Fizjologia drobnoustrojów

Metabolizm bakterii

•

źródło węgla – CO

2

, węglowodany, alkohole, kw.tłuszczowe, kw.dwukarboksylowe..

•

źródło azotu – azotany, aminokwasy, zw.amonowe, azot atmosferyczny (bakt.glebowe)

•

źródło energii – światło (bakterie fotosyntetyzujące), zw.nieorganiczne, zw.organiczne

* autotrofy - samożywne, zw.nieorganiczne
* heterotrofy – cudzożywne, zw.organiczne,
- saprofity, saprobionty – żyją na martwej materii
- pasożyty – żyją na lub w żywych tkankach
enzymy bakteryjne: peptydazy, proteazy, lipazy (lecytynaza), dezoksyrybonukleazy, rybonukleazy, hemolizyny, hialuronidazy,

poliozydazy, amylazy, oksydazy (peroksydazy – b.tlenowe, dehydrogenazy – b.beztlenowe)

Warunki wzrostu - bakterie, grzyby

•

składniki odżywcze – bardzo różne wymagania !!!

•

pH 6,8-7,2 – większość 4,5 – Lactobacillus 8,6 – Vibrio cholerae

•

temperatura

•

atmosfera

•

wilgotność 70-80%, wyższa Haemophilus, Legionella

Warunki wzrostu - temperatura

•

psychrofilne 15

o

– 20

o

C woda, gleba

•

mezofilne 30

o

– 37

o

C (20

o

– 45

o

) człowiek!!, zwierzę

* termofilne 50

o

– 80

o

C - gorące źródła

Warunki wzrostu - atmosfera

* bezwzględne tlenowce – wolny tlen - Pseudomonas, Mycobacterium, grzyby
• względne beztlenowce – różna tolerancja tlenu większość bakterii !!!
* bezwzględne beztlenowce – brak tlenu < 0,5 O

2

– Bacteroides, Fusobacterium,

* mikroaerofile – 5-10% O

2

i 5-10% CO

2

Campylobacter, Helicobacter, Neisseria gonorrhoeae, N.meningitidis, Brucella

Warunki odżywcze

• woda – 50-90% podłoża

•

sole mineralne – utrzymują izotonię i izojonię komórki NA K Cu Zn Co Mo Va NH

4

CO

3

SO

4

PO

4

• aminokwasy – niektóre gatunki mogą syntetyzować z amoniaku i glukozy
• węglowodany – do wytworzenia energii glukoza, laktoza... polisacharydy, alkohole wielowęglowe
• tłuszcze – mogą rozkładać i syntetyzować kwas olejowy
• witaminy - B

1

-tiamina B

2

-ryboflawina B

3

–kw.pantotenowy B

4

-cholina

B

5

–kw.nikotynowy

B

6

-pirydoksyna B

8

-inozytol B

9

-kw.foliowy

• czynniki wzrostu – kw. paraaminobenzoesowy, hematyna

Podłoża – podziały

•

wzrostowe

* konsystencja
* skład

•

transportowe – półpłynne, tylko do przechowania bakterii w czasie transportu

• transportowo-wzrostowe – np. - do posiewu krwi (Hemomedium), płynu mózgowo-rdz. (Meningomedium),
- moczu – dip-slide

Podłoża – konsystencja

•

płynne – bulion, woda peptonowa zmętnienie, osad

•

półpłynne – 0,5% agaru zmętnienie

•

stałe – 2-3% agaru kolonie

Podłoża – skład

•

proste, zwykłe – minimalne ilości białka, węglowodanów, soli mineralnych, rosną mało wymagające bakterie i grzyby -

płynne: bulion zwykły, woda peptonowa
stałe: agar zwykły, żelatyna
• wzbogacone – rośnie większość bakterii - agar z krwią!!!, surowicą, wyciągiem drożdżowym, bulion z surowicą
• wybiórcze, selektywne, wybiórczo-różnicujące – ułatwiają wzrost jednym, hamują inne, zawierają substrat (np..laktoza,

glukoza..) i wskaźnik (czerwień fenolowa, czerwień obojętna, błękit bromotymolowey..)

Chapmana – gronkowce,
Sabourauda – grzyby,

Mc Conkeya – pałeczki Gram(-),
SS agar – Salmonella, Shigella
podłoża selektywne
• specjalne – dla konkretnych bakterii:
Loewensteina –prątki,
Loefflera – maczugowce,
Mueller-Hintona – do antybiogramu

Końcowe produkty przemian

wykrywane w badaniach biochemicznych, przydatne w identyfikacji, warunkują toksyczność
• Katabolity
* gazowe – CO

2

H

2

S H

2

N NH

3

NH

2

* nieorganiczne – azotany, azotyny, chlorki, fosforany, siarczany..

* organiczne - kwasy (mlekowy, mrówkowy,
octowy, masłowy, bursztynowy, propionowy..)
alkohole (metylowy, etylowy, propylowy, glicerol..),
aminy (histamina, kadaweryna, putrescyna), indol, mocznik
• Anabolity
* polisacharydy – skrobia, glikogen
* białka - toksyny bakteryjne, enzymy, antybiotyki, wolutyna
* tłuszcze – woski
* barwniki –pyocjanina, putrescyna
* witaminy – B K

Posiew, identyfikacja, antybiogram

•

posiew – w zależności od materiału, spodziewanych drobnoustrojów, różne wymagania, różne podłoża

•

preparat bezpośredni - kształt, wielkość, Gram(+), Gram (-)..., inne metody barwienia, bezpośrednie wykrycie antygenu

•

hodowla – ocena morfologii kolonii, hemolizy, preparat z hodowli..

•

typowanie biochemiczne – ustalenie rodzaju lub gatunku

•

typowanie serologiczne – ustalenie gatunku lub typu serologicznego

•

typowanie bakteriofagowe – bad.epidemiologiczne

•

typowanie bakteriocynowe – bad. epidemiologiczne

•

badania genetyczne – identyfikacja, bad. epidemiologiczne, wykrycie genu oporności...

• badanie zjadliwości drobnoustrojów - metody in vivo i in vitro

Wzrost większości bakterii - 1dzień, drożdżaki – 2 dni, beztlenowce – 3-5 dni,
prątki – 2 tygodnie, dermatofity – 2-3 tygodnie

Zmienność bakterii

•

genom, genotyp
nukleoid, plazmidy, transpozony, bakteriofagi

•

fenotyp

zmiany: dziedziczne - trwałe

mutacje, rekombinacje

odwracalne

Zmienność bakterii

•

mutacja - spontaniczna zmiana w DNA

nowa cecha;

rekombinacja - wymiana materiału genetycznego pomiędzy komórkami;
# transformacja - wolny DNA;
# transdukcja - bakteriofagi;
# koniugacja - fimbrie płciowe;

Zmienność bakterii warunkuje:

•

cechy morfologiczne i antygeny;

•

zdolność do wytwarzania enzymów;

•

wymagania żywieniowe;

•

oporność na antybiotyki, środki dezynfekcyjne, bakteriofagi, itd;

•

chorobotwórczość;