Wykład I

Mikrobiologia - nauka o drobnoustrojach. Właściwie człowiekowi pragnienie poznania otaczającego świata stworzyło nauki, z których niezmiernie rozległą dziedziną, obejmującą różne gałęzie wiedzy jest biologia (grec. Bios - życie i logos - nauka) zajmująca się badaniem świata żywego i praw jakie nim rządzą.

Różnorodność przejawów życia występujących w przyrodzie sprawiła, że nauka o nim podzieliła się na tak zasadnicze kierunki jak:

• botanika

• zoologia

• antropologia

Od XVII wieku zakres badań biologii poszerzył się o świat drobnoustrojów, niedostrzegalnych dotąd dla ludzkiego oka. W przekonaniu, że tym nowo odkrytym światem rządzą odmienne prawa biologiczne, naukę o nim wyodrębniono i nazwano mikrobiologią.

Mikrobiologia jest więc nauką zajmującą się drobnymi istotami żyjącymi (grec. Micros - mały) dostrzegalnymi jedynie uzbrojonym okiem. Przedmiotem jej badań są zagadnienia budowy drobnoustrojów, warunków ich życia oraz roli jaką odgrywają w przyrodzie.

Dalsze badania pozwoliły stwierdzić, że nie stanowią one jednolitej grupy. Wyodrębniono wśród nich organizmy składające się z wielu komórek, a więc pokrewne wyżej zorganizowanym form życia oraz organizmy jednokomórkowe.

Obecnie mikrobiologia zajmuje się jednokomórkowymi postaciami roślinnych i zwierzęcych istot żywych, następnie stojącymi na ich pograniczu bakteriami oraz bezkomórkowymi istotami życia (wirusy).

Podstawowe cechy różnicujące drobnoustroje:

DROBNOUSTRÓJ	Wzrost na podłożach bezkomórkowych	Obecność RNA i DNA	Rozmnażanie przez podział	Wrażliwość na interferon	Wrażliwość na antybiotyki
Bakterie	+	+	+	-	+
Mykoplazmy (grzyby)	+	+	+	-	+
Riketsje	-	+	+	-	+
Chlamydie	-	+	+	+	+
Wirusy	-	- *	-	+	-

* wirus zawiera jeden typ kwasu RNA lub DNA

Kierując się względami praktycznymi wyodrębniono:

• Mikrobiologię lekarską: zajmuje się drobnoustrojami stanowiącymi naturalną florę organizmu ludzkiego

• Mikrobiologię weterynaryjną: zajmuje się drobnoustrojami chorobotwórczymi, komensalnymi, symbiotycznymi dla zwierząt oraz ludzi.

• Mikrobiologię rolniczą: obejmującą mikrobiologię gleby, wody, nawozów organicznych, pasz, żywności. Zajmującą się zarówno szkodliwymi jak i pożytecznymi drobnoustrojami pochodzenia roślinnego i zwierzęcego, występującymi w wymienionych środowiskach.

• Mikrobiologię przemysłową: zajmuje się wykorzystywaniem drobnoustrojów w przemyśle fermentacyjnym, mleczarskim, piekarniczym, spirytusowym, piwowarskim, winiarskim oraz farmaceutycznym.

Każda z wymienionych dzieli się na ogólną i szczegółową.

Mikrobiologia ogólna zajmuje się systematyką, fizjologią, morfologią, genetyką drobnoustrojów, oddziaływaniem ich na organizm ludzi i zwierząt lub odwrotnie, oddziaływaniem organizmu na drobnoustroje, wpływem czynników zewnętrznych na ich żywotność i poszukiwaniem skutecznych środków ich zwalczania.

Mikrobiologia szczegółowa omawia poszczególne gatunki drobnoustrojów, sposoby ich rozpoznawania, zwalczania i zapobiegania chorobom przez nie wywoływanym.

KRÓTKI RYS HISTORYCZNY ROZWOJU MIKROBIOLOGII.

• Fracastorius (1478-1553) uznał drobnoustroje za twory żyjące

• Antoni van Leeuwenhock (163201723) spowodował, że istnienie świata drobnoustrojów uznano za fakt całkowicie pewny. Skonstruował prototyp dzisiejszego mikroskopu dającego 250-krotne powiększenie. Jako pierwszy zobaczył drobnoustrój, opisał go i narysował.

• Ludwik Pasteur (1822-1895) uważany za twórcę mikrobiologii. W XIX wieku sądzono na ogół że drobnoustroje powstają z martwego podłoża, dopiero prace L.Pasteura zapoczątkowały właściwy rozwój tej nauki. Zapoczątkował również hodowlę drobnoustrojów na sztucznych podłożach. Swoimi pracami położył fundament pod rozwój etiologii bakteryjnych i wirusowych chorób zakaźnych, fizjologii bakterii oraz immunologii.

Pasteryzacja: metoda powszechnie stosowana do dziś m.in. do zabijania w mleku drobnoustrojów chorobotwórczych.

• Lister (1827-1912) opracował metodę postępowania antyseptycznego przy użyciu fenolu. Wykazał również możliwość otrzymania czystej hodowli drobnoustrojów z pojedynczej komórki bakteryjnej.

• Robert Koch (1843-1910): twórca współczesnej techniki mikrobiologicznej, wprowadził do hodowli bakteryjnej podłoża stałe (ziemia, żelatyna, agar-agar, surowica ścięta) co pozwoliło na izolowanie pojedynczych kolonii bakteryjnych i umożliwiało prowadzenie badań nad metabolizmem bakteryjnym. Ponadto odkrył on kilka drobnoustrojów (prątek gruźlicy, przecinkowiec cholery) i tuberkulinę. (tuberkulina: wyciąg z przesącza z hodowli płynnej prątka gruźlicy)

Zapoczątkowane przez Pasteura i Kocha badania sprawiły, że na całym świecie rozpoczęły się intensywne badania, którym przyświecała perspektywa likwidacji chorób zakaźnych.

• Salomon

• Behring

• Ehrlich, Bordet

• Miecznikow: komórkowa fagocytarna teoria odporności, wykazał istnienie komórek żernych, fagocytów (krwinki białe) zdolnych do wykonywania czynnych ruchów oraz pochłaniania napotkanych ciał obcych.

• Iwanowski

• Fleming: 1929 - wykrycie penicyliny oraz Domagak: 1934 - wykrycie sulfonamidów, co otworzyło nową epokę w leczeniu chorób zakaźnych

WKŁAD POLSKICH UCZONYCH DO OSIĄGNIĘĆ ŚWIATOWEJ MIKROBIOLOGII:

• Struś Józef

• M. Nenecki

• T. Browicz

• O. Bujwid

• I. Hirszfeld - zajmował się immunologią krwi oraz zakażeniami jelitowymi

• R. Weilg - walczył z durem plamistym

• Przemycki - wprowadził szczepienia ochronne w chorobie Heinego - Medina

Mikrobiologia spowodowała rozkwit biologii molekularnej oraz wielu różnych gałęzi jak np. transplantologii i kardiochirurgii.

Rozwój biologii molekularnej doprowadził do powstania inżynierii genetycznej umożliwiającej wyposażenie drobnoustrojów w określone geny. Np. w następstwie przeniesienia do komórki E.Coli genu ludzkiego, odpowiedzialnego za powstawanie insuliny, bakterie te od kilkunastu lat są wykorzystywane do produkcji tego hormonu. W ten sposób wykonuje się również próby wytwarzania szczepionek przeciw wirusowemu zapaleniu wątroby i zimnicy (malarii). Mikrobiologia odgrywa również znaczącą rolę w ochronie środowiska wodnego. Bakterie wiążące azot przyczyniają się do walki z głodem. Bez drobnoustrojów nie byłoby życia na ziemi.

Wykład II 26.01.2005

Ogólna systematyka drobnoustrojów

Świat Ożywiony

Świat roślinny Świat zwierzęcy

Pierwotniaki roslinne Pierwotniaki zwierzęce

Świat nieożywiony

Wirusy- jest to po prosty kw.nukleinowy. otoczony osłonką białkową. Jeden wirus nigdy nie posiada obydwu kwasów razem RNA i DNA

Bakterie -bezjądrzaste

Bakterie właściwe-

Promieniowce- aktilamyces (żółty nalot na bł.śluzowej jamy ustnej)-długie rozgałęzienia nici widoczne pod mikroskopem

Fungi imperfecti(grzyby niedoskonałe)-pleśniawki ( z gat.candida)

Chorobotwórcze-----zakażenie oportunistyczne pod wpływem grzybów obniżona odporność .Mają zdolność wytwarzania zarodników. Przenoszą się podczas ruchów powietrza, są wszędzie.

Stres jeden z czynników wyzwalający namnażanie się drobnoustrojów jelitowych i wchodzenia ich w reakcje z układem immunologicznym.

Dermatofity(gzryby)-które zakażają skórę owłosioną i nieowłosioną.

Wirusy

Cechy charakterystyczne wirusów:

1. Mały rozmiar

2. Bezwzględne pasożytnictwo węwnątrzkomórkowe

3. Posiadanie genomu zbudowanego albo z DNA albo z RNA

4. Posiadanie białka wiążącego receptor

Budowa wirusów

1. Kw.nukleinowe DNA (w.opryszki-różnego rodzaju brodawki i raki lub RNA; w.grypy, w.polio, w.enetowirus, w.wścieklizny, w.różyczki,HIV

2. Kapsyd złożony z kapsomerów (kapsomer składa się z 1-3 polipeptydów)

3. osłonka lipidowa występuje u niektórych wirusów( np. w.grypy, w.wścieklizny,)

4. Niektóre posiadają „wypustki'=białko(np.w.grypy posiada białko hemoglutyminę i neuroaminidazę)

Symetria nukleokapsydu;

Helikalna:kapsomery ułożone na kształt stopni krętej klatki schodowej dookoła centralnego rdzenia genomu(np.wirus odry,w.grypy,w.paragrypy,w.wścieklizny)

Ikosaedralna: kapsomery ułożone tak, że tworzą bryłę z dwudziestoma jednakowymi trójkątnymi bokami,rówmnież otaczającym genomem( np.w.opryszczki,w.zapalenia wątrobytyp B,w.HIV 1,rotawirusy)

	Wirus	Choroba
1	Wnikanie przez otarcie naskórka Papillomawirusy Herposwirusy	Brodawki Zmiany opryszczkowe na twarzy, palcach,narządach płciowych
2	Wnikanie przez otwarcie naskórka lub wprowadzenia wirusa zakażoną igłą HBV HIV	Wirusowe zapalenia watroby typu B AIDS
3	Wnikanie na skutek ugryzienia przez owada lub ssaka Arbowirus Wirus wścielkizny	Różne gorączki tropikalne Wścieklizna
4	Wnikanie przez ukł.oddechowy Ortomyksowirusy Paramyksowirusy Wirus ospy wietrznej (półpasiec)	Grypa Odra,świnka,zakażenie wirusem RS Ospa wietrzna
5	Wnikanie przez ukł.pokarmowy Poliowirus Inne wirusy Rotawirusy	Poloimyelitis Choroby gorączkowe z zajęciem mięsni lub oun Zapalenie żołądka i jelit
6	Wnikanie przez spojówki Enterowirusy typ 70 Adenowirusy typ B	Zapalenie spojówki Zapalenie rogówki i spojówki
7	Wnikanie przez ukł.moczowo-płciowy HIV Hepadnawirus Wirus Herpers simplex Papllomawirus	AIDS Zapalenie watroby typu B Zmiany opryszczkowe w szyjce macicy i cewce moczowej , rak szyjki macicy (U.simplex 2) Brodawki szyjki macicy ,prawdopodobniej rak

Wirusy Hepatotropowe

• HEV (RNA) -Calicviridae

• HAV (RNA) - Picornavividae (Enterowirus nr 72)

• HBV (DNA) - Hepadnavirridae (Hepadnawirus nr 1)

• HCV (RNA) -Flaviviridae (Flaviwirus C)

• HDV (RNA) -wirus delta ,ułomny genetycznie ,wystepuje tylko łącznie z HBV

• HGV (RNA) -Flaviwirus G

Obecna klasyfikacja drobnoustrojów

1. Protista(eukariotyczne):

• Glony

• Pierwotniaki

• Grzyby

• Śluzowce (czasami zbliżone do grzybów)

2.Procaryota;

• Bakterie

• Sinice

• Archeobakterie

Bakterie i Archeobakterie są prokariotami nie mają wyodrębnionej błony jądrowej organeli związanych z wytwarzaniem energii, takich jak mitochondria i chloroplasty.Złożonych systemów węwnętrznych błon,takich jak reticulum endoplazmtyczne i Aparat Golgiego,które występują w komórkach eukariotycznych.

Chlamydie ,riketsje -wielkość (o.2-0.5 um śred.) i są bezwzględnymi pasożytami wewnątrzkomórkowymi--------------różnica do bakterii

Wykład III 27.01.2005

Budowa komórki bakteryjnej

Kształt komórki

Kulisty Cylindryczny Spiralny

Ziarnkowce pałeczki laseczki krętki paciorkowce

ziarniako-pałeczki śrubowce

wrzecionowce

pojedyńcze pojedyńcze

pary(dwoinki) pary

skupiska (tetrady,sześciany łańcuszki

-zgrupowania nieregularne)

łańcuszki

+ postać rozgałęziona(promieniowce)

+ komórki bakteryjne o zmiennym kształcie (=pleomorfizm)

Ziarenkowce: Gram+(dodatni)

Rodzaje:

1. Tlenowce:

• Streptococcus sp.

• Staphylococcus sp

• Enterococcus sp

2. Beztlenowce

• Peptococcus sp

• Peptostreptococcus sp

sp-nieoznaczony gatunek

Gram (+) różni się budową ściany komórkowej od Gram(-),tzn.sciany komórkowe posiadają pewne środki chemiczne, któ®e w połączeniu z lekami mogą nie dopuścić do wykształceni asie ściany komórkowej.

1. Streptoccus pneumonae (dwoinka zaplenia płuc)-układają się one po dwie ,posiadają otoczki, które nie pozwalają na wnikanie leku przez błonę

2. Beta( )grupaA,B,C itd. Zawierają enzym hemolizynę (rozkłada kom.czerwone) -Streptococcus pyogenes(ropotwórczy)-angina, zapalenie ucha.

3. Alfa(zielona) Streptoccocus viridans

Paciorkowcem można się zarazić przez drogi kroplelkowe,skórne.

Betahemolizujące:

Organizmy wytwarzają np. podczas anginy p-ciała, które niszczą białko paciorkowca. Po pewnym czasie nasz organizm posiada gotowe przeciwciała przeciwko podobnemu białku, które może odnaleźć po paru latach. Atakując to białko np.m.sercowego lub kościec powoduje stany zapalne lub wywołuje choroby reumatyczne. Miano Antystreptoplizyny -ASO jest cały czas podwyższone(test) ten stan już zostaje do końca nie powodując większych zmian w poziomie p-ciał.

Gammahemolizujące:

Na sztucznym podłożu nie rozkładają krwinek ,nie wytwarzają hemolizyn.

Streptococcus fecalis (enterococcus sp)-paciorkowce kałowe.

Nie wytwarzają hemolizyn, ale również mogą być hemolizującymi .Żyje w naszych jelitach (grubym)- większość zawartość mas kałowych to bakterie . Po przeniesieniu takich bakterii na zewnątrz mogą wywoływać zakażenia.

Streptococcus agalactiae ( flora bakteryjna na wymionach krów) - u kobiet flora fizjologiczna w pochwie.Jest ona niebezpieczna dla noworodka (noworodek ginie albo ma uszkodzenia dróg oddechowych, zapalenie płuc).Nie „idzie” na leczenie z procedurami, jest on na leki oporny. Lekami najmniej toksycznymi są sefalosporyny?

Listeria monocytogenes (pałeczka) - też się umiejscawia w znajduje się w pochwie

Staphylococcus sp (gronkowiec złocisty)

Koagulaza -enzym. Zdolny do wytwarzania tego enzymu powoduje wykrzepianie osocza (włónika) przez co bakterie otaczają się i mają zdolność obrony przed lekami.

Koagulazododatni(+) Koagulazoujemny(-)

*aureus(złocisty)są w stanie wywołać S.epirdemidis(naskórkowy) gronkowiec biały

zakażenie wszystkiego co jest związane S.capitis (skóra owłosionagłowy)

z człowiekiem. MRSA(gronkowiec oporny na S.hominis

metycyline, służy do wykrywania odporności S.haemoliticus

*intenedius MRSE(uważany był a niechorobotwórczy)

Pałeczki Gram(-)

A.Tlenowce:

• Enterobacteriaceae np.

*Escherichia coli (pałeczka okręznicy)

*Klebsiella pneumonine

• Niefermentujące np.

*Pseudomnas aeaginosa (pałeczka ropy błękitnej)

*Acinetobacter sp

B.Beztlenowce:

• Grupa Bacteroides np:

*Bacteroides fragilis (wywołuje zakażenie w różnych miejscach np. ropień (beztlenowe warunki)

Koniugacja bakterii ( przekazywanie materiału genetycznego).Można wykonywać również badania genetyczne w celu wykrycia z jaką kolonią bakterii lub bakterią mamy do czynienia.

U bakterie nie ma procesów płciowych rozmnażanie następuje przez podział komórki.

Laseczki Gram (-)

Laseczki mogą żyć w różnych warunkach temp. itp.(zdolności wytwarzania formy przetrwalnikowej)

A.Tlenowce:

Bacillus sp

• B.anthrais (wąglik) jedyna co ma otoczkę , nietypowy przykład -3 formy (płucna, pokarmowa, skórna)

• B.cerevs

• B.subtits(zatrucia pokarmowe)

B.Beztlenowce.

Clostridium sp

• C.pervingens (zgorzel gazowa) wywołuje podobne objawy kliniczne jak tężec. Ma ogromne możliwości przetrwania w różnych środowiskach,posiada całych szereg toksycznych zdolności ,gazotwórcza (rozrywanie tkanek)

• C.tetani (tężec) -tosyczny pobudza ukł.nerwowy. człowiek umiera z uduszenia

• C.histolytiana ( Liza tkanek rozpuszczanie)

• C.botulinum(toksyczna botulina-jedna z najgroźniejszych trucizn na świecie 9 pare kropli wystarczy do zatrucia)-bombarz puszek warzywnych, toksyczna botulina jest oporna na gotowanie.

Spiralne

A.Krętki

• Treponema pallidum (kiła)-zakażenia wtórne są bardzo groźne. Na początku można krętka wykryć, a później jest to niemożliwe, wytwarzane są p-ciała i stwierdza się obecność p-ciał kiły

• Borellia burdugorfea (borelioza) wyróżnia się genotypy

*rumień wędrujący,większość objawów grypopodobnych. -okres immunologiczny

• Helicobacter pylorii -wywołuje chorobę wrzodową żołądka, żyje w uchyłkach naszego żołądka

enzym ureaza rozkłada mocznik do amoniaku i CO2,amoniak dalej na jony wodorowe---tworzy się środowisko zasadowe, powstają nadżerki ,które mogą prowadzić do nowotworów.

B.Przecinkowiec

• Vibrio cholera (lubi ciepło) - uszkadza śluzówkę żołądka. Rozmnażanie się przez podział, proces glikolizy, chemosynteza, odżywianie cudzożywne. Temp. wymagania są różne

Bakterie

Promieniowce

Krętki

Bakterie właściwe

Riketsje

Wirusy

---