Corynebacterium diphtheriae

Corynebacterium diphtheriae ir nekustīgas grampozitīvas nūjiņveida baktērijas. Fakultatīvi anaerobi; kultivēšanai parasti ir vajadzīgi ar barības vielām bagāti agari, piemēram, seruma vai asins agars. Spēj izraisīt difteriju, kura izplatās pa gaisu pilienu veidā. Diftērijas baktērijas ir parasti cilvēku un dzīvnieku ādas mikrofloras pārstāvji.

Vēsture 
Pirmais difterijas izraisītāju aprakstīja Edvīns Klebss 1883. gadā. Vēlāk 1884. gadā Fridrihs Leflers izdalīja baktērijas tīrkultūru. 1888. gadā Aleksandrs Irsens un Emīls Rū atklāja baktēriju spēju izstrādāt eksotoksīnu, kuram ir galvenā loma difterijas etioloģijā un patoģenēzē. Emīls Berings 1892. gadā ieguva difterijas antitoksīnu un 1894. gadā sāka to izmantot difterijas ārstēšanā. Tas palīdzēja samazināt letālo iznākumu skaitu.

Morfoloģija 
Taisnas vai mazliet izliektas un parasti vālīšveidīgas tievi nūjiņveidīgas baktērijas; izmēri: 0,3—0,8 × 1,5—8,0 µm. Ārējās raksturīpašības ir atkarīgas no ārējās vides, kur baktērija kultivējas. Neveido kapsulas un sporas, nav vīciņu. Šūnu iekšienē veidojas polimetafosfāta metahromatīna granulas. Viens no nūjiņas galiem ir mazliet paresnināts sakarā ar volutīna granulu uzkrāšanos, kas dod baktērijai vāles vai rotadatas formu. Baktērijas ir aerobas un fakultatīvi anaerobas ar optimālu temperatūru augšanai 35—37 °C un pH līmeni 7,6—7,8; augšanas robežos 15—40 °C.

Baktērija nav rezistenta pret skābu vidi. Veido mikrokapsulas, tas dod iespēju izdalīt serovarus sugā. Mikrokapsulu sastāvā ietilpst kord-faktors. Šūnas sieniņā ietilpst daudz lipīdu (tajā skaitā mikolskābe — taukskābe ar ļoti daudziem oglekļa atomiem), kuri nav izturīgi pret skābju iedarbību.

Klasifikācija 
Corynebacterium diphtheriae sugu iedala dažos celmos, kā arī serovaros, fagovaros, koricinovaros un biovaros.

Biovari 
Sugā pamatojoties uz kulturāli-bioķīmiskām īpašībām (fermentatīvu, hemolītisku aktīvitāti, koloniju ārējo izskatu) iedalās četros biovaros:
 Corynebacterium diphtheriae biovar belfanti;
 Corynebacterium diphtheriae biovar gravis;
 Corynebacterium diphtheriae biovar intermedius;
 Corynebacterium diphtheriae biovar mitis.
Šis iedalījums ir svarīgs no epidemioloģiska viedokļa. Stabilākas atšķirīgās īpašības nosaka tests uz cieti. Pēc šī rādītāja praktiskās laboratorijās visas difterijas baktērijas iedala divos biovaros: gravis (smags) un mitis (atvieglots). Visi cieti nefermentējošie celmi attiecas uz mitis biovaru (piemēram, DIP 1281 celms), bet fermentējošie — uz gravis biovaru (piemēram, ATCC 700971, NCTC 13129 celmi).

Bioķīmija 
Corynebacterium diphtheriae piemīt augsta fermentatīva aktivitāte. Visi baktērijas celmi pārraudzē glikozi un maltozi, veidojot skābes; nespēj sašķelt saharozi, neizstrādā ureāzi un neveido indolu. Nespēja pārraudzēt saharozi un sašķelt urīnvielu ir nozīmīga diagnostiskā raksturīpašība, kura atšķir šo baktēriju no citām līdzīgām.

Corynebacterium diphtheriae baktērijām ir divi galvenie antigēnu tipi:
 O-antigēni (termostabili, veic krustreakcijas ar antiserumiem pret Nocardia un Mycobacterium antigēniem);
 K-antigēni (pavirši, termolabili, sugas specifiski, nukleoproteīnu un olbaltumvielu saturoši, piemīt izteikta imunogenitāte). K-antigēnu funkcijas ir pamats biovaru celmu atdalīšanā.

Patogenitātes faktori 
Diftērijas izraisītāju raksturīpašības ir spēja izstrādāt dažādus patogenitātes faktorus, galvenie no tiem ir eksotoksīns jeb difterijas toksīns, kas ir identisks visiem baktēriju tipiem, un bioloģiski aktīvas vielas. Eksotoksīns ir spēcīgs faktors, kas spēj izraisīt nāvi. Katrā biovarā ir toksigēnie (izstrādā eksotoksīnu) un netoksigēnie (neizstrādā eksotoksīnu) celmi. Eksotoksīns ir termolabils imunogēns proteīns, kas šķīst sāls šķīdumos, sastāv no diviem fragmentiem:
 A-termolabila fragmenta, kas nosaka darbības specifiskumu organismā. Tieši šīs fragments iekļūst šūnā, apspiežot šūnu olbaltumvielu sintēzi, kas noved šūnu līdz nāvei;
 B-termostabila fragmenta, kas parāda savu aktivitāti pēc kontakta ar šūnu. Šī fragmenta pamatfunkcija ir mērķšūnu atpazīšana un fiksācija pie tām (adhēzija).

Baktērijas veido arī bioloģiski aktīvas vielas, kuru ir vairāk nekā 20, tajā skaitā neiraminidāze, hialuronidāze, nekrotizējošais faktors un citi.

Difterijas toksīns 
Galvenais no zināmiem Corynebacterium diphtheriae virulences faktoriem ir difterijas toksīns. Toksīna gēns tox, kas kodē difterijas toksīnu un veic toksīna producēšanos, atrodas korinebakteriofāgos (β tox+, ω tox+, γ tox+), kas spēj integrēties Corynebacterium diphtheriae, Corynebacterium ulcerans un Corynebacterium pseudotuberculosis hromosomās. Difterijas toksīna ekspresija ir arī atkarīga no hromosomāliem gēniem. Ja iekššūnu dzelzs jonu koncentrācija ir zema, tad regulējošais gēns dtxR ir novājināts, kas rezultātā provocē pastiprinātu difterijas toksīna producēšanu virulentajiem celmiem.

Krāsojumi 
Volutīna granulas intensīvāk uztver anilīna krāsas, nekā šūnu citoplazma.  Metahromāzijā (šūnu vai audu spēja krāsoties) šūnas iegūst neparastu krāsu. Volutīna granulas pēc Leflera, kā arī Neisera krāsošanas metodēm paliek zilas. Luminescences mikroskopijā tās krāsojas ar korifosfīnu oranžsarkanā krāsā, kamēr pašas šūnas paliek dzelteni zaļas.  Krāsošana pēc Grama metodes volutīna granulas nepadara redzamas.

Patogenitāte 
Infekciju izraisa tikai toksigēnie celmi, bet netoksigēnie neizraisa. Difterija ir akūta infekcija, kura raksturojas ar akūtu fibrozu iekaisumu aizdegunē, balsenē, retāk citos orgānos, un intoksikāciju (sirds-asinsvadu, kortikoadrenālās sistēmas un nervu sistēmas bojājumiem). Inficēties var caur elpceļiem un ar tuvu kontaktu ar slimiem cilvēkiem. Infekcijas avots ir slimie cilvēki un virulento celmu nēsātāji.

Atsauces 

Baktērijas