Enterococcus faecium: charakterystyka, morfologia, patogenia

Enterococcus faecium⁚ charakterystyka, morfologia, patogenia

Enterococcus faecium jest gatunkiem bakterii należącym do rodzaju Enterococcus, powszechnie występującym w środowisku, a także w jelitach ludzi i zwierząt.

Wprowadzenie

Enterococcus faecium to gatunek bakterii należący do rodzaju Enterococcus, który odgrywa znaczącą rolę w ekosystemach i zdrowiu człowieka. Jest to powszechny składnik flory jelitowej ludzi i zwierząt, a także występuje w środowisku, w tym w glebie, wodzie i żywności. Chociaż E. faecium zazwyczaj nie jest uważany za patogen, w niektórych przypadkach może stać się czynnikiem etiologicznym zakażeń, szczególnie u osób z osłabioną odpornością. W ostatnich latach E. faecium zyskał znaczenie kliniczne ze względu na rosnącą odporność na antybiotyki, co stanowi poważne wyzwanie dla opieki zdrowotnej.

Główne obszary zainteresowania w kontekście E. faecium obejmują jego rolę w zakażeniach związanych z opieką zdrowotną, jego znaczenie w przemyśle spożywczym, a także jego potencjalne zastosowanie jako probiotyku. Rozumienie charakterystyki, morfologii i patogenii E. faecium jest kluczowe dla opracowania strategii zapobiegania i leczenia zakażeń wywołanych przez ten gatunek bakterii.

Taksonomia i klasyfikacja

Enterococcus faecium należy do królestwa Bacteria, typu Firmicutes, klasy Bacilli, rzędu Lactobacillales, rodziny Enterococcaceae i rodzaju Enterococcus. Gatunek ten został po raz pierwszy opisany w 1900 roku przez Thjotta i został pierwotnie sklasyfikowany jako Streptococcus faecium. W 1984 roku rodzaj Streptococcus został podzielony na kilka rodzajów, w tym Enterococcus, co doprowadziło do obecnej nazwy Enterococcus faecium.

Enterococcus faecium jest blisko spokrewniony z innymi gatunkami Enterococcus, takimi jak Enterococcus faecalis. Oba gatunki są powszechnie spotykane w jelitach człowieka i zwierząt, a także w środowisku. Jednakże E. faecium wykazuje pewne cechy charakterystyczne, takie jak większa odporność na antybiotyki i częstsze występowanie w zakażeniach związanych z opieką zdrowotną.

Morfologia i cechy charakterystyczne

Enterococcus faecium to bakterie Gram-dodatnie, co oznacza, że ​​ich ściana komórkowa zatrzymuje barwnik krystaliczny fioletu gencjany podczas barwienia Grama. Są to kokki, czyli bakterie o kulistym kształcie, które zazwyczaj występują w parach lub krótkich łańcuchach. Średnica E. faecium wynosi około 0,5-2,0 µm. Bakterie te są nieprzetrwalnikowe, co oznacza, że ​​nie tworzą odpornych form przetrwalnikowych, które mogą przetrwać niekorzystne warunki środowiskowe.

E. faecium jest fakultatywnym beztlenowcem, co oznacza, że ​​może rosnąć zarówno w obecności, jak i w nieobecności tlenu. Wykazuje również zdolność do fermentacji węglowodanów, co oznacza, że ​​może uzyskiwać energię z rozkładu cukrów w nieobecności tlenu. W procesie fermentacji E. faecium produkuje kwas mlekowy, co może przyczyniać się do jego zdolności do przetrwania w środowiskach o niskim pH, takich jak przewód pokarmowy.

Kształt i rozmiar

Enterococcus faecium to bakterie o kulistym kształcie, czyli kokki. Ich typowy rozmiar wynosi od 0,5 do 2,0 µm średnicy. W mikroskopie świetlnym E. faecium często pojawia się jako pojedyncze komórki, ale może również występować w parach lub krótkich łańcuchach. Taki układ komórek jest charakterystyczny dla rodzaju Enterococcus i odróżnia go od innych rodzajów bakterii o podobnym kształcie.

Kształt i rozmiar E. faecium są względnie stałe i nie podlegają znaczącym zmianom w zależności od warunków środowiskowych. Ta cecha morfologiczna jest ważna dla identyfikacji bakterii w badaniach mikrobiologicznych, ponieważ umożliwia odróżnienie E. faecium od innych gatunków bakterii, które mogą być obecne w próbce.

Barwienie Grama

Barwienie Grama to technika stosowana w mikrobiologii do różnicowania bakterii na podstawie budowy ich ściany komórkowej. Enterococcus faecium jest klasyfikowany jako bakteria Gram-dodatnia, co oznacza, że ​​jej ściana komórkowa zatrzymuje barwnik krystaliczny fioletu gencjany podczas barwienia Grama. Ta cecha wynika z obecności grubej warstwy peptydoglikanu w ścianie komórkowej E. faecium, która wiąże barwnik i zapobiega jego wypłukaniu podczas odbarwiania alkoholem.

Barwienie Grama jest ważnym narzędziem do identyfikacji bakterii, ponieważ pozwala na szybkie rozróżnienie między bakteriami Gram-dodatnimi i Gram-ujemnymi. Ta informacja jest przydatna w diagnostyce zakażeń bakteryjnych, ponieważ różne gatunki bakterii mają różne cechy patogenne i wymagają różnych terapii antybiotykowych. Barwienie Grama jest również wykorzystywane w badaniach mikrobiologicznych do klasyfikowania bakterii i do badania ich morfologii.

Metabolizm

Enterococcus faecium to bakteria fakultatywnie beztlenowa, co oznacza, że ​​może rosnąć zarówno w obecności, jak i w nieobecności tlenu. W obecności tlenu E; faecium wykorzystuje oddychanie tlenowe, aby uzyskać energię z rozkładu glukozy. W nieobecności tlenu E; faecium przechodzi na fermentację mlekową, w której glukoza jest rozkładana do kwasu mlekowego. Ten proces metaboliczny jest charakterystyczny dla bakterii kwasu mlekowego, do których należy E. faecium.

E. faecium wykazuje również zdolność do fermentacji różnych innych węglowodanów, w tym laktozy, sacharozy i maltozy. Bakteria ta może również wykorzystywać niektóre aminokwasy jako źródło energii i węgla. Zdolność do fermentacji różnych substratów metabolicznych przyczynia się do wszechstronności E. faecium i pozwala mu przetrwać w różnych środowiskach, w tym w przewodzie pokarmowym, żywności i środowisku.

Patogenia Enterococcus faecium

Enterococcus faecium jest zazwyczaj uważany za nieszkodliwy komensal, który kolonizuje przewód pokarmowy ludzi i zwierząt. Jednakże w pewnych okolicznościach, takich jak osłabiony układ odpornościowy, obecność obcych ciał lub stosowanie antybiotyków, E. faecium może stać się patogenem, powodując zakażenia. Gatunek ten jest coraz częściej rozpoznawany jako czynnik etiologiczny zakażeń związanych z opieką zdrowotną, zwłaszcza u pacjentów hospitalizowanych lub przebywających w innych placówkach opieki zdrowotnej.

Patogenność E. faecium wynika z kombinacji czynników wirulencji, które umożliwiają bakteriom kolonizację tkanek gospodarza, unikanie odpowiedzi immunologicznej i powodowanie uszkodzeń tkanek. Do najważniejszych czynników wirulencji E. faecium należą⁚ adhezyny, które ułatwiają przyleganie do komórek gospodarza, enzymy, takie jak hialuronidaza, które rozkładają macierz zewnątrzkomórkową, i cytolizyny, które uszkadzają błony komórkowe komórek gospodarza.

Czynniki wirulencji

Enterococcus faecium posiada szereg czynników wirulencji, które przyczyniają się do jego zdolności do kolonizacji tkanek gospodarza, unikania odpowiedzi immunologicznej i powodowania uszkodzeń tkanek. Do najważniejszych czynników wirulencji E. faecium należą⁚

• Adhezyny⁚ Są to białka powierzchniowe, które umożliwiają E. faecium przyleganie do komórek gospodarza, takich jak komórki nabłonka, co ułatwia kolonizację i inwazję. Przykładem adhezyny jest białko A (EfaA), które wiąże się z fibronetyną, białkiem matrycy zewnątrzkomórkowej, odgrywając kluczową rolę w przyleganiu do komórek gospodarza.
• Enzymy⁚ E. faecium produkuje różne enzymy, które mogą degradować tkanki gospodarza, ułatwiając rozprzestrzenianie się bakterii. Do przykładów należą hialuronidaza, która rozkłada kwas hialuronowy, składnik macierzy zewnątrzkomórkowej, oraz proteazy, które rozkładają białka, umożliwiając E. faecium penetrację do tkanek.
• Cytolizyny⁚ Są to białka, które uszkadzają błony komórkowe komórek gospodarza, prowadząc do ich lizy. E. faecium produkuje cytolizyny, takie jak cytolizyna A (CylA), która uszkadza błony komórkowe erytrocytów, co może przyczyniać się do rozwoju bakteremii.

Połączenie tych czynników wirulencji pozwala E. faecium skutecznie kolonizować tkanki gospodarza, unikać odpowiedzi immunologicznej i powodować uszkodzenia tkanek, prowadząc do rozwoju zakażeń.

Mechanizmy odporności na antybiotyki

Enterococcus faecium jest znany ze swojej znacznej odporności na antybiotyki, co stanowi poważne wyzwanie dla leczenia zakażeń wywołanych przez ten gatunek bakterii. E. faecium wykazuje odporność na wiele klas antybiotyków, w tym penicyliny, cefalosporyny, aminoglikozydy i makrolidy. Główne mechanizmy odporności na antybiotyki u E. faecium obejmują⁚

• Modyfikacja miejsca wiązania antybiotyku⁚ E. faecium może modyfikować miejsca wiązania antybiotyków w swoich białkach docelowych, zmniejszając powinowactwo antybiotyku do celu i zmniejszając jego skuteczność. Przykładowo, E. faecium może modyfikować białko PBP (białko wiążące penicylinę), co zmniejsza jego powinowactwo do penicylin i cefalosporyn.
• Produkcja enzymów inaktywujących antybiotyki⁚ E; faecium może wytwarzać enzymy, które inaktywują antybiotyki, zanim te dotrą do swoich miejsc docelowych. Przykładowo, E. faecium może wytwarzać β-laktamazy, które hydrolizują pierścień β-laktamowy penicylin i cefalosporyn, czyniąc je nieaktywnymi.
• Zmniejszona przepuszczalność błony komórkowej⁚ E. faecium może zmniejszyć przepuszczalność swojej błony komórkowej, co ogranicza dostęp antybiotyków do wnętrza komórki. Ta zmiana może być spowodowana modyfikacją składu błony komórkowej lub ekspresją białek pompowych, które usuwają antybiotyki z komórki.

Te mechanizmy odporności na antybiotyki sprawiają, że leczenie zakażeń wywołanych przez E. faecium jest trudne i często wymaga stosowania leków o szerokim spektrum działania lub kombinacji leków.

Znaczenie kliniczne

Enterococcus faecium odgrywa znaczącą rolę w opiece zdrowotnej, ponieważ jest coraz częściej rozpoznawany jako czynnik etiologiczny zakażeń, szczególnie u osób z osłabioną odpornością. Zakażenia wywołane przez E. faecium mogą być trudne w leczeniu ze względu na rosnącą odporność na antybiotyki. Najczęstsze rodzaje zakażeń wywołanych przez E. faecium to⁚

• Zakażenia związane z opieką zdrowotną (HAI)⁚ E. faecium jest jednym z najczęstszych czynników etiologicznych zakażeń związanych z opieką zdrowotną, takich jak zapalenie płuc, zakażenia dróg moczowych, zakażenia krwi i zakażenia ran.
• Zakażenia układu moczowego (ZUM)⁚ E. faecium może powodować zakażenia układu moczowego, zwłaszcza u kobiet, osób starszych i osób z cewnikiem moczowym.
• Bakteriemia⁚ E; faecium może przedostać się do krwiobiegu, powodując bakteremię, która może prowadzić do rozwoju groźnych powikłań, takich jak zapalenie wsierdzia, zapalenie opon mózgowych i posocznica.
• Endokardytis⁚ E. faecium jest jednym z najczęstszych czynników etiologicznych zapalenia wsierdzia, czyli zakażenia wsierdzia, które może prowadzić do uszkodzenia zastawek serca i niewydolności serca.

Zrozumienie znaczenia klinicznego E. faecium jest kluczowe dla opracowania strategii zapobiegania i leczenia zakażeń wywołanych przez ten gatunek bakterii.

Zakażenia związane z opieką zdrowotną

Enterococcus faecium jest coraz częściej rozpoznawany jako czynnik etiologiczny zakażeń związanych z opieką zdrowotną (HAI). Zakażenia te często występują u pacjentów hospitalizowanych lub przebywających w innych placówkach opieki zdrowotnej, a ich występowanie wzrasta ze względu na rosnącą odporność E. faecium na antybiotyki. E. faecium może powodować różne rodzaje zakażeń związanych z opieką zdrowotną, w tym zapalenie płuc, zakażenia dróg moczowych, zakażenia krwi (bakteriemia) i zakażenia ran.

Czynniki ryzyka rozwoju zakażeń związanych z opieką zdrowotną wywołanych przez E. faecium obejmują osłabiony układ odpornościowy, stosowanie antybiotyków, obecność obcych ciał, takich jak cewniki moczowe lub rurki oddechowe, oraz długie pobyty w szpitalu. Zakażenia związane z opieką zdrowotną wywołane przez E. faecium mogą być trudne w leczeniu i często wymagają stosowania leków o szerokim spektrum działania lub kombinacji leków. Zapobieganie rozprzestrzenianiu się E. faecium w placówkach opieki zdrowotnej jest kluczowe i obejmuje stosowanie odpowiednich praktyk higienicznych, takich jak mycie rąk, izolacja pacjentów zakażonych i stosowanie środków ostrożności przy używaniu sprzętu medycznego.

Zakażenia układu moczowego

Enterococcus faecium jest jednym z najczęstszych czynników etiologicznych zakażeń układu moczowego (ZUM). ZUM to infekcje, które dotykają drogi moczowe, w tym pęcherz moczowy, cewkę moczową i nerki. Zakażenia układu moczowego wywołane przez E. faecium mogą występować zarówno u mężczyzn, jak i kobiet, ale częściej dotykają kobiety ze względu na krótszą cewkę moczową, która ułatwia wnikanie bakterii do układu moczowego.

Objawy ZUM wywołanych przez E. faecium mogą obejmować ból lub pieczenie podczas oddawania moczu, częste oddawanie moczu, uczucie parcia na pęcherz, krew w moczu i gorączkę. Leczenie ZUM wywołanych przez E. faecium zwykle obejmuje antybiotyki, ale rosnąca odporność na antybiotyki u tego gatunku bakterii stanowi wyzwanie dla skutecznej terapii. Zapobieganie ZUM wywołanych przez E. faecium obejmuje utrzymywanie dobrej higieny, regularne oddawanie moczu, picie dużej ilości płynów i unikanie czynników ryzyka, takich jak cewniki moczowe.

Bakteriemia

Bakteriemia to stan, w którym bakterie krążą w krwiobiegu. Enterococcus faecium jest jednym z najczęstszych czynników etiologicznych bakteremii, zwłaszcza u pacjentów hospitalizowanych. Bakteriemia wywołana przez E. faecium może być spowodowana różnymi czynnikami, w tym zakażeniami ran, zakażeniami dróg moczowych, zakażeniami płuc i zakażeniami związanymi z cewnikami. Bakterie mogą przedostać się do krwiobiegu z miejsca pierwotnego zakażenia i rozprzestrzeniać się do innych narządów i tkanek, powodując powikłania, takie jak posocznica, zapalenie wsierdzia, zapalenie opon mózgowych i ropnie.

Objawy bakteremii wywołanej przez E. faecium mogą obejmować gorączkę, dreszcze, bóle mięśni, nudności, wymioty, przyspieszone tętno i niskie ciśnienie krwi. Leczenie bakteremii wywołanej przez E. faecium zwykle obejmuje antybiotyki, ale rosnąca odporność na antybiotyki u tego gatunku bakterii stanowi wyzwanie dla skutecznej terapii. Zapobieganie bakteremii wywołanej przez E. faecium obejmuje kontrolę zakażeń, stosowanie odpowiednich praktyk higienicznych i szybkie leczenie zakażeń pierwotnych.

Endokardytis

Endokardytis to zakażenie wsierdzia, czyli wewnętrznej wyściółki serca, która obejmuje zastawki serca. Enterococcus faecium jest jednym z najczęstszych czynników etiologicznych endokardytis, zwłaszcza u osób z uszkodzonymi zastawkami serca, osłabionym układem odpornościowym lub osób z cewnikiem żylnym. E. faecium może przedostać się do wsierdzia z krwiobiegu, co może prowadzić do rozwoju zapalenia wsierdzia, które może być ciężkim i zagrażającym życiu stanem.

Objawy endokardytis wywołanego przez E. faecium mogą obejmować gorączkę, dreszcze, bóle mięśni, zmęczenie, duszność, bóle w klatce piersiowej, obrzęki nóg i stóp oraz zmiany skórne. Leczenie endokardytis wywołanego przez E. faecium zwykle obejmuje długotrwałe antybiotyki, a w niektórych przypadkach może być konieczna operacja wymiany zastawek serca. Zapobieganie endokardytis wywołanemu przez E. faecium obejmuje profilaktykę antybiotykową przed zabiegami stomatologicznymi u osób z uszkodzonymi zastawkami serca i leczenie infekcji zębów i dziąseł.

Enterococcus faecium w żywności

Enterococcus faecium jest powszechnie spotykany w środowisku, w tym w żywności. Gatunek ten jest uważany za fakultatywny patogen, co oznacza, że ​​w pewnych warunkach może stać się szkodliwy dla zdrowia człowieka. Obecność E. faecium w żywności może stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa żywności, zwłaszcza w przypadku produktów spożywczych o długim okresie trwałości lub produktów spożywczych przeznaczonych dla osób z osłabionym układem odpornościowym.

E. faecium może być obecny w różnych produktach spożywczych, w tym w mleku, mięsie, jajach i warzywach. Zanieczyszczenie żywności E. faecium może nastąpić podczas produkcji, przetwarzania, przechowywania lub dystrybucji. W przypadku zanieczyszczenia żywności E. faecium może powodować choroby, takie jak biegunka, wymioty i bóle brzucha, zwłaszcza u osób z osłabionym układem odpornościowym. Kontrolowanie obecności E. faecium w żywności jest ważne dla zapewnienia bezpieczeństwa żywności i zapobiegania chorobom.

Bezpieczeństwo żywności

Enterococcus faecium jest powszechnie spotykany w środowisku, w tym w żywności. Chociaż E. faecium jest zazwyczaj uważany za nieszkodliwy komensal, w pewnych warunkach może stać się patogenem, powodując choroby, zwłaszcza u osób z osłabionym układem odpornościowym. Obecność E. faecium w żywności może stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa żywności, dlatego ważne jest, aby kontrolować jego obecność w produktach spożywczych.

W przemyśle spożywczym E. faecium jest uważany za wskaźnik higieny, ponieważ jego obecność może wskazywać na zanieczyszczenie żywności bakteriami kałowymi. E. faecium jest odporny na wiele warunków środowiskowych, takich jak wysokie temperatury i niskie pH, co czyni go trudnym do usunięcia z produktów spożywczych. Dlatego ważne jest, aby stosować odpowiednie praktyki higieniczne podczas produkcji, przetwarzania, przechowywania i dystrybucji żywności, aby zapobiec zanieczyszczeniu E. faecium i zapewnić bezpieczeństwo żywności.