ENTEROKOK: CHARAKTERISTIKA, MORFOLOGIE, TAXONOMIE, PATOGENEZE - BIOLOGIE - 2025

Enterococcus je jednou ze čtyř rodů bakterií čeledi Enterococcaceae, patřících do řádu Lactobacillales, třídy Bacilli z Firmicutes phylum. Tento rod seskupuje velkou rozmanitost grampozitivních bakterií s vejcovitým tvarem, který netvoří spory. V tomto rodu je rozpoznáno nejméně 34 druhů.

Bakterie rodu Enterococcus jsou součástí střevní flóry lidí. Je to však oportunistický patogen, který se stále více podílí na nozokomiálních nebo nemocničních infekcích.

Enterococcus faecalis. Od ministerstva zemědělství Spojených států, přes Wikimedia Commons

Enterococcus faecalis je nejčastěji izolovaným druhem v lékařských materiálech (80–90%) následovaným Enterococcus faecium (8–16%). Bakterie tohoto rodu byly také izolovány z potravin, rostlin, půdy a povrchových vod, ale předpokládá se, že jejich přítomnost v těchto prostředích je spojena s fekální kontaminací.

Enterokoky jsou extrémně otužilé organismy, schopné žít v extrémních prostředích. Mohou růst při teplotách od 10 do 45 ° C. Podporují hypotonická, hypertonická, kyselá nebo alkalická prostředí a mohou růst v atmosféře s kyslíkem nebo bez kyslíku, protože jsou fakultativními anaeroby. Jsou velmi odolné vůči dehydrataci.

Některé druhy enterokoků mohou vytvářet rezistenci na antibiotika, což z nich činí problém veřejného zdraví. Světová zdravotnická organizace uvádí Enterococcus faecium na seznamu patogenů s kritickou prioritou pro výzkum a vývoj nových antibiotik, kvůli jeho znepokojivé rezistenci na vankomycin.

Enterokok byl používán jako probiotika v potravinách a krmivech, nicméně toto použití je kontroverzní, protože jsou potenciálními patogeny spojenými s lidskými chorobami a kvůli rizikům přenosu genů antimikrobiální rezistence a virulence na lidské kmeny.

Obecné vlastnosti

Metabolismy

Bakterie rodu Enterococcus jsou fakultativně anaerobní, s preferencí před anaerobními atmosférami.

Fyziologicky jsou většinou katalázově negativní, i když některé kmeny odhalují aktivitu pseudokatázy, pokud jsou pěstovány v médiu obsahující krev. Hemolytická aktivita je variabilní a do značné míry závisí na druhu.

Optimální růstová teplota pro většinu druhů je mezi 35 a 37 ° C, ačkoli mnoho druhů může růst mezi 42 a 45 ° C a velmi pomalu při 10 ° C. Jsou schopni přežít při 60 ° C po dobu 30 minut.

Jsou chemoganotropní a mají obecně složité nutriční požadavky. Tyto bakterie mohou získat svou energii oxidací redukovaných anorganických sloučenin, jako je amoniak, elementární síra, vodík, ionty železa, dusitan a síra. Proto mohou získat veškerý svůj buněčný uhlík z oxidu uhličitého a mohou růst bez jakýchkoli organických sloučenin a bez světla.

Bakterie rodu Enterococcus mají fermentativní metabolismus a jsou schopné fermentovat širokou škálu substrátů. Hlavní cestou výroby energie je homofermentativní tvorba kyseliny mléčné hlavně z glukózy. Za aerobních podmínek, glukóza je metabolizován na kyselinu octovou, acetoin, a CO ₂.

Některé druhy jsou závislé na CO ₂ (karbofilní).

Morfologie

Bakterie rodu Enterococcus jsou buňky ve tvaru vajíčka a mohou měřit od 0,6 do 2,0 mikronů od 0,6 do 2,5 mikronů. Jsou přisedlí, ale některé kmeny mohou mít krátký bičík, který jim dává určitou mobilitu.

Buňky se vyskytují jednotlivě nebo ve dvojicích, někdy v krátkých řetězcích, často protáhlých ve směru řetězce. V závislosti na druhu, kmeni a kultivačních podmínkách mohou být dceřiné buňky separovány, takže kultura se zdá být složena z jednotlivých buněk a párů dělících se buněk při pohledu mikroskopií s fázovým kontrastem.

V jiných případech mohou dceřiné buňky zůstat připojeny k sobě, a tak vykazovat řetězce buněk.

Taxonomie

Členové rodu Enterococcus byli zařazeni do rodu Streptococcus až do roku 1984, kdy výsledky analýzy genomické DNA ukázaly, že by byla vhodná samostatná klasifikace rodu.

Následně byla stanovena existence skupin v rámci druhu rodu, které sdružují druhy s podobnými fenotypovými charakteristikami, které se od sebe velmi obtížně odlišují.

Některé z nich mohou mít 99,8% podobných genových sekvencí. Lze je však identifikovat stanovením podobnosti DNA-DNA a některými molekulárními metodami.

Pathogeny

Enterokok má u zdravých lidí nízký patogenní potenciál, představuje však oportunní patogeny u starších pacientů, kojenců a imunosupresí.

Přes jejich nízkou patogenitu se Enterococcus stále více podílí na nozokomiálních nebo nemocničních infekcích. Tyto bakterie byly tedy považovány za jednu z hlavních příčin nozokomiálních infekcí a byly odpovědné za více než 10% infekcí získaných v nemocnicích.

Patogenita bakterií Enterococcus je zprostředkována jejich vysokou adhezní kapacitou k hostitelským buňkám a jejich následnou invazí do tkání, jejich vysokou mírou odolnosti vůči nepříznivým podmínkám a konečně jejich potenciálem vytvořit rezistenci na antibiotika a Faktory virulence.

Lidské infekce

Bakterie rodu Enterococcus se podílejí na infekcích člověka, zejména v močovém traktu, krvi, srdci a ranách, ačkoliv s menší frekvencí byly izolovány při infekcích dýchacích cest, centrálního nervového systému, otitidy, sinusitidy, septické artritidy, endoftalmitidy a popálenin.

Tyto bakterie byly také identifikovány jako příčina infekcí u drůbeže a dalších živočišných druhů, konkrétně u septikémie, osteomyelitidy a endokarditidy.

Odpor

Enterokoky jsou inherentně rezistentní na chloramfenikol, tetracykliny, makrolidy, linkosamidy, streptograminy, chinolony, aminoglykosidy, β-laktamy a glykopeptidy.

Tyto bakterie získávají rezistenci na antibiotika prostřednictvím extrachromozomálních DNA prvků (plasmidy, transpozony). Rezistence na vankomycin je vážným problémem, zejména v nemocničních zařízeních, protože se jedná o nejsilnější antibiotikum používané jako poslední možnost k léčbě bakteriálních infekcí, které nereagují na žádné jiné antibiotikum.

Léčba infekcí způsobených bakteriemi Enterococcus závisí na citlivosti kmenů. Je tedy možné ošetřovat některé citlivé kmeny ampicilinem, penicilinem a vankomycinem.

Nitrofurantoin lze také použít k léčbě infekcí močových cest, a to i v případě rezistence na vankomycin.

Použití v potravinách

Enterococcus jsou bakterie kyseliny mléčné, a proto se v potravinářském průmyslu používají jako fermentory a jako probiotika u zvířat a lidí. Jeho použití v potravinách je však kontroverzní kvůli patogenním vlastnostem těchto bakterií.

Tyto potraviny se podávají jako léčba průjmu, syndromu dráždivého střeva, ke snížení hladiny cholesterolu nebo ke zlepšení imunitního systému hostitele.

U zvířat se tato probiotika používají především k léčbě nebo prevenci průjmu, k stimulaci imunitního systému nebo ke zvýšení růstu.

Z hlediska potravinářské mikrobiologie musí být zaručena bezpečnost bakterií používaných jako probiotika. Údaje o dosud používaných hlavních kmenech naznačují, že jsou bezpečné.

Reference

1. Devriese L., Baele M., Butaye P. (2006). Rod Enterococcus. In: Dworkin M., Falkow S., Rosenberg E., Schleifer KH., Stackebrandt E. (eds) The Prokaryotes. Springer, New York, NY.
2. Díaz Pérez, M., Rodríguez Martínez, CC & Zhurbenko, R. (2010) Základní aspekty rodu Enterococcus jako velmi důležitého patogenu dnes. Kubánský žurnál hygieny a epidemiologie. 48 (2) 147-161.
3. Vos, P., Garrity, G., Jones, D., Krieg, NR, Ludwig, W., Rainey, FA, Schleifer, K.-H., Whitman, W. (2009). Bergeyho příručka systematické bakteriologie: Svazek 3: Firmicutes. POUŽITÍ.
4. Wikipedia. (2018, 1. října). Enterococcus. V Wikipedii, Encyklopedie zdarma. Získáno 03:14, 2. října 2018, z
5. Ferreira Araújo, T. & Fortes Ferreira, CL 2013. Rod Enterococcus jako probiotikum: obavy o bezpečnost. Brazilský archiv biologie a technologie, 56 (3): 457-466.