Fusobacteria: приятел или враг?

Според класификацията, приета в микробиологията, фузобактериите са прокариоти и представляват грам-отрицателни анаеробни бактерии, които живеят в тялото на хора и други бозайници, като са част от постоянната нормална микробиоценоза или микрофлора. Тяхното семейство - Fusobacteriaceae - наброява повече от дузина и половина вида.

[ 1 ] [ 2 ], [ 3 ]

Морфология на фузобактериите и особености на техния метаболизъм

Фузобактериите имат едноклетъчна, вретеновидна структура (fusus на латински) поради заострените краища от двете страни. Пръчките могат да бъдат дебели и тънки, прави и извити, а също така могат да бъдат нишковидни. Дължината на тези бактерии варира от 0,0005 до 0,008 мм и нямат органи за движение, въпреки че някои източници твърдят, че имат перитрихални (разположени по цялата повърхност) флагели.

Бактериолозите отбелязват, че тези микроорганизми не образуват спори, т.е. в случай на влошаване на условията на живот, те не могат да се превърнат в клетки с плътна мембрана. Фузобактериите се размножават чрез митотично разделяне на една клетка на две с хоризонтален трансфер на гени, концентрирани в нуклеоида.

Морфологията на фузобактериите отчасти определя местообитанията на техните колонии: лигавиците на устната кухина, дихателните пътища, урогениталната област и долната част на храносмилателния тракт - дебелото черво. Наличието им в кръвта не е установено, но фузобактериите нямат нужда от това, защото получават хранителни вещества чрез маслена ферментация на глюкоза, захароза, малтоза и някои аминокиселини.

Така че основата на метаболизма на тези микроорганизми е биохимичният процес на анаеробна (без кислород) дисимилация на въглехидрати под въздействието на ензими. Метаболитите са нискомолекулна маслена (бутанова) киселина, въглероден диоксид и водород. За да получат енергия, бактериите се нуждаят от водород, а неговите йони се приемат от повърхностния протеин адхезин А (FadA) на фузобактериите и след това се преместват в клетката.

Между другото, маслената киселина е много важна за поддържането на чревната хомеостаза (абсорбция на вода и електролити) и за регенерацията на лигавичните епителни клетки; лекарите са установили връзка между дефицита на тази киселина в червата и развитието на локални възпалителни патологии (например улцерозен колит). В допълнение към фузобактериите, маслената киселина се произвежда и от бактерии от рода Clostridium.

Върху условната патогенност на фузобактериите

Фузобактериите, както повечето грам-отрицателни анаероби, се считат от бактериолозите за опортюнистични патогени, но има щамове, чиято повишена патогенност учените вече не се съмняват. По-специално, това включва Fusobacterium necrophorum, който живее в устната кухина и червата, и Fusobacterium nucleatum, който е избрал зъбната плака за свое местообитание.

Как работи техният патогенен механизъм? Външната повърхност на цитоплазмената мембрана на фузобактериите се състои от полимеризирани мазнини, протеини и въглехидрати под формата на липополизахариди, които са бактериални токсични вещества (ендотоксини) и едновременно с това антигени. Тоест, тези съединения предизвикват имунен отговор на организма и възпалителна реакция без очевидно екзогенно (външно) въздействие върху отделни системи и органи.

Съществува мнение, че патогенността на някои бактерии от семейство Fusobacteriaceae се проявява само в случай на отслабен имунитет, но трябва да се има предвид, че е доказано, че те имат способността да бъдат силно агресивни, тъй като фузобактериите произвеждат фосфолипаза А - ензим, който разгражда липидите на клетъчните мембрани и отваря достъп за бактериите до клетките на всички тъкани. Но микроорганизмите, като правило, не използват този ензим „самостоятелно“, а при наличие на патогенни микроорганизми активността се увеличава значително. Когато лигавицата е увредена от стрептококи или стафилококи, фузобактериите, възползвайки се от възможността, проникват по-дълбоко и причиняват некротично възпаление на тъканите. Най-показателният пример за такъв синергичен ефект е гангренозен фарингит (или ангина на Симановски-Плаут-Венсан), който възниква поради инфекция на лигавицата от грам-отрицателни бактерии Spirochaetales Borrelia vincentii, Prevotella intermedia и Fusobacterium nucleatum.

Какви заболявания се причиняват от фузобактерии?

Сега нека изброим някои заболявания, причинени от фузобактерии, или по-точно, патологии, които се развиват с тяхното повече от активно участие. Лекарите включват следните:

• пулпит на кариозни зъби;
• гингивит;
• пародонтално заболяване (пародонтит);
• остеомиелит на челюстта;
• флегмони с различна локализация;
• тонзилит и паратонзилит (флегмонозен тонзилит);
• хроничен синузит;
• ретрофарингеален абсцес след стрептококов тонзилит с некроза и сепсис (синдром на Lemierre);
• бронхиектазии;
• гнойна пневмония;
• белодробен абсцес;
• емпиема на плеврата;
• мозъчни абсцеси;
• гнойно възпаление на коремните органи;
• ерозивен баланит и баланопостит;
• остър колпит (вагинит) и вулвит;
• гнойно-септични усложнения от медицински аборти;
• улцерозен колит;
• Болест на Крон;
• сепсис.

Изследователи от Харвардското медицинско училище и Института за рак „Дана-Фабер“ проведоха геномен анализ на тумори на колоректален рак и откриха необичайно голям брой фузобактерии F. nucleatum в тях. Към днешна дата се провеждат проучвания, целящи да потвърдят (или опровергаят) хипотезата, че фузобактериите участват в развитието на рак на дебелото черво и ректума. Факт е, че повърхностният протеин на бактериите адхезин А (който споменахме по-горе) се свързва с трансмембранния гликопротеин на човешките епителни клетки Е-кадхерин. Този протеин осигурява междуклетъчна адхезия в нашите тъкани и може да „слепи“ раковите клетки заедно, предотвратявайки тяхното нахлуване. Но фузобактериите го неутрализират, в резултат на което започва безпрепятствена пролиферация на раковите клетки. [ 4 ], [ 5 ]

Лечение на фузобактерии

Лечението на фузобактерии, или по-скоро лекарствената терапия за фузобактериални заболявания, се извършва с антибиотици.

Сред антибактериалните лекарства лекарите предпочитат тези, които са най-активни срещу F. nucleatum и F. Necrophorum: клиндамицин, карбеницилин, цефокситин, цефоперазон, цефамандол, фосфимицин, орнидазол. Предписването на конкретно лекарство, естествено, зависи от диагнозата и клиничната картина на заболяването.

Карбеницилин (търговски наименования: Carbecin, Fugacillin, Microcillin, Pyocianil и др.) действа само върху грам-отрицателни бактерии и се използва в случаи на перитонит, сепсис, менингит, остеомиелит като част от комплексна терапия.

Цефалоспориновият антибиотик от второ поколение Цефокситин (Мефоксин, Атралкситин, Бонцефин) се препоръчва при широк спектър от заболявания с бактериална етиология, включително тонзилит, пневмония, инфекции на пикочните пътища, костите, ставите, кожата, меките тъкани; предписва се за предотвратяване на инфекциозни усложнения след операция.

А лекарството Фосфомицин (Фосфомицин трометамол, Монурал, Урофосфабол) се използва при урологични бактериози - рецидивиращ цистит или неспецифичен уретрит (еднократна доза 3 g).

В началото на статията обещахме да разберем степента на опасност за хората от мъничката едноклетъчна фузобактерия. Да, тя може да бъде патогенна, но, от друга страна, човек не може да се отърве от присъствието ѝ в микрофлората.