Anaeroba bakterier

Anaeroba bakterier växer i frånvaro av syre, och de obligata anaeroba bakterierna skadas av det. Medicinskt viktiga representanter inkluderar de sporbildande grampositiva Clostridium-arterna, vars kraftfulla toxiner orsakar stelkramp, botulism, gasbrand och Clostridioides difficile-kolit, samt de icke-sporbildande gramnegativa Bacteroides och besläktade genera, som är rikliga kommensaler i tarm och mun men orsakar abscesser och blandinfektioner när de tränger in på platser utanför sina normala lokalisationer.

Definition

Anaeroba bakterier är bakterier som växer utan syre; de obligata (strikta) anaeroba bakterierna tolererar inte syre, och de medicinskt viktiga patogenerna inkluderar de toxinbildande clostridier och de abscessbildande Bacteroides och besläktade gramnegativa genera.

Scope

Artikeln behandlar vad som definierar en obligat anaeob och hur anaerob odling och syretolerans skiljer dem åt, de viktigaste toxinproducerande clostridier, de abscessbildande gramnegativa anaeroba bakterierna samt de kliniska sammanhang (djupa, devitaliserade eller polymikrobiella infektioner) där anaeroba bakterier dominerar. Det är referens- och utbildningsmaterial, inte klinisk vägledning.

Core questions

• Vad skiljer obligata anaeroba bakterier från aerotoleranta och fakultativa organismer, och varför är det viktigt för odling?
• Hur ger clostridieneurotoxinerna och vävnadstoxinerna upphov till sina distinkta kliniska syndrom?
• Varför orsakar anaeroba bakterier karakteristiskt abscesser och polymikrobiella infektioner?

Key concepts

• Obligata kontra fakultativa kontra aerotoleranta anaeroba bakterier
• Anaerob odling och syrekänslighet
• Clostridieneurotoxiner (stelkramp, botulinum)
• Histotoxiska clostridier (gasbrand)
• Clostridioides difficile och toxinmedierad kolit
• Bacteroides och abscessbildning
• Polymikrobiell och endogen infektion

Mechanisms

Obligata anaeroba bakterier saknar de enzymatiska försvar (såsom katalas och superoxiddismutas) som behövs för att neutralisera de reaktiva produkterna av syre, och de kräver därför syrefattiga miljöer och specialiserad anaerob odling. Clostridier orsakar sjukdom huvudsakligen via exotoxiner: stelkramps- och botulinumnerotoxinerna hör till de mest potenta kända och blockerar frisättning av neurotransmittorer, medan de histotoxiska arterna producerar enzymer och toxiner som förstör vävnad. Clostridioides difficile producerar toxiner som skadar kolonepitelet, vanligtvis efter att antibiotika har stört den skyddande tarmmikrobiotan (Leffler & Lamont, 2015). De gramnegativa anaeroba bakterierna som Bacteroides är normalt välgörande kommensaler men blir patogena när de förflyttas till sterila lokalisationer, där deras kapsel och synergi med andra organismer gynnar abscessbildning (Wexler, 2007).

Clinical relevance

Anaeroba bakterier ligger bakom en distinkt uppsättning kliniska problem — abscesser, aspirations- och djupa mjukvävnadsinfektioner, toxinmedierade sjukdomar och antibiotikaassocierad kolit — och de dominerar där vävnad är devitaliserad eller syrehalten låg. Denna artikel beskriver den biologi och klassifikation som gör anaerob infektion till en sammanhängande kategori som referensmaterial; den ger inte diagnostiska tröskelvärden eller behandlingsrekommendationer.

Epidemiology

Clostridioides difficile är en ledande orsak till vårdrelaterad diarré och antibiotikaassocierad kolit (Leffler & Lamont, 2015). Bacteroides-arter är de oftast isolerade anaeroba bakterierna från kliniska prover och spelar en framträdande roll vid intraabdominella och andra polymikrobiella infektioner (Wexler, 2007), medan stelkramp och botulism, numera sällsynta där vaccination och livsmedelssäkerhetsåtgärder är etablerade, alltjämt utgör allvarliga toxinmedierade sjukdomar.

Evidence & guidelines

Övergripande översikter i New England Journal of Medicine (Leffler & Lamont, 2015) och Clinical Microbiology Reviews (Wexler, 2007), tillsammans med standardläroböcker i medicinsk mikrobiologi, beskriver biologi och kliniska korrelat för anaerob infektion. Handläggning av specifika syndrom (t.ex. C. difficile-infektion, stelkrampsprofylax) behandlas i dedikerade kliniska riktlinjer som anges på annan plats.

History

Anaerob bakteriologi växte fram ur 1800-talets studier av jäsning och sårinfektioner, med Pasteurs insikt om att vissa organismer lever utan syre. De clostridieorsakade sjukdomarna — stelkramp, botulism och gasbrand — karakteriserades kring sekelskiftet 1900, och utvecklingen av tillförlitlig anaerob odling senare under samma sekel gjorde de gramnegativa anaeroba bakterierna och deras roll vid blandinfektioner systematiskt synliga.

Key figures

• Daniel A. Leffler
• J. Thomas Lamont
• Hannele M. Wexler
• Sydney M. Finegold

Seminal works

• leffler-2015
• wexler-2007

Frequently asked questions

Vad innebär det att en bakterie är en obligat anaeob?

En obligat anaeob kan inte växa i närvaro av syre och dödas ofta av det, eftersom den saknar de enzymer som avgiftar syrets reaktiva nedbrytningsprodukter; sådana organismer kräver syrefattiga förhållanden och speciella anaeroba odlingstekniker.

Varför tenderar anaeroba infektioner att bilda abscesser?

Anaeroba bakterier trivs i syrefattig, devitaliserad vävnad och agerar ofta i samverkan med andra bakterier; deras tillväxt, kapsel och värdens inkapslingsreaktion gynnar de slutna, vasfyllda fickor som kännetecknar abscesser.