Przegląd Epidemiologiczny - Państwowy Zakład Higieny

40 Agnieszka Chojecka, Katarzyna Jakubiec i inniNr 1nych środków dezynfekcyjnych o oporności bakteriidecydują głównie mechanizmy związane ze zmianamiw przepuszczalności osłon komórkowych oraz zjawiskoefflux (2).Zmiany w przepuszczalności są związane ze zróżnicowanąstrukturą osłon komórkowych bakterii Gram--dodatnich i Gram-ujemnych.Aktywność pomp błonowych, odpowiedzialnychza mechanizm efflux, występujących w strukturachosłonowych bakterii warunkuje skuteczne usuwaniesubstancji antybakteryjnych: antybiotyków, barwników,substancji toksycznych, a także substancji czynnychśrodków dezynfekcyjnych na zewnątrz komórki (3, 4).Mechanizmy oporności bakterii wynikają z ewolucyjnychzmian powstałych w odpowiedzi na obecnośćsubstancji antybakteryjnych w środowisku. Mechanizmoporności wywołany zjawiskiem efflux może miećcharakter wrodzony lub nabyty. Wrodzona opornośćbakterii związana z występowaniem tego mechanizmujest charakterystyczną cechą danego gatunku. Opornośćnabyta nie jest charakterystyczna dla wszystkich szczepówdanego gatunku (5). Występowanie mechanizmuefflux jest związane z obecnością genów opornościw chromosomie bakterii jak i z genami znajdującymisię w ruchomych elementach genetycznych, takich jakplazmidy, transpozony czy sekwencje insercyjne (6).Geny kodujące białka pomp błonowych znajdującesię w plazmidach mogą być nabywane przez bakteriei podlegać w nich replikacji. Mogą także integrowaćdo chromosomu bakterii. Zjawisko integracji plazmidowegogenu qacA do chromosomu zaobserwowanou bakterii z rodzaju Staphylococcus. Geny qacA warunkująwystępowanie pompy błonowej odpowiedzialnejza usuwanie kationowych środków dezynfekcyjnych,m.in. czwartorzędowych soli amoniowych, diamidyni biguanidyn (6, 7).Niniejsza praca ma na celu przedstawienie mechanizmówoporności w kontekście klasyfikacji i występowaniapomp błonowych zaangażowanych w aktywne usuwaniesubstancji czynnych środków dezynfekcyjnych.Poznanie mechanizmów nabywania oporności mikroorganizmów,wykształconych w wyniku obecnościw obszarze stosowania substancji czynnych środkówdezynfekcyjnych lub antybiotyków, może przyczyniaćsię do skutecznego zwalczania tych patogenów, a co zatym idzie zmniejszenia ryzyka zakażenia i zwiększeniaskuteczności leczenia.POMPY BŁONOWE I ZJAWISKO „EFFLUX”Oporność bakterii na substancje antybakteryjne niezawsze wynika z występowania tylko jednego mechanizmuoporności. Zjawisko współdziałania mechanizmówoporności zaobserwowano u bakterii Gram-ujemnych(8). Współdziałanie dotyczyło mechanizmów ograniczonejdyfuzji (obniżona przepuszczalność błonyzewnętrznej) i aktywnego transportu substancji nazewnątrz komórki (efflux) (8, 9).Oporność bakterii wynikająca ze zróżnicowanejprzepuszczalności osłon komórkowych związana jestz dyfuzją związków antybakteryjnych do wnętrzakomórki. U bakterii Gram-dodatnich dyfuzja tychsubstancji odbywa się na zasadzie biernego transportudo wnętrza komórki. Miejsca docelowe dla substancjiczynnych środków dezynfekcyjnych mogą znajdowaćsię na zewnątrz komórki lub w zewnętrznej warstwiebłony cytoplazmatycznej. Transport związków antybakteryjnychu bakterii Gram-ujemnych odbywa sięprzez kanały białek porynowych. Wynika to z obecnościbłony zewnętrznej w strukturach osłonowych bakteriiGram-ujemnych. Zjawisko oporności bakterii Gram--ujemnych na substancje antybakteryjne może być spowodowanezmniejszeniem liczby kanałów porynowych,co prowadzi do ograniczonej dyfuzji tych substancji downętrza komórki (1, 9).Zjawisko efflux polegające na aktywnym usuwaniuzwiązków antybakteryjnych z komórki zachodzi dziękipompom błonowym. Pompy błonowe wykazują zróżnicowanąspecyficzność i zakres substratowy. Mogąuczestniczyć w usuwaniu określonych substratów(mechanizm specyficzny) lub usuwać szeroki zakressubstratów (mechanizm niespecyficzny) (1,10).Pompy błonowe aktywnie usuwające substancjeantybakteryjne, w tym także substancje czynne środkówdezynfekcyjnych, zostały sklasyfikowane, m.in. na podstawiebudowy i funkcji tworzących je białek, do pięciurodzin: MFS – Major Facilitator Superfamily, SMR– Small-Multidrug Resistance, ABC – ATP BindingCassette, MATE – Multidrug and Toxic CompoundsExtrusion oraz RND – Resistance-Nodulation-CellDivision. Pompy te zasilane są przez transmembranowygradient protonowy (MFS, RND, SMR), lub gradientsodowy (MATE), a także przez hydrolizę ATP przyudziale ATP-azy (ABC) (4, 10).Spośród wszystkich rodzin pomp, systemy RNDbakterii Gram-ujemnych, charakteryzują się najszerszymzakresem substratowym, który obejmuje usuwanieantybiotyków, barwników, substancji czynnychśrodków dezynfekcyjnych i antyseptycznych. Systemypomp bakterii Gram-ujemnych zaliczane do rodzinyRND składają się z trzech elementów: białek błonycytoplazmatycznej, białek błony zewnętrznej orazbiałek przestrzeni peryplazmatycznej. Białka błonycytoplazmatycznej aktywnie usuwają substancje antybakteryjnena zewnętrz komórki tylko w połączeniuz białkami błony zewnętrznej, które tworzą kanałydyfuzyjne. Połączenie to jest możliwe dzięki obecnościbiałek adaptorowych przestrzeni peryplazmatycznej(11). Zaobserwowano, że oporność E. coli na akryfla-