Na rozdiel od užitočných baktérií, ktoré nám pomáhajú, sú zdrojom potravy (napríklad mliečne kultúry) a sú pre život nevyhnutné, existuje aj skupina patogénnych baktérií. Z ekologického hľadiska ide o parazitické organizmy, ktoré žijú na úkor hostiteľa a odoberajú mu z tela potrebné molekuly. Spôsobujú širokú škálu zdravotných problémov – od bežných detských hnačiek a zápalov pľúc až po potenciálne smrteľné ochorenia ako mor či týfus. Hoci sa mnohé z týchto chorôb vďaka očkovaniu podarilo dostať pod kontrolu, rastúce šírenie dezinformácií o vakcínach môže viesť k poklesu kolektívnej imunity a opätovnému návratu týchto hrozieb.
Pôvodne nepatogénne baktérie sa môžu stať patogénnymi, ak z okolia prijmú cudziu molekulu DNA obsahujúcu gén pre patogenitu (napríklad procesom transformácie).
Kým v doméne baktérií poznáme obrovské množstvo nebezpečných patogénov, v doméne archeónov (Archaea) veda dodnes nepozná ani jeden jediný druh, ktorý by spôsoboval ochorenie človeka.
Vznik a šírenie infekcií link
Väčšina patogénov nespôsobuje ochorenie len svojou samotnou prítomnosťou v tele, ale predovšetkým tým, že produkujú a uvoľňujú nebezpečné toxíny. Tie z hľadiska mechanizmu účinku rozdeľujeme na dve hlavné skupiny:
- exotoxíny – toxické látky, ktoré živá baktéria aktívne vylučuje do svojho okolia a sú mimoriadne nebezpečné aj vtedy, ak je nimi len kontaminované zjedené jedlo
- endotoxíny – lipidové zložky priamo viazané v membráne gramnegatívnych baktérií, ktoré sa do tela uvoľnia až po uhynutí a rozpade bunky, pričom spúšťajú horúčky, kŕče a nebezpečné septické šoky
Bakteriálne infekcie sa šíria viacerými cestami:
- vzduchom – vo vlhkých kvapôčkach kašľa (napríklad tuberkulóza či hnisavé zápaly mandlí)
- kontaminovanou vodou a potravinami – typicky napríklad cholera
- priamym kontaktom – cez poškodenú pokožku a sliznice (pohlavne prenosné ochorenia)
- prostredníctvom vektorov – prenášačov z radov článkonožcov, ako sú komáre, blchy či kliešte
Enterobaktérie a črevné patogény link
Táto skupina spôsobuje primárne infekcie ľudského tráviaceho traktu. Patogénne kmene inak neškodnej baktérie Escherichia coli sa dávajú do priamej súvislosti s nebezpečnými detskými hnačkami. Baktéria Helicobacter pylori sa evolučne adaptovala na extrémne kyslé prostredie nášho žalúdka a je dokázaným pôvodcom žalúdkových a dvanástnikových vredov.
Zástupcovia rodu Shigella sú pôvodcami ochorenia zvaného bakteriálna dyzentéria (šigelóza), ktoré sa prejavuje krvavou stolicou a silnými bolesťami.
Pôvodcom ochorenia zvaného salmonelóza sú gramnegatívne baktérie rodu Salmonella (napríklad druh Salmonella enterica), ktorých toxicitu spôsobujú práve spomínané endotoxíny. Ochorenie vyvoláva zápal tráviaceho traktu a zvracanie, pričom vzniká najčastejšie z infikovaných vajec alebo zle tepelne spracovanej potravy. Závažnejší druh Salmonella typhi je pôvodcom systémového ochorenia – týfusu. Rezervoárom je znečistená pitná voda a ochorenie je dodnes príčinou mnohých epidémií v rozvojových krajinách.
Extrémne nebezpečnú smrteľnú chorobu cholera spôsobuje gramnegatívny mikrób Vibrio cholerae. Jeho toxín spôsobuje masívne vylučovanie vody z buniek čreva, čo vedie k ťažkým hnačkám a následnej rýchlej dehydratácii organizmu.
Streptokoky link
Streptokoky sú fakultatívne anaeróbne a grampozitívne mikróby, ktorých bunky sa zhlukujú do typických retiazok. Druh Streptococcus pneumoniae je hlavným pôvodcom ochorení ako zápal pľúc (pneumónia) a zápal mozgových blán (meningitída). Práve na tomto druhu uskutočnil britský lekár F. GRIFFITH v roku 1928 svoj slávny experiment, ktorým definitívne dokázal, že nositeľom genetickej informácie u baktérií je molekula DNA, a nie bielkoviny.
Ďalšími zástupcami sú druh Streptococcus pyogenes, ktorý spôsobuje hnisavé zápaly hltanu, a druh Streptococcus faecalis, ktorý sa síce nachádza v tráviacom trakte, no pri premnožení a prieniku do krvi môže spôsobiť smrteľnú septikémiu (otrava krvi).
Stafylokoky link
Stafylokoky sú grampozitívne organizmy tvoriace zhluky buniek pripomínajúce strapce hrozna. Bežne sú prirodzenou súčasťou normálnej flóry kože a nosa. Z medicínskeho hľadiska je mimoriadne nebezpečný zlatý stafylokok (Staphylococcus aureus), ktorý vyvoláva hnisavé zápaly kože a podkožia, katar horných dýchacích ciest, tonzilitídu (zápal mandlí) a ťažké nozokomiálne infekcie (nemocničné nákazy). Produkuje veľmi silné exotoxíny, ktorými sa možno priotráviť aj nepriamo po zjedení toxínom kontaminovaného jedla. Podobne sa v nemocniciach po neopatrných chirurgických zákrokoch vyskytujú nákazy súvisiace s inak bežným kožným druhom Staphylococcus epidermidis.
Spirochéty link
Spirochéty sú gramnegatívne baktérie, ktoré sú dlhé, zatočené do špirály a vďaka špecifickým bičíkom aktívne pohyblivé. Druh Treponema pallidum je pôvodcom celosvetovo známej pohlavnej choroby – syfilisu (lues). Toto chronické a pomaly prebiehajúce ochorenie postihuje prvotne pohlavné orgány tvorbou vredov. V neskoršom neliečenom štádiu môže napadnúť centrálny nervový systém.
Mikrób Borrelia burgdorferi je pôvodcom lymskej boreliózy, ktorú na človeka prenášajú infikované kliešte. Ochorenie sa primárne prejavuje veľkým sčervenaním miesta po prisatí. Ak sa ochorenie včas nelieči antibiotikami, dochádza k neurologickým symptómom spojeným s postihnutím mozgu a silnými bolesťami kĺbov.
Ochorenie zvané leptospiróza vyvolávajú spirochéty rodu Leptospira. Na človeka sa prenáša najmä močom infikovaných hlodavcov a patogén následne poškodzuje obličky, mozog a oči.
Rod Neisseria link
Tento rod pozostáva z gramnegatívnych baktérií tvaru diplokokov. Druh Neisseria gonorrhoeae (gonokok) je pôvodcom druhej najčastejšie sa vyskytujúcej pohlavnej choroby – kvapavky (gonorea). Pôvodcovia osídľujú sliznice urogenitálneho traktu a u novorodencov infikovaných matiek aj spojivku oka priamo pri pôrode. Neliečená kvapavka môže u žien spôsobiť závažnú neplodnosť.
Druh Neisseria meningitidis (meningokok) spôsobuje sporadicky sa vyskytujúce zápaly mozgových blán (meningitída) najmä u malých detí. Infekcia zasahuje horný dýchací trakt a odtiaľ preniká krvou priamo do mozgu.
Obligatórne anaeróby (Clostridium) link
Tieto mikróby energiu získavajú výlučne kvasením alebo anaeróbnou respiráciou, pričom kyslík je pre ne priamo toxický. Z tohto dôvodu sa striktné anaeróby nemôžu množiť v zdravých ľudských tkanivách pre ich bohatý obsah kyslíka, no extrémne im vyhovujú hlboko poškodené a neprekrvené rany.
Rod Clostridium predstavujú grampozitívne paličky tvoriace extrémne odolné spóry. Kontaminácia rán druhom Clostridium tetani vedie k smrteľnému ochoreniu zvanému tetanus. Jeho toxín pôsobí priamo na nervový systém, spôsobuje svalovú paralýzu a kŕče, pričom pacient umiera na celkové vyčerpanie.
Druh Clostridium perfringens spôsobuje plynovú gangrénu. Baktérie produkujú enzýmy degradujúce svalové tkanivo, čím v rane vzniká rozsiahla nekróza.
Mimoriadne nebezpečný s potenciálom hromadného ničenia je druh Clostridium botulinum. Produkuje jeden z najsilnejších toxínov na svete – botulotoxín. Tento toxín blokuje nervové signály, spôsobuje botulizmus a zapríčiňuje smrť udusením (zlyhanie a ochabnutie dýchacích svalov aj kostrového svalstva, čo v konečnom dôsledku vedie k zastaveniu činnosti srdca). Iba jeden gram tohto toxínu má potenciál usmrtiť 1,5 milióna ľudí.
Smrteľný účinok botulotoxínu sa dnes v malých a presne kontrolovaných dávkach mierumilovne využíva v medicíne a kozmetike. Účelná paralýza mimických svalov pomocou tohto „botoxu“ slúži napríklad na redukciu vrások na tvári.
Pseudomonády a Legionella link
Pseudomonády sú aeróbne, gramnegatívne paličky s jedným polárnym bičíkom. Najviac ľudských infekcií spôsobuje druh Pseudomonas aeruginosa. Vyvoláva vážne nozokomiálne infekcie dýchacích ciest, ktoré sú vysoko rezistentné voči väčšine antibiotík, a pri kúpaní v znečistenej vode spôsobuje svrbiace kožné vyrážky.
Významným patogénom z tejto skupiny je aj baktéria Legionella pneumophila. Bola objavená až v roku 1976 po hromadnom výskyte ťažkých zápalov pľúc na zraze amerických legionárov vo Filadelfii. Je pôvodcom legionárskej choroby a vyznačuje sa tým, že sa s obľubou šíri vzduchom z nedostatočne čistených klimatizácií a ventilačných systémov veľkých budov.
Mykobaktérie link
Rod Mycobacterium patrí medzi obligátne aeróbne a grampozitívne mikróby. Najznámejší druh Mycobacterium tuberculosis je pôvodcom tuberkulózy. Má obrovskú odolnosť voči vyschnutiu, a preto sa veľmi ľahko šíri vzduchom v kvapôčkach kašľa z nakazeného človeka. Tuberkulóza je chronická choroba, ktorá primárne infikuje pľúca, kde prežíva vnútrobunkovo priamo v makrofágoch imunitného systému. V neskoršom štádiu prasknutím izolovaného zápalového ložiska vzniká vysoko nákazlivá otvorená tuberkulóza.
Ďalším zástupcom je patogén Mycobacterium leprae, ktorý spôsobuje ochorenie lepra (malomocenstvo), rozšírené najmä v rozvojových krajinách. Mikroorganizmus poškodzuje kožu, kosti a nervy.
Corynebacterium a Bordetella link
Druh Corynebacterium diphteriae je grampozitívny mikroorganizmus kolonizujúci horný dýchací trakt a je pôvodcom záškrtu (diftéria). Zaujímavosťou tohto ochorenia je, že toxín nespôsobuje samotná baktéria – gén pre jeho syntézu nesie výlučne bakteriofág (vírus napádajúci baktérie), ktorý túto baktériu infikuje. Bunka bez prítomnosti fága ochorenie vyvolať nedokáže.
Striktne aeróbny a gramnegatívny druh Bordetella pertussis má tvar veľmi krátkej nepohyblivej paličky (kokobacil). Osídľuje prieduškový epitel a vyvoláva čierny kašeľ, charakteristický neutíchajúcim pískavým kašľom a ťažkosťami s dýchaním. Obe ochorenia sú v súčasnosti na Slovensku potlačené vďaka pravidelnému očkovaniu.
Obligátne vnútrobunkové parazity link
Do tejto špecifickej ekologickej skupiny patria baktérie, ktoré sa nedokážu rozmnožovať ani dlhodobo prežívať mimo bunky svojho hostiteľa.
Druh Chlamydia trachomatis napáda primárne urogenitálny trakt a je celosvetovo absolútne najčastejším pohlavne prenosným ochorením. U drvivej väčšiny populácie prebieha bez akýchkoľvek príznakov, no v chronickom štádiu môže vyvolať zápaly a u žien až neplodnosť. Okrem toho napáda očné spojivky a v rozvojových krajinách predstavuje jednu z najčastejších príčin slepoty. Ďalší druh Chlamydia pneumoniae spôsobuje netypické zápaly pľúc a priedušiek.
Baktérie rodu Rickettsia napádajú výhradne telá živočíchov a na človeka sa prenášajú prostredníctvom rôznych článkonožcov. Druh Rickettsia prowazekii je pôvodcom veľmi nebezpečného škvrnitého týfusu (epidemický týfus), ktorý prenáša výhradne voš šatová. Ochorenie sa prejavuje náhlou horúčkou, zimnicou a pri ťažších komplikáciách vedie k ťažkému bezvedomiu. Podobný druh Rickettsia typhi spôsobuje myší týfus, prenášaný infikovanými blchami.
Zoonózy link
Termín zoonóza označuje infekčné ochorenie zvierat, ktoré je priamym alebo nepriamym kontaktom prenosné aj na človeka.
Ukážkovou zoonózou je mor (historicky známy ako čierna smrť), ktorého pôvodcom je baktéria Yersinia pestis. Prirodzeným rezervoárom tohto ochorenia sú voľne žijúce hlodavce a prenášačom na človeka sú blchy. V stredoveku morové epidémie vyhladili obrovskú časť Európy. Ochorenie sa primárne prejavuje opuchom uzlín a krvácaním pod kožou, čo vytvára charakteristické čierne fľaky (bubonický mor). Ak baktérie preniknú až do pľúc, vzniká pľúcny mor, ktorý je vysoko infekčný aj vzduchom a bez rýchlej liečby má 100 % úmrtnosť.
Ďalším významným príkladom je antrax, primárne ochorenie bylinožravcov, ktoré spôsobuje grampozitívna sporulujúca palička Bacillus anthracis. Ľudia sa nakazia najmä kontaktom s chorým zvieraťom, prípadne inhaláciou spór. Najčastejší kožný antrax sa prejavuje vznikom čierneho pľuzgiera v mieste infekcie. Pľúcny antrax sa naopak šíri extrémne rýchlo, spôsobuje masívnu nekrózu tkaniva a smrť do 24 hodín, prečo je tento druh radený medzi organizmy s najvyšším nebezpečenstvom zneužitia ako biologická zbraň.
