Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Бактерия түрі
Species of bacterium
Staphylococcus epidermidis – грам-оң бактерия және Staphylococcus туысына жататын 40-тан астам түрдің бірі. Ол адамның қалыпты микробиотасының, әдетте тері микробиотасының, кейде шырышты қабық микробиотасының құрамына кіреді, сондай-ақ теңіз шүмектерінде де табылады. S. epidermidis катетерлері немесе басқа хирургиялық имплантаттары бар адамдар үшін ерекше маңызды, себебі ол осы құрылғылардың бетінде биожұқақтар (биофильмдер) құратыны белгілі. Тері микробиотасының бөлігі болғандықтан, S. epidermidis диагностикалық зертханаға жіберілетін материалдардың жиі кездесетін ластанушысы болып табылады. S. epidermidis-тің кейбір штамдары жоғары тұзға төзімді және теңіз ортасында көптеп кездеседі. S. I. Paul және авторлар (2021) ж.
Staphylococcus epidermidis is a Gram positive bacterium, and one of over 40 species belonging to the genus Staphylococcus. It is part of the normal human microbiota, typically the skin microbiota, and less commonly the mucosal microbiota and also found in marine sponges. S. epidermidis is a particular concern for people with catheters or other surgical implants because it is known to form biofilms that grow on these devices. Being part of the normal skin microbiota, S. epidermidis is a frequent contaminant of specimens sent to the diagnostic laboratory. Some strains of S. epidermidis are highly salt tolerant and commonly found in marine environment. S. I. Paul et al. (2021)
Этимология
"Стафилококк" жүзім шоғына ұқсайды, "эпидермидіс" – терінің сыртқы қабаты.
'Staphylococcus' bunch of grape like berries, 'epidermidis' of the epidermis.
Ашылу
Фридрих Юлиус Розенбах 1884 жылы S. epidermidis-ті S. aureus-тен ерекшелеп, бастапқыда S. epidermidis-ті S. albus деп атады. Бактериялардың сары және ақ колониялар түзіп жатуына байланысты ол оларды ауреус және альбус деп атады.
Friedrich Julius Rosenbach distinguished S. epidermidis from S. aureus in 1884, initially naming S. epidermidis as S. albus. He chose aureus and albus since the bacteria formed yellow and white colonies, respectively.
Микробиология
Staphylococcus epidermidis – жүзім тәрізді шоғырланған, қозғалмайтын, грам-оң кокктардан тұратын өте төзімді микроорганизм. Түндегі инкубациядан кейін диаметрі шамамен 1–2 мм болатын ақ, көтеріңкі, біріктірілген колонияларды құрайды және қан агарда гемолиздік емес. Коагулаза теріс, факультативті анаэроб, ол аэробты тыныс алу немесе ферментация арқылы өсе алады. Кейбір штамдары ферменттемейді. Биохимиялық тесттер көрсеткендей, бұл микроорганизм нитрат редуктаза тестіне әлсіз оң реакция береді. Ол уреаза өндірісіне оң, оксидазаға теріс және қышқыл өнімдерін түзету үшін глюкоза, сахароза және лактозаны пайдалана алады. Лактоза қатысуында газ да бөлінеді. Патогенді емес S. epidermidis, патогенді S. aureus-тен айырмашылығы, желатиназа ферментіне ие емес, сондықтан желатинді гидролиздей алмайды. Ол новобиоцинге сезімтал, бұл оны Staphylococcus saprophyticus-тан ажыратуға көмектесетін маңызды тест, себебі ол да коагулаза теріс, бірақ новобиоцинге төзімді. Әдетте, десферриоксаминге сезімталдықты басқа стафилококктардан ажырату үшін де қолдануға болады, тек Staphylococcus hominis жағдайында ғана, ол да сезімтал. Бұл жағдайда, S. hominis-тің трегалозадан қышқыл өндіруі екі түрді ажыратуға көмектеседі.
Staphylococcus epidermidis is a very hardy microorganism, consisting of nonmotile, Gram positive cocci, arranged in grape like clusters. It forms white, raised, cohesive colonies about 1–2 mm in diameter after overnight incubation, and is not hemolytic on blood agar. coagulase negative, facultative anaerobe that can grow by aerobic respiration or by fermentation. Some strains may not ferment. Biochemical tests indicate this microorganism also carries out a weakly positive reaction to the nitrate reductase test. It is positive for urease production, is oxidase negative, and can use glucose, sucrose, and lactose to form acid products. In the presence of lactose, it will also produce gas. Nonpathogenic S. epidermidis unlike pathogenic S. aureus does not possess the gelatinase enzyme, so it cannot hydrolyze gelatin. It is sensitive to novobiocin, providing an important test to distinguish it from Staphylococcus saprophyticus, which is coagulase negative, as well, but novobiocin resistant. Normally, sensitivity to desferrioxamine can also be used to distinguish it from most other staphylococci, except in the case of Staphylococcus hominis, which is also sensitive. In this case, the production of acid from trehalose by S. hominis can be used to tell the two species apart.
Аяқ иісі
Аяқ киімнің иісі және жалпы дене иісі туралы жиі кездесетін жаңылыс пікір – тердің өзі иіс шығарады және адамдардың иіс шығаруына себеп болады. Дегенмен, тердің өзі дерлік иіссіз болады. Керісінше, терідегі микроорганизмдер тердегі белгілі бір қосылыстарды қоректік заттар ретінде пайдаланып, метаболизмдейді, нәтижесінде жағымсыз иіс шығаратын қосылыстар түзіледі. S. epidermidis жылы, ылғалды ортада жақсы өседі және адам микробиомының кең таралған бактериясы болып табылады; сондықтан, аяқтарда дене мүшелеріне қарағанда көбірек тер бездері болғандықтан және олар көбінесе ылғалды болады, ол аяқ киімнің иісіне басты жауапкер болып табылады, бұл S. epidermidis үшін өте қолайлы орта жасайды. Бактерия терде кездесетін лейцинды ыдырататын ферменттерді өндіреді, нәтижесінде иіс секілді жағымсыз иісті ұшқыш қосылыстар пайда болады. Аяқ киімнің күшті иісі бар адамдарда нашар иісі барларға қарағанда микроорганизмдердің тығыздығы жоғары болады. Бұл көбінесе веналық катетерлерде және медициналық протездерде кездеседі. Инфекция диализ науқастарында немесе имплантацияланған пластикалық құрылғысы бар кез келген адамда дамуы мүмкін. Бұған қоса, жүрек клапандарының кемістігі бар науқастарда эндокардитке де алып келуі мүмкін. Кейбір жағдайларда, ауруханада жатқан науқастарда сепсис пайда болуы мүмкін. S. epidermidis үшін пластикалық құрылғылардың бетінде биофильмдер құру қабілеті маңызды вируленттілік факторы болып табылады. Мүмкін болатын себептердің бірі – қан мен жасушадан тыс матрицаның ақуыздарымен байланысатын беттік ақуыздар. Ол сульфатталған полисахаридтерден тұратын полисахаридтік жасушааралық адгезин (ПИА) деп аталатын жасушадан тыс материалды өндіреді. Бұл басқа бактериялардың қалыптасқан биофильмге қосылуына және көп қабатты биофильмдердің пайда болуына мүмкіндік береді. Мұндай биофильмдер ішіндегі бактериялардың метаболикалық белсенділігін төмендетеді. Бұл төмендеген метаболизм, антибиотиктердің таралуының қиындығымен бірге, инфекцияның осы түрін емдеуді қиындатады. Стафилококк эпидермидіс қалыпты теріде патогенді емес. Бірақ патологиялық зақымдарда ол патогенді болады, мысалы, акне вульгарис. Staphylococcus epidermidis май безіне (акне вульгарис тудыратын негізгі бактерия – Propionibacterium acnes-пен отарланған) еніп, липолиздік ферменттерді өндіру арқылы шаш түбірлеріне зақым келтіреді, бұл майдың сұйық күйден тығыз (қою) күйге өзгеруіне және қабынуға әкеледі. Сонымен қатар, S. epidermidis экзополисахаридтік жасушааралық адгезин (ПИА) шығару арқылы биофильмдерді қалыптастыру P. acnes колонизациясы үшін қолайлы анаэробтық ортаны қамтамасыз етеді және оны адамның туа біткен иммунитет молекулаларынан қорғайды. P. acnes және S. epidermidis екеуі де патогендердің отарлануынан қорғау үшін иесінің терісінің денсаулығын сақтау үшін өзара әрекеттесе алады. Бірақ бәсекелестік жағдайында олар бір-біріне қарсы антибактериялық агенттер ретінде әрекет ететін қысқа тізбекті май қышқылдарын өндіру үшін бірдей көміртек көзін (мысалы, глицерин) пайдаланады. Сонымен қатар, S. epidermidis терінің гомеостазын сақтауға көмектеседі және тері қабынуын тудыратын TLR2 ақуызының өндірілуін азайту арқылы P. acnes патогендік қабынуын азайтады.
A common misconception about foot odor and body odor in general is that sweat itself smells and causes people to smell. However, sweat itself is almost entirely odorless. Rather, microbes present on the skin metabolize certain compounds in sweat as a source of nutrients, producing compounds with an unpleasant smell in the process. S. epidermidis thrives in warm, moist environments and is a common bacteria of the human microbiome; it is thus primarily responsible for foot odor as feet have more sweat glands than any other part of the body and thus are often moist, which creates an ideal environment for S. epidermidis to thrive. The bacteria produces enzymes that degrade the leucine present in sweat, producing unpleasant smelling volatile compounds such as isovaleric acid. Feet with stronger odors have a higher density of microorganisms than those with weaker foot odor. This occurs most commonly on intravenous catheters and on medical prostheses. Infection can also occur in dialysis patients or anyone with an implanted plastic device that may have been contaminated. It also causes endocarditis, most often in patients with defective heart valves. In some other cases, sepsis can occur in hospital patients. The ability to form biofilms on plastic devices is a major virulence factor for S. epidermidis. One probable cause is surface proteins that bind blood and extracellular matrix proteins. It produces an extracellular material known as polysaccharide intercellular adhesin (PIA), which is made up of sulfated polysaccharides. It allows other bacteria to bind to the already existing biofilm, creating a multilayer biofilm. Such biofilms decrease the metabolic activity of bacteria within them. This decreased metabolism, in combination with impaired diffusion of antibiotics, makes it difficult for antibiotics to effectively clear this type of infection. Staphylococcus epidermidis in the normal skin is nonpathogenic. But in abnormal lesions, it becomes pathogenic, likely in acne vulgaris. Staphylococcus epidermidis enters the sebaceous gland (colonized by Propionibacterium acnes, the main bacterium that causes acne vulgaris) and damages the hair follicles by producing lipolytic enzymes that change the sebum from fraction to dense (thick) form leading to inflammatory effect. Moreover, S. epidermidis biofilm formation by releasing the exopolysaccharide intercellular adhesion (PIA) provides the susceptible anaerobic environment to P. acnes colonisation and protects it from the innate human immunity molecules. Both P. acnes and S. epidermidis can interact to protect the host skin health from pathogens colonisation. But in the case of competition, they use the same carbon source (i. e. glycerol) to produce short chain fatty acids which act as antibacterial agent against each other. Also, S. epidermidis helps in skin homeostasis and reduces the P. acnes pathogenic inflammation by decreasing the TLR2 protein production that induces the skin inflammation.
Тері кедергісін күшейту
Commensal S. epidermidis тері тосқауылдарының гомеостазына қорғаныш керамидтерін өндіру арқылы да үлес қосатыны дәлелденді, бұл тері тосқауылдарының қалыпты күйін сақтауға көмектеседі. Кейбір ағзалар мен дене қуыстарының ылғалды, ішкі қабаттарын және олардың ерекше иммундық қорғаныс механизмдерін реттеу арқылы терідегі симбионттар патогендер сияқты жұқпалы агенттермен өзара әрекеттеседі. Сфингомиелин фосфодиэстеразасы S. epidermidis-тің керамидтер өндірісінің басты қозғаушы күші болып табылады – сфингозин мен сфингозин-1-фосфатын қамтитын липид. Бұл липид бактерияларға қажетті қоректік заттарды қамтамасыз етеді және иесіне керамидтер өндіруге көмектеседі. Керамидтер эпителийлік тосқауылдың маңызды құрамдас бөліктері болып табылады және терінің ылғалды жоғалтуын болдырмауға маңызды рөл атқарады; бұл қорғаныш функциясын атқарып, терінің құрғауы мен қартаюына қарсы тұрады.
Commensal S. epidermidis also has been shown to contribute to skin barrier homeostasis through the generation of protective ceramides, which helps maintain the integrity of the skin barrier. By modulating the moist, inner lining of some organs and body cavities and their specific immune defense mechanisms, skin commensals interact with infectious agents like pathogens. Sphingomyelin phosphodiesterase is the main driver in the S. epidermidis production of ceramides a lipid that includes sphingosine and sphingosine 1 phosphate. This lipid, both obtains nutrients essential for bacteria and helps the host in the production of ceramides. Ceramides are important components of the epithelial barrier, and they play a key role in preventing skin from losing moisture; this acts as a protectant and averts against both dehydration and aging of the skin.
Метаболистік өзара әсерлесу
S. epidermidis тері жағдайына әсер ететін метаболистік процестерде маңызды рөл атқарады. Бактерия тері жасушаларындағы биохимиялық жолдарға әсер етеді, бұл терінің денсаулығы мен ауруларына ықпал етеді. Атап айтқанда, бұл арил көмірсутекті рецептордың модуляциясында көрінеді. Атопиялық емес теріде S. epidermidis арил көмірсутекті рецептор жолының белсенділігін хабарлауға көмектеседі, бұл терінің кедергілік функциясын күшейтеді және қабынуды азайтуға жәрдемдеседі. Атопиялық тері әдетте бұл жолды бұғаттап, тері мәселесін нашарлататын кері әсер етеді.
S. epidermidis plays a key role in metabolic processes that influence skin conditions. The bacterium can affect biochemical pathways within skin cells, which can impact skin health and disease states. Specifically, this is seen in the modulation of the aryl hydrocarbon receptor. In non atopic skin, S. epidermidis will help communicate the activation of the aryl hydrocarbon receptor pathway, which both enhances the skin barrier function and helps reduce inflammation. Atopic skin will usually have the inverse effect by acting as a blocker of this pathway and possibly making the skin issue worse.
Иммундық жауап
Commensal S. epidermidis терінің иммундық жауабына да әсер етеді. Иесінің иммундық жасушаларымен өзара әрекеттесу арқылы терінің шырышты қабығының түрлі патогендерге қарсы иммундық қорғанысы күшейеді. Теріде қоныстанған бактериялар зиянды патогендерге тікелей кедергі келтіреді. S. aureus жағдайында, S. epidermidis кератиноциттердің осы патогенға реакциясын тудыру арқылы туа біткен иммундық жауапты күшейте алады. S. epidermidis липотехойин қышқылы (LTA), жасуша қабырғасының полисахаридтері, пептидогликан және альдегид дипептидтері сияқты молекулаларды шығарады, олар иммундық жауапты реттеуші молекулалар ретінде толь тәрізді рецепторлар (TLR) арқылы танылады. Бұл иммуномодуляторлық молекулалар бактериялар мен кератиноциттер арасындағы қарым-қатынасты құрайды және TLR-мен өзара әрекеттесуі нәтижесінде туа біткен иммундық жауапты реттеуде маңызды рөл атқарады.
Commensal S. epidermidis also influences the skin’s immune response. Through interacting with a host’s immune cells, the skin’s mucosal immune defense against various pathogens is strengthened. The skin commensal will directly interfere with harmful pathogens. In the case of S. aureus, S. epidermidis may amplify the innate immune response by causing a reaction of keratinocytes toward this pathogen. S. epidermidis produces molecules such as lipoteichoic acid (LTA), cell wall polysaccharides, peptidoglycan and aldehyde dipeptides which are recognized by toll like receptors (TLRs) as molecules that modulate the immune response. These immunomodulatory molecules create a relationship between bacteria and keratinocytes and have a significant impact in the modulation of the innate immune response, mainly because of their interactions with TLRs.