Het soort bacteriën Propionibacterium acnes behoort tot de propionzuurbacteriën van de orde Actinomycetales en de Actinobacteria divisie. Als commensalen koloniseren de anaëroben van nature de menselijke huid, maar in de vorm van individuele stammen kunnen ze ook ziekteverwekkers worden. In deze context spelen ze bijvoorbeeld een rol bij acnes vulgaris.
Wat is Propionibacterium acnes?
Propionibacteriën of propionzuurbacteriën hebben een grampositief kleurgedrag en behoren tot de Actinomycetales-orde van de Actinobacteria-divisie. Ze vormen propionzuur als een metabolisch eindproduct op de metabolische route van methylmalonyl-CoA.
Een bacteriesoort van het geslacht Propionibacteria is Propionibacterium acnes, waarvan er ongeveer 100 verschillende stammen bestaan. Het type bacterie zijn anaërobe bacteriën die eerder dan Bacillus acnes of Corynebacterium acnes waren bekend. Hun vorm komt overeen met een kortgroeiende staafvorm. Ellipsvormige celvormen komen ook voor. Individuele cellen hebben een breedte van maximaal 0,5 micrometer en een lengte van maximaal 0,9 micrometer. De cellen staan meestal in paren onder een hoek. Terwijl de cellen zich delen, vormen ze V- en Y-vormige celketens.
De bacteriesoort heeft geen flagella voor actieve voortbeweging. De soort vormt geen eindsporen of andere vormen van persistentie. De meeste van de 100 stammen van de soort moeten worden opgevat als commensalen die de mens niet ten goede komen of schaden. Sommige stammen worden ervan verdacht pathogeen te zijn. Het onderzoek is nog niet voor alle stammen voltooid.
Voorkomen, distributie en eigenschappen
Propionibacterium acnes vormt na ongeveer vier dagen ronde kolonies in vaste voedingsbodems met een anaerobe omgeving, die van opzij bekeken er verheven uitzien en ook glad of glanzend lijken. De diameter is maximaal vier millimeter.
Als anaërobe bacteriën zijn ze zuurstoftolerant, maar hebben ze niet per se zuurstof nodig voor hun metabolisme, maar worden ze in de groei geremd door O2. De bacteriën hebben het enzym catalase en vormen cytochromen. 37 graden Celsius komt overeen met de optimale teelttemperatuur, zodat menselijke kolonisatie gunstig is voor hun groei. De ideale pH-waarde in het voedingsmedium is neutraal. De groei is vrij traag, zelfs onder ideale omstandigheden.
Propionibacteria acnes hebben een chemoorganotroof heterotroof metabolisme. Op dit metabolische pad worden organische verbindingen energiebronnen en worden ze gebruikt om de eigen stoffen van de cel op te bouwen. Een van de belangrijkste producten van de fermentatie ervan is propionzuur, dus de fermentatieactiviteit wordt soms propionzuurfermentatie genoemd. Azijnzuur en kooldioxide worden geproduceerd als bijproducten. Koolhydraten zoals glucose, fructose of mannose en galactose worden meestal als substraten gebruikt.
Naast catalase hebben de bacteriën proteolytische enzymen om gelatine af te breken en via nitraatreductase het nitraat vloeibaar te maken. Sommige stammen hemolyse in het bloed. De bacteriën van de soort koloniseren bij voorkeur het talg van de haarzakjes en worden soms ook aangetroffen in het spijsverteringskanaal van mensen.
Betekenis en functie
Er zijn tot 100.000 Propionibacteria acnes aanwezig op een vierkante centimeter menselijke huid zonder ziekte te veroorzaken. In deze context wordt Propionibacterium acnes primair beschouwd als commensaal en koloniseert het dus van nature de menselijke huidflora zonder enig voordeel of schade te hebben. Commensalen schaden hun gastheer niet in hun eigen belang en creëren zo een leefruimte voor de langere termijn.
Van de ten minste 100 verschillende stammen van de soort Propionibacterium acnes, worden de meeste stammen als commensalen beschouwd, maar sommige stammen hebben blijkbaar een zekere pathogeniteit. Pathogene bacteriën beschadigen hun gastheer en leiden tot ziekten. De Biological Agents Ordinance en TRBA wijzen Propionibacterium acnes toe aan risicogroep 2 vanwege het, zij het kleine, aantal pathogene stammen. Volgens de verordening zijn micro-organismen in deze groep “biologische stoffen die bij de mens ziekten kunnen veroorzaken”.
Op de menselijke huid kan de bacterie dus overeenkomen met een onschadelijke bewoner, maar ook met een ziekteverwekker. De verspreiding van bacteriën in het bloed kan zelfs nog meer pathogene gevolgen hebben, vooral voor immuundeficiënte patiënten. De omstandigheden waaronder de afzonderlijke stammen pathogeen zijn op de huid en onder welke omstandigheden ze overeenkomen met commensalen op de huid, zijn nog niet definitief opgehelderd.
Ziekten en aandoeningen
Als ziekteverwekker wordt de bacteriesoort voornamelijk geassocieerd met acne vulgaris en wordt ze beschouwd als een secundaire ontwikkelingsfactor. Als gevolg hiervan kunnen stammen van de bacteriesoort worden gedetecteerd op een gezonde menselijke huid zonder acne vulgaris te veroorzaken. Aan de andere kant is er vaak een verhoogde bacteriële kolonisatie met Propionibacterium acnes op de huid van patiënten met acne vulgaris.
De pathogene stammen van de soort zouden de productie van cytokine en chemokine op de cellen van de talgklieren stimuleren. Deze stoffen bevorderen ontstekingsprocessen bij acne vulgaris. Acne is de meest voorkomende huidziekte ter wereld. Acne-gerelateerde ontsteking kan gepaard gaan met roodheid, zwelling en jeuk. Vaak blijven er littekens achter.
Propionibacterium acnes vermenigvuldigt zich in de comedonen onder grotendeels anaërobe omstandigheden en gebruikt het enzym lipase om componenten van het talg af te breken om energie op te wekken. Hierdoor ontstaan ontstekingsbevorderende stoffen die chemotaxis gebruiken om leukocyten in het weefsel te trekken, die, nadat ze zijn afgestorven, met pus gevulde puisten vormen.
Naast acne worden ziekten zoals keratitis en sarcoïdose nu in verband gebracht met Propionibacterium acnes. Gevallen van spondylodiscitis, infecties van het centrale zenuwstelsel, hartinfecties, osteomyelitis en endoftalmitis of gewrichtsinfecties zijn al gedocumenteerd in verband met Propionibacterium acnes.
Bovendien zijn circulerende immuuncomplexen tegen Propionibacterium acnes-antigenen geassocieerd met het SAPHO-syndroom uit de reumatische groep. De ophoping van immuuncomplexen op botten en gewrichten in de context van het SAPHO-syndroom zou mogelijk immuunreacties veroorzaken die de reumatische symptomen zouden kunnen verklaren.
