenitate al stafilococilor şi contribuie la sporirea virulenţei acestor bacterii (Stout şi col., 1992).

Peptidoglicanii peretelui celular, pe lângă rolul structural, prezintă activitate biologică asemănătoare cu cea a endotoxinelor bacteriene (pirogenitate, activarea complementului, geneza factorilor chemotactici, agregarea trombocitelor, cu coagulare intravasculară, aglutinarea şi liza hematiilor), dar determină şi reacţii inflamatorii cutanate, inhibarea migrării leucocitelor spre focarul infecţios, efect mitogen pentru celulele imunosupresoare (Raus şi Love, 1983; Bes şi Braun, 2002).

Adezinele stafilococice, structuri proteice prezente la suprafaţa bacteriei, fac posibilă alipirea celulei stafilococice la proteinele matricei extracelulare la organismul infectat (fibronectina, vitronectina, fibrinogenul, laminina, sialoproteinele osoase, trombospondina, elastina, colagenul de tip I, II, IV) (Devirese şi Hajek, 1980; Marshail şi Wilmouth, 1980; Kloos, 1986; Kloos şi Bannerman, 1995). Aceste proteine îndeplinesc un rol important în organizarea sistemică a ţesuturilor, precum şi în menţinerea homeostaziei locale, dar pot servi şi ca liganzi pentru microorganismele patogene, în special în situaţia expunerii structurilor intime tisulare la influenţa factorilor de mediu extern, consecutiv afectării integrităţii structurale (traumatisme, boli metabolico-endocrine). Ataşarea bacteriei la anumite ţesuturi ale gazdei prin intermediul proteinelor matriceale este considerată ca un prim pas în procesul de patogeneză, deoarece conduce la colonizarea şi apoi invazia celulelor şi ţesuturilor gazdei de către stafilococi (Boden şi Flock, 1989). Legarea specifică la fibronectină, colagen, vitronectină, laminină, caracteristică unor bacterii, fungi sau paraziţi patogeni, reflectă posibilitatea interacţiunii dintre microorganisme şi variate matrice extracelulare, dar şi cu proteinele plasmatice. Legarea la fibronectină conduce la intensificarea procesului de colonizare tisulară, legarea la colagen corespunde ţintirii acţiunii patogenilor spre ţesuturile bogate în această proteină, iar legarea de laminină contribuie la focalizarea atacului bacterian asupra membranelor bazale. Aşadar, acest fenomen face parte din desfăşurarea etapizată a procesului inflamator infecţios.

Pe lângă colonizarea bacteriană, adezinele participă şi în alt mod în patogeneza infecţiilor. Astfel, blocarea vitronectinei de către microorganisme accelerează colonizarea tisulară similar fibronectinei şi, în plus, intensifică activarea complementului, deoarece este anulată activitatea inhibitorie a vitronectinei, exercitată asupra ultimului pas de desfăşurare a cascadei complementului. Un alt exemplu în acest sens este constatat în cazul moleculelor familiei glicozaminoglicanului, dintre care heparina este prezentă în sânge, iar heparan-sulfatul, condroitin-sulfatul şi dextran-sulfatul aparţin matricei extracelulare. Unele bacterii, printre care şi Staphylococcus aureus, aderă la heparan-sulfat şi heparină, acest fapt contribuind la creşterea colonizării tisulare (Arvidson, 1983; Bes şi col., 1990; McDevitt şi Francois, 1995), însă, dintre factorii necesari funcţionării fibroblastelor, unii se asociază heparinei. Imobilizarea heparinei de către unii germeni o face indisponibilă asocierii ei cu factorii de creştere pentru fibroblaste şi astfel este împiedicată vindecarea plăgilor şi perpetuarea leziunilor deja apărute. Dintre adezinele prezente la Staphylococcus aureus, două sunt complementare fibronectinei, una colagenului, iar alta fibrinogenului (clumping-factor), sinteza acesteia din urmă datorându-se genei clfA (Rautela şi Abramson, 1973). Stafilocoagulaza, proteină extracelulară care poate lega fibrinogenul plasmatic similar protrombinei (Ryden şi col., 1990), este angrenată la peretele celular bacterian şi induce procesul de coagulare a sângelui (Freney şi col., 1988; Bes şi Braun, 2002).

Proteinele stafilococice extracelulare, cu activitate enzimatică şi/sau toxică, sunt implicate în geneza procesului patologic, fiind considerate factori de patogenitate ai acestor bacterii. Factorii de agresivitate, ca şi secreţiile toxice, acţionează asupra componentelor celulare ale organismului, facilitând invazia şi proliferarea stafilococilor sau neutralizează mecanismele de apărare ale organismului (Bjork şi col., 1972). Multora dintre speciile stafilococice le este caracteristică producerea de astfel de toxine, structuri proteice antigenice, al căror mod esenţial de acţiune constă în lezarea membranei citoplasmatice a celulelor eucariote, în ansamblu rezultând alterări morfofuncţionale ale ţesuturilor (Ryden şi Hirsch, 1990; Stout şi col., 1992). Toxinele stafilococice sunt reprezentate de: hemolizine, leucocidine, toxine pirogenice (enterotoxine, toxina sindromului de şoc toxic), toxina epidermolitică. Toxinele hemolitice stafilococice, reprezentate de cel puţin patru proteine extracelulare distincte, sunt termolabile, puternic antigenice şi transformabile în anatoxine. Ele manifestă acţiune hemolitică şi citotoxică pentru anumite celule (Bhakdi şi Tranum-Jensen, 1991). Cele patru hemolizine se notează cu literele greceşti: α, β, γ, δ, şi pot fi sintetizate cu precădere de anumite tulpini-specii stafilococice, în anumite condiţii de mediu, fiind active în mod selectiv faţă de hematiile unor specii de animale (Arvidson, 1983). Se consideră că sunt produse de peste 90% dintre stafilococii patogeni (Hochkeppel şi col., 1987). Tulpinile stafilococice de origine umană produc mai ales hemolizină α, pe când cele cu origine animală, hemolizină β (Iandolo, 1989; Lindberg şi Jonsson, 1990).

De altfel, o tulpină poate elabora una sau mai multe tipuri de hemolizine. În cazul stafilococilor izolaţi de la om, mai frecvent este observată asocierea hemolizinelor α şi β, pe când în cazul celor de la animale se constată asocierea α, β şi δ (Moks şi col., 1986; Perianu, 1996). În ansamblul lor, hemolizinele dezvoltă acţiune toxică letală, prin administrare experimentală endovenoasă, şi dermonecrotică, prin administrare intradermică (Philips şi Kloos, 1981; Ryden şi col., 1990). Activitatea hemolitică se analizează pe agarul cu sânge defibrinat (5-10%) de bou, berbec, om sau alte specii (Saagers şi Stewart, 1968).

Hemolizina α, prezentă mai ales la biotipul A al Staphylococcus aureus, excretată pe măsura sintezei, induce formarea unor pori în membrana eritrocitelor (Bes şi col., 2002). Pe agarul cu sânge este responsabilă de hemoliza completă (Devriese şi col., 1978; Devriese şi Hajek, 1980). Este activă faţă de hematiile de oaie şi iepure şi foarte slab faţă de cele umane (Catană, 2001). Prezintă activitate patogenă şi faţă de alte celule decât hematiile, fiind citotoxică, citolitică şi leucocidinică (Kenneth, 2002). Este letală pentru neutrofile, însă monocitele sunt rezistente (Hajek, 1976). Este letală în urma administrării intravenoase, considerându-se că acelaşi efect îl exercită şi asupra omului în condiţii de septicemii naturale (Gray şi col., 1988). Administrată subcutanat sau intradermic la iepure, determină dermonecroză (Forsgren şi Gheţie, 1983; Hochkeppel şi col., 1987; Iandolo, 1989). În plus, prezintă şi activitate neurotoxică (Kloos şi Bannerman, 1995). Este antigenică şi se transformă în anatoxină în prezenţa formolului, la temperatura de 37°C (Muller şi col., 1981).

Hemolizina β, mai puţin toxică comparativ cu precedenta sau faţă de celelalte hemolizine (Hajek şi Marşalex, 1976; Kloos, 1986) şi cu grad crescut de termorezistenţă, corespunde în special biotipului B al Staphylococcus aureus (Rautela şi Abramsson, 1973; Uhlen şi col., 1984). Prezintă activitate hemolitică pentru eritrocitele de oaie şi bou, fiind netoxică pentru cele de om şi iepure (Ryden şi Rubin, 1983). Este o sfingomielinază activă faţă de o gamă largă de celule (Wadstrom, 1991), acţiunea sa corespunzând cu a fosfolipazei C. Se derulează asupra sfingomielinei şi lisofosfatidin-colinei din membrana citoplasmatică la temperatura de 37°C, însă activitatea sa hemolitică este amplificată şi desăvârşită la niveluri mai joase de temperatură, sub 10°C, când se produce colapsul eritrocitar. Acest fenomen, denumit „hemoliză cald-rece”, se explică prin faptul că temperaturile scăzute presupun pentru celulă un consum sporit de energie, iar membrana eritrocitară, labilizată în prealabil la 37°C, nu mai corespunde din punct de vedere morfofiziologic, cedează şi se produce hemoliza prin şoc termic (Zimmerman şi Kloos, 1976; Devriese şi col., 1978; Marshail şi Wilmouth, 1981; Freney şi col., 1988; Aarestrup, 2001). Zona de hemoliză corespunzătoare toxinei β este largă pe agarul cu sânge, dar neclarificată la 37°C, însă se limpezeşte total la 4°C (Iandolo, 1989).

Hemolizina γ, prezentă la unele tulpini de Staphylococcus aureus (Saagers şi Stewart, 1968; Boden şi Flock, 1989; Lindberg şi Jonsson, 1990; Ryden şi Hirsch, 1990), manifestă activitate litică faţă de eritrocite şi leucocite (Devriese şi col., 1978), dar şi faţă de alte celule (Bes şi col., 1990). Este toxică pentru hematiile de om, iepure, oaie, nu şi pentru cele de cal. Zona de hemoliză este foarte îngustă şi greu observabilă macroscopic (Raus şi Love, 1983). Hemolizina δ, sintetizată de Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermitis şi Staphylococcus haemolyticus în condiţiile cultivării în atmosferă cu dioxid de carbon (Hajek, 1976; Hajek şi Marşalek, 1976; Lally şi Woolfrey, 1984), este diferită antigenic de celelalte hemolizine (Fleischer, 1994).

Datorită faptului că molecula acestei toxine conţine o cantitate mare de aminoacizi hidrofobi, aceştia conferindu-i caracter detersiv, surfactant, amfipatic, manifestă o mare afinitate şi intensitate de acţiune asupra fosfolipidelor membranare pe care le solubilizează. Acţionează prin permeabilizarea membranei citoplasmatice a multor celule, dar în mod selectiv. În acelaşi timp, are şi proprietatea de a activa enzima adenilat-ciclază, cu efecte similare celor produse de toxina holerică (Drummond şi Tager, 1963). Activitatea sa se întrepătrunde cu cea a hemolizinei β stafilococice (Foster, 1996) şi se exercită asupra hematiilor de oaie, om, iepure ş.a. În plus, induce citoliză asupra neutrofilelor, limfocitelor, trombocitelor, macrofagelor (Ryden şi col., 1990) şi protoplaştilor bacterieni (Bes şi col., 1990), ca efect dermonecrotic în infecţia experimentală (Hemker şi col., 1975). Nu are caracter imunogen, nefiind un bun antigen (Kenneth, 2002).

O altă categorie de secreţii toxice stafilococice, considerate factori de patogenitate accesorii (Aarestrup, 2001), este reprezentată de leucocidine, exotoxine care acţionează direct asupra membranei citoplasmatice a macrofagelor şi granulocitelor polimorfonucleare neutrofile, fiind active exclusiv faţă de leucocitele de om şi iepure (Bhakdi şi Tranum Jensen, 1991; Ljungh, 1998) (administrate intravenos la iepure, distrug leucocitele circulante). Leucocidinele sunt toxine puternic antigenice, alcătuite din două fracţii (componentele S şi F), dintre care una este termostabilă, iar cealaltă termolabilă (Staphylococcus aureus), acestea acţionând sinergic (Devriese şi col., 1978; Hochkeppel şi col., 1987). Componenta S activează fosfolipaza membranară A₂ şi, împreună cu componenta F, induce permeabilizarea membranei citoplasmatice prin crearea unor canale ionice, celula pierzând prin eflux rapid mai ales potasiu, urmat de pătrunderea masivă de ioni de sodiu acompaniaţi de molecule de apă; în final, se instalează edemul intracelular, cu tumefierea şi deformarea celulei, perturbarea gravă a potenţialului de membrană, a metabolismului celular (respiraţia celulară) şi citoliză. De remarcat că tumefierea celulei nu este consecinţa distracţiei ATP-azei Na/K, ci a permeabilităţii selective, modificate, a plasmalemei pentru ionii de potasiu (Ryden şi Rubin, 1983; Boden şi Flock, 1989; Fleischer, 1994). Leucocidinele, a căror activitate toxică este potenţată de ionii de calciu, acţionează intracelular, putând induce şi degranularea citoplasmei neutrofilelor, urmare a disoluţiei membranelor lizozomale (Bes şi col., 1990).

Alături de leucocidine, Staphylococcus aureus secretă hemolizina α şi doi factori Panton-Valentine, cu acţiune concertată asupra leucocitelor de om (Boden şi Flock, 1989; Bonenberger şi col., 2001). Se consideră că hemolizina α şi δ manifestă acţiune de tip leucocidinic (Devriese şi Hajek, 1980). Un număr redus de tulpini stafilococice (mai puţin de 1% în cazul Staphylococcus aureus) pot elabora o secreţie toxică epidermolitică de natură proteică, sub forma a două variante (A şi B), denumită epidermolizină sau exfoliatină (Catană, 2001; Bes şi Braun, 2002). Aceasta determină în condiţii naturale, în special la copii, sindromul pielii opărite, iar în infecţia experimentală la şoarecii nou-născuţi, sindromul de epidermoliză-exfoliere, acţionând în ambele cazuri la distanţă de locul în care a fost sintetizată (focarul infecţios) (Hochkeppel şi col., 1987). Modul de acţiune constă în disoluţia cimentului intracelular epidermal prin dizolvarea matricei mucopolizaharidice, desfacerea legăturilor intercelulare de la nivelul stratului granulos al epidermului (desmozomi), aflux de lichid în spaţiile nou-create şi, ca o consecinţă, desprinderea straturilor superioare epidermice de la nivelul stratului granulos lezionat (Moks şi col., 1986). În plus faţă de factorii de patogenitate cu acţiune predominat toxică pentru anumite categorii celulare, stafilococii patogeni elaborează şi o serie de enzime ce manifestă activitate agresivă asupra structurilor organismului, pe care le alterează morfologic sau funcţional. Acestea pot manifesta acţiune antiopsonică, unele dintre ele participând la înlesnirea difuziunii germenilor în ţesuturi (Kloos, 1980).

Din categoria enzimelor sintetizate de stafilococi fac parte: factorii coagulanţi (coagulazele), stafilokinaza (fibrinolizina), diverse esteraze (lipaze, fosfatază, nucleaze), hialuronidaza (Lally şi Woolfrey, 1984; Moks şi col., 1986). Prin modul de acţiune, acestea întregesc efectul nociv, cu desfăşurare etapizată, al procesului infecţios stafilococic dezvoltat în organismul infectat. Coagulazele stafilococice (factori coagulanţi), reprezentate de două structuri proteice cu activitate enzimatică, conferă tulpinii stafilococice anumite atribute de patogenitate şi, împreună cu alţi factori patogeni, permit stabilirea semnificaţiei etiopatogenetice a stafilococului. Cei doi factori coagulanţi, stafilocoagulaza (coagulaza liberă) şi clumping-factorul (coagulaza legată), manifestă proprietăţi diferite, determinarea prezenţei lor realizându-se prin procedee distincte (Muller şi col., 1981). Tulpinile stafilococice pot exprima concomitent ambele coagulaze, situaţie frecvent întâlnită, sau doar una dintre ele, de obicei cea liberă, iar în anumite cazuri nu elaborează niciunul dintre factorii coagulanţi (Philips şi Kloos, 1981; Perianu, 1996). Astfel, multe dintre tulpinile de Staphylococcus aureus exprimă ambii factori coagulanţi, tulpinile de Staphylococcus intermedius sunt mai ales coagulază-liberă pozitivă, prezenţa clumping-factorului fiind variabilă (inconstantă) (Ryden şi col., 1990). Edificatoare pentru stabilirea capacităţii de sinteză a coagulazelor este determinarea stafilocoagulazei, întrucât aceasta este cel mai des sintetizată împreună cu clumping-factorul, iar absenţa ei se asociază cu absenţa coagulazei legate; în plus, este produsă de majoritatea stafilococilor patogeni (Devriese şi Hajek, 1980; Forsgren şi Gheţie, 1983; Boden şi Flock, 1989; Foster,1996).

Stafilocoagulaza (coagulaza liberă), enzimă extracelulară de natură proteică, determină coagularea plasmei sangvine în absenţa ionilor de calciu, într-un mod asemănător protrombinei/trombinei. Iniţial în stare inactivă, ea interacţionează şi se conjugă cu factorul de activare a coagulazei, un derivat al protrombinei prezent în plasma sangvină, cu care formează un complex denumit stafilotrombină care, odată constituit, acţionează asupra fibrinogenului plasmatic, convertindu-l în fibrină. Deci, acest proces nu se desfăşoară în absenţa protrombinei plasmatice, a cărei prezenţă este necesară pentru a activa funcţional coagulaza liberă secretată de stafilococ (Rautela şi Ambramsson, 1973; Ryden şi Rubin, 1983; Ryden şi col., 1990; Stout şi col., 1992).  Dintre tulpinile de Staphylococcus aureus, majoritatea (98-99%) sintetizează coagulază liberă, dar este prezentă şi la unele tulpini de Staphylococcus intermedius, Staphylococcus hyicus, Staphylococcus delphini sau Staphylococcus schleiferi subspecia coagulans (Marshail şi Wilmouth, 1981; Lally şi Woolfrey, 1984; McDevitt şi Francois, 1995; Perianu, 1996c). Din punctul de vedere al imunogenităţii sale, stafilocoagulaza este antigenică, dar anticorpii specifici ei nu sunt eficienţi în prevenirea infecţiilor stafilococice (Hemker şi col., 1975). Al doilea factor coagulant stafilococic, clumping-factorul (factorul de afinitate pentru fibrinogen) sau coagulaza legată, relativ mai rar identificat la tulpinile stafilococice patogene, este reprezentat de o structură ataşată peretelui celular bacterian, nefiind prezent în filtratul culturii stafilococice lichide, spre deosebire de coagulaza liberă (Arvidson, 1983). Clumping-factorul, omologabil cu trei structuri proteice specifice expuse la suprafaţa bacteriei, aderă la fibrinogen şi induce polimerizarea acestuia, rezultând fibrina (Drummond şi Tager, 1963). Dintre tulpinile de Staphylococcus aureus, 85-90% sunt clumping-factor pozitive, ca şi 10-15% dintre cele de Staphylococcus intermedius, la această specie sinteza coagulazei legate fiind un caracter de o mai mare variabilitate (Lindberg şi Jonsson, 1990). Indiferent de desfăşurarea secvenţială a acţiunii lor, coagulazele stafilococice determină acoperirea stafilococilor cu mase de fibrină, în acest mod protejându-i faţă de opsonizare şi, ulterior, fagocitoză (Bonenberger şi col., 2001).

Stafilokinaza, enzimă extracelulară cu structură proteică şi activitate proteolitică, intervine în patogeneza infecţiei stafilococice septicemice prin fibrinoliza şi lichefierea cheagurilor sangvine, ulterior etapei în care au acţionat coagulazele (Muller şi col., 1981).

După unii autori, majoritatea tulpinilor stafilococice (70-80%) au capacitatea de a o sintetiza (Gray şi col., 1987; Freney şi col., 1988), după alţii, este mai ales apanajul tulpinilor de Staphylococcus aureus, biotipul A, izolate de la om (Kloos, 1986). De asemenea, nu există o unitate de opinii cu privire la specificitatea de acţiune a acestei enzime, după unii autori existând o specificitate strânsă, corespunzătoare speciei organismului afectat (Kloos şi Bannerman, 1995), iar după alţii manifestând un spectru larg de patogenitate (Bes şi col., 2002). Modul de acţiune, similar urokinazei sau kinazei streptococice, constă în ataşarea enzimei la plasminogen, iar acesta devine funcţional-activ şi se transformă în plasmină, substanţă proteolitică ce, prin activarea fibrinolizinei, va descompune litic barierele de fibrină (coaguli de fibrină) şi cheagurile sangvine formate în urma acţiunii coagulazelor stafilococice. În acest mod, stafilokinaza contribuie la diseminarea infecţiei stafilococice, fiind un factor de propagare a acesteia (Ryden şi col., 1990). Alături de stafilokinază, stafilococii pot elabora şi alte enzime cu acţiune hidrolazică. Printre acestea se pot enumera esterazele, proteazele şi fosfatazele. Dintre esterazele produse de stafilococi, amintim triacilglicerol-lipazele (lipazele), fosfolipazele, fosfoesterazele, ribo- şi deoxiribonucleazele (Saagers şi Stewart, 1968).

Stafilococii pot produce diverse enzime esterazice (Hemker şi col., 1975; Devriese şi col., 1978; Lally şi Woolfrey, 1984) care descompun hidrolitic trigliceridele lipo- sau hidrosolubile, ca: Tween, fosfatidilcolina, lisofosfolipidele şi, în general, lipoproteinele (Kloos şi Bannerman, 1994;1 995). Deşi pot fi întâlnite la multe specii stafilococice, lipazele sunt sintetizate preponderent de Staphylococcus hyicus şi Staphylococcus aureus (în special la tulpinile implicate în furunculozele cu evoluţie cronică), participând la extinderea infecţiei stafilococice în straturile tegumentului (Bonenberger şi col., 2001), ţesuturile afectate de lipaze devenind mai sensibile la acţiunea sistemului complement (Ieremia, 1984; Freney şi col., 1988). Prezenţa acestor enzime se corelează cu invazivitatea infecţiei stafilococice (Kenneth, 2002). O altă categorie importantă de esteraze prezente la stafilococi sunt nucleazele, structuri proteice globulare, alcătuite dintr-un singur lanţ polipeptidic (Ljungh, 1998). Acestea, reprezentate de ribo- şi dezoxiribonucleaze, după modul de acţiune sunt fosfodiesteraze întrucât clivează legăturile fosfodiester din moleculele de acid nucleic (McDevitt şi Francois, 1995). Ele participă la geneza leziunilor induse de stafilococi în mod sinergic cu hemolizina alfa (Marshail şi Wilmouth, 1981). Mai importante patogenetic sunt dezoxiribonucleazele, şi anume cele de tip II (dezoxiribonucleaze de restricţie), care hidrolizează macromoleculele de ADN la nivelul anumitor secvenţe de nucleotide, rezultând în final fosfomononucleotizi (Moks şi col., 1986). Referitor la stabilitatea faţă de anumite niveluri de temperatură, nucleazele pot fi termostabile (termonucleaze) sau termolabile.

Un procentaj important (95-100%) dintre tulpinile de Staphylococcus aureus, Staphylococcus hyicus, Staphylococcus intermedius şi Staphylococcus schleiferi produc termonuclează (Kloos, 1980), prezenţa acestui caracter corelându-se pozitiv cu activitatea coagulantă, nucleazele fiind regăsite la 90-95% dintre tulpinile stafilococice coagulazo-pozitive, lipsind la tulpinile care nu sintetizează coagulaze (Philips şi Kloos, 1981). În privinţa caracterului lor antigenic, nucleazele stafilococice se deosebesc de cele streptococice, sunt imunogene, iar anticorpii le blochează în mod specific activitatea enzimatică (Devriese şi col., 1978). Alături de hidrolazele prezentate, unii stafilococi sintetizează şi fosfatază alcalină, enzimă care acţionează asupra fosfoproteidelor, rezultând, în urma activităţii catalitice, acid fosforic (Iandolo, 1989; Kenneth, 2002), responsabil de scăderea pH-ului în focarul infecţios (Moks şi col., 1986; Ryden şi Hirsch, 1990).

Referitor la activitatea enzimatică proteolitică, s-a constatat că unele specii de stafilococi, ca Staphylococcus aureus, Staphylococcus sciuri şi Staphylococcus hyicus, elaborează peptidhidrolaze active faţă de cazeină şi gelatină (Zimmerman şi Kloos, 1976). În cazul speciei Staphylococcus aureus, sinteza exo- şi endopeptidazelor este bine reprezentată, ca de exemplu serin-proteazele (elastaza, o endopeptidază cu pH-ul optim de acţiune = 7,5-8,5) sau metal-proteazele, tiol-proteazele (Saagers şi Stewart, 1968; Wadstrom şi Rozgonyi, 1986). Unele tulpini stafilococice, mai ales cele aparţinând speciilor Staphylococcus aureus şi Staphylococcus hyicus, pot sintetiza hialuronidază (hialuronat liază), enzimă extracelulară de natură glicoproteică, cu activitate hidrolitică asupra matricei intercelulare mucopolizaharidice (Hochkeppel şi col., 1987), factor de difuziune a infecţiei spre ţesuturile adiacente focarului inflamator (Bes şi col., 1990; Stout şi col., 1992; Ljungh, 1998). Descompune, în prezenţa apei, mucopolizaharidele hialuronate ale substanţei fundamentale intercelulare, urmând ca din acidul hialuronic, principalul constituent al complexului mucopolizaharidic, să rezulte glucozamină, acid gluconic şi acid acetic (Hemker şi col., 1975; Hochkeppel şi col., 1987). Aceşti produşi de reacţie induc o stare iritativă şi de hiperhidratare locală (edem) (Forsgren şi Gheţie, 1983). Hialuronidaza acţionează în fazele preflogistice ale procesului patogen, reacţia inflamatorie inhibându-i proprietăţile. Este diferită, din punct de vedere antigenic, dar asemănătoare funcţional cu hialuronidaza streptococică, pneumococică sau a bacteriei Clostridium perfringens (Pizarro şi col., 2005).

Din datele anterior prezentate reiese faptul că bacteriile genului Staphylococcus pot prezenta o serie de fenotipuri – elemente de structură ale celulei bacteriene, secreţii şi excreţii cu activitate toxică sau agresinică – al căror efect asupra celulelor şi ţesuturilor organismului le conferă acestora caracterul de factori de patogenitate. Virulenţa, arsenalul factorilor de agresivitate şi toxicitate, numeroşi şi cu activitate complexă, se întrepătrund ca acţiune în cursul infecţiei stafilococice şi sunt determinaţi genetic, dar sinteza lor are loc în corelaţie cu anumiţi factori de mediu (Pizarro şi col., 2005). În ţesuturile infectate, stafilococii virulenţi sunt prezenţi în număr mare şi, în anumite cazuri, pot persista mai mult timp (Stout şi col., 1992). Determină fenomene inflamatorii intense, supurative, eventual însoţite de procese necrotice datorate acţiunii toxinelor (­Ljungh, 1998). Când posedă o putere invazivă deosebită, pătrund în circulaţie şi determină septicemii (Gray şi col., 1987). În general, stafilococii stabilesc relaţii neconflictuale cu gazda, însă, dacă tegumentul este lezat, ei penetrează ţesuturile şi îşi exprimă caracterul patogen, noua relaţie stabilită cu organismul-gazdă datorându-se abilităţii microorganismului de aderare la ţesuturile afectate sau la suprafaţa corpului străin, ca şi eludării efectorilor imuni.

Aprecierea patogenităţii unei tulpini presupune analizarea unei game largi de factori de patogenitate, unii consideraţi majori, alţii minori (Freney şi col., 1988). Totuşi, tulpini care deţin factori importanţi de patogenitate nu apar totdeauna implicate patogenetic, pe de altă parte, în afecţiuni evolutive sunt regăsiţi şi stafilococi care, la analiza de laborator, nu etalează un caracter patogen deosebit. În aprecierea potenţialului patogen al stafilococilor coagulazo-negativi, se analizează capacitatea acestora de a sintetiza dezoxiribonuclează, fosfatază ş.a., care, prin asociere, pot constitui atribute de patogenitate semnificative. Din condiţia de comensalism, stafilococii pătrund în organism obişnuit pe la nivelul glandelor cutanate sau al foliculilor piloşi, sub influenţa favorabilă a numeroşi factori, dintre care mai importanţi sunt: soluţiile de continuitate (plăgi, arsuri, alte traumatisme), unele disendocrinii (diabet, obezitate, diskeratoze), imunosupresii, infecţii intercurente, particularităţi reacţionale care depind de rasă etc. (Devriese şi col., 1978; Freney şi col., 1988; McDevitt şi Francois, 1995), factori al căror mod de acţiune se întrepătrunde cu al stafilococului. Încă din faza preinflamatorie a procesului patogen, stafilococii secretă hialuronidază prin care debridează ţesutul conjunctiv tegumentar; în urma acestor efecte primare, stafilococii desăvârşesc procesul de aderare la anumite structuri moleculare (proteine plasmatice sau ale matricei extracelulare), acest stadiu fundamentând colonizarea tisulară.

Multiplicarea accentuată a stafilococilor, ea însăşi un caracter de patogenitate, este acompaniată de elaborarea de enzime protective antifagocitare care induc, în acelaşi timp, blocarea capilarelor prin coaguli de fibrină şi trombusuri (factorii coagulanţi sunt sintetizaţi cu precădere în faza logaritmică de multiplicare a stafilococului). Ulterior acestei etape, însoţită de acţiunea diverselor esteraze şi proteaze, factori de extensie ai infecţiei (Devriese şi Hajek, 1980), intervine stafilokinaza, care descompune coagulii de fibrină, în prealabil constituiţi, iar microcoloniile de coci eliberate diseminează pe cale sangvină în alte zone ale organismului. Principalul mod de reacţie constă în fagocitoză, cu participarea polimorfonuclearelor neutrofile mobilizate în focarul patologic, ca şi a macrofagelor (Ryden şi Rubin, 1983). Endocitoza (internalizarea bacteriilor) este favorizată de opsonizare, iar liza, de către sistemul complement. O reactivitate imunologică specific-antistafilococică nu este bine conturată.

La om, partajul, ca şi infecţiile stafilococice minore, induce apariţia anticorpilor antistafilococici (Wadstrom şi Rozgonyi, 1986); prezenţa anticorpilor policlonali antistafilococici (aglutinine, antihemolizine), mai ales în situaţia unor infecţii stafilococice grave, are un rol restrâns în evoluţia infecţiei, ca şi în prevenirea unei reinfecţii (Wadstrom, 1991). În general, nu se pot realiza corelaţii între prezenţa unui anumit anticorp şi starea de rezistenţă sau de susceptibilitate a organismului la infecţia stafilococică (Uhlen şi col., 1984). O parte dintre imunoglobuline blochează o serie de enzime sau toxine stafilococice, dar nu impietează asupra dezvoltării de ansamblu a complexului proces patologic cu participare stafilococică. Totuşi, se apreciază că anticorpii antileucocidine protejează organismul faţă de infecţiile stafilococice recurente (Uhlen şi col., 1984; Stout şi col., 1992). Imunitatea specifică stafilococică postvaccinală nu este evidentă la toţi subiecţii astfel imunizaţi, vaccinul stimulând în mod specific sistemul imunitar doar la 50% dintre organismele supuse imunizării (Saagers şi Stewart, 1968).

Aşadar, mecanismele fundamentale de apărare se bazează pe acţiunea leucocitelor şi a sistemului reticuloendotelial (Bonenberger şi col., 2001). Faţă de acest proces reacţional al organismului, stafilococii se protejează în mai multe moduri. Astfel, prezenţa materialului capsular la tulpinile capsulogene, sinteza coagulazei libere şi prezenţa celei legate în structura peretelui celular (Bes şi col., 2002), elaborarea de factori toxici şi antichemotactici obstrucţionează etapele procesului de fagocitoză. Microcoloniile bacteriene se opun fagocitozei şi acţiunii cide a complementului şi prin glicocalixul de la exteriorul peretelui celular stafilococic (Fleischer, 1994). În plus, chiar fagocitaţi, stafilococii au capacitatea de a supravieţui în leucocite (Freney şi col., 1988) – superoxid-dismutaza şi catalaza bacteriană fac ineficientă activitatea sistemului mieloperoxidazic fagocitar, producător de radical superoxid şi apă oxigenată (Hajek şi Marşalek, 1976).

Disfuncţiile procesului fagocitar sunt favorabile infecţiilor cu stafilococi. Sunt cunoscute sindroame de receptivitate crescută la stafilococie prin activitate bactericidă deficitară a polimorfonuclearelor (boala granulomatoasă cronică); de asemenea, titrurile crescute de imunoglobulină E predispun la recurenţa stafilocociilor (Ryden şi col., 1990). În complexul agresional stafilococic se regăseşte şi activarea de către bacterie a sistemului complement, urmată de o intensificare peste măsură a reacţiei inflamatorii, consecinţele acesteia fiind mai grave, mai ales faţă de ţesuturile asupra cărora în prealabil au activat lipazele stafilococice (Arvdison, 1983).

Infecţia cu evoluţie acută are ca finalitate necroza structurilor tisulare şi a leucocitelor fagocitare, cu formarea puroiului galben-cenuşiu, cremos, gros, ce conţine numeroşi coci. Prin contiguitate, infecţia se poate extinde la ţesuturile învecinate sau poate metastaza la distanţă (Foster, 1996). Recurenţa infecţiilor stafilococice, nu neapărat cu evoluţie gravă, poate conduce la apariţia unei stări de hipersensibilizare cu precădere faţă de unele structuri antigenice (acid teichoic, proteina A, superantigene), ca şi la creşterea receptivităţii organismului la reinfecţia stafilococică (Hemker şi col., 1975; Kloos, 1980; Moks şi col., 1986). Sunt favorizate în acest mod infecţiile stafilococice recidivante, cu evoluţie mai gravă, trenantă şi caracter anatomoclinic uneori diferit de cel piogen (afecţiuni intens pruriginoase, eritematoase, rebele la antibioterapia convenţională, dar, uneori, remediabile prin autovaccin) (Devirese şi col., 1978; Devriese şi Hajek, 1980; Kloos, 1986; Kloos şi col., 1992). După unii autori, hipersensibilizarea tardivă la antigenele stafilococice intensifică fenomenele inflamatorii şi necrotice din focarul de reinfecţie (Bes şi Braun, 2002).

În afara leziunilor cu caracter purulent-necrozant, obişnuit prezente în infecţiile cu origine stafilococică, se mai pot constata şi leziuni tegumentare de suprafaţă sau superficiale care corespund nu unei infecţii stafilococice, ci, mai exact, unei supracolonizări cu aceste bacterii, corelată cu gradul de umiditate şi bogăţia în substanţe lipidice a unor zone tegumentare, dar această multiplicare stafilococică nu este însoţită de penetrarea profundă a ţesutului cutanat (Bes şi col., 2002). Aceste disbioze cutanate acompaniază şi chiar anticipează unele stări patologice generale ale organismului, aşa cum sunt: sindromul diskeratozic (seboreic), unele dismetabolii şi disendocrinii, stări de imunodeficienţă, maladii parazitare cutanate – în special cele cu componentă alergică (infestaţiile cu pureci sau păduchi), diverse alergii – de contact sau consecutive infecţiilor bacteriene, chiar stafilococice etc.

Conduita terapeutică generală trebuie să ţină cont de faptul că stafilococii sunt consideraţi microorganisme sensibile la multe tipuri de antibiotice, deşi sensibilitatea diferitelor tulpini poate varia, unele tulpini prezentând rezistenţă la multe clase de antibiotice sau chimioterapice. Pe lângă luarea unor măsuri preventive adecvate, este foarte importantă realizarea unor teste de sensibilitate a microorganismelor izolate din leziuni în timpul vieţii sau de la nivelul organelor în timpul necropsiei. Cu toate acestea, principala cauză a bolii trebuie identificată cât mai repede şi tratată în mod corespunzător. În cazul formelor enterice ale bolii, tratamentele de sprijin trebuie aplicate ca şi în cazul salmonelozelor sau colibacilozelor. Deoarece aceste microorganisme sunt prevalente în mediul păsărilor, este esenţială menţinerea igienei, precum şi a standardelor înalte în ceea ce priveşte hrănirea. O ventilaţie bună şi evitarea stresului de orice natură sunt de asemenea factori importanţi. Cel mai des întâlnită cale de contaminare este cea orală, bacteria putând fi transmisă şi pe cale aeriană sau vertical.

Conflict de interese: niciunul declarat  
Suport financiar: niciunul declarat
Acest articol este accesibil online, fără taxă, fiind publicat sub licenţa CC-BY.