background image

 

WPROWADZENIE DO MIKROBIOLOGII LEKARSKIEJ – PODSTAWOWE DEFINICJE I POJĘCIA. 

BAKTERIE, WIRUSY, GRZYBY. 

 

MIKROBIOLOGIA MEDYCZNA zajmuje się mikroorganizmami wywołującymi choroby u ludzi.  

Opisuje czynniki etiologiczne chorób, ich przebieg, sposoby leczenia i profilaktyki.  

 

Do drobnoustrojów chorobotwórczych zaliczamy: 

  drobnoustroje eukariotyczne – GRZYBY np. Candida albicansCryptococcus neoformansAspergillus 

flavus 

  drobnoustroje prokariotyczne – BAKTERIE np. Staphylococcus aureusStreptococcus pyogenes

Clostridium difficile 

  formy bezkomórkowe – WIRUSY np. wirus Epstein – Barr (EBV), wirus cytomegalii (CMV), wirus 

zapalenia wątroby typu B (WZW B);  PRIONY                            

 

BAKTERIE 

  mikroorganizmy prokariotyczne 

  brak jądra komórkowego, materiał genetyczny DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy) zlokalizowane w 

cytoplazmie w postaci nukleoidu (chromosom bakteryjny) 

  rozmnażanie przez podział komórki 

  zdolność do horyzontalnego transferu genów – nabywania DNA od innych mikroorganizmów i włączania 

go do własnego genomu  

 

  KSZTAŁTY KOMÓREK BAKTERII 

  bakterie kuliste, ziarniaki  

•  dwoinki np. Neisseria meningitidis (dwoinka zaplenia opon mózgowo-rdzeniowych), Neisseria 

gonorrhoeae (dwoinka rzeżączki) 

•  paciorkowce  np. Streptococcus pyogenesStretococcus pneumoniae 

•  gronkowce np. Staphylococcus aureusStaphylococcus epidermidis 

 

  bakterie cylindryczne 

•  pałeczki np. Pseudomonas aeruginosaEscherichia coliProteus mirabilis 

•  laseczki np. Clostridium perfringens (laseczka zgorzeli gazowej), Clostridium tetani (laseczka tężca), 

Clostridium difficileClostridium botulinum (laseczka jadu kiełbasianego), Bacillus anthracisBacillus 

cereus 

•  maczugowce np. Corynebacterium diphteriae (maczugowiec błonicy) 

 

 

  bakterie spiralne 

background image

 

•  przecinkowce np. Vibrio cholerae 

•  krętki np. Treponema pallidumBorrelia burgdonferi 

 

  UKŁADY KOMÓREK  

  pary 

 

dwoinki  

  grona 

            gronkowce  

  łańcuchy 

 

paciorkowce  

 

BUDOWA KOMÓRKI BAKTERYJNEJ 

  CYTOPLAZMA  

  zawieszone są w niej biologicznie czynne struktury (nukleoid, plazmidy, rybosomy, ciałka wtrętowe) 

  NUKLEOID (CHROMOSOM BAKTERYJNY) 

  odpowiednik jądra komórkowego u Eukaryota  

  nie jest oddzielony od cytoplazmy błoną jądrową 

  pojedyncza, kolista cząsteczka dwuniciowego DNA 

  zawiera informację genetyczną dotyczącą właściwości komórek bakteryjnych, ich cechy strukturalne i 

funkcjonalne  

  PLAZMIDY  

  pozachromosomalne, dwuniciowe, koliste cząsteczki DNA 

  zdolne do autonomicznej replikacji, niezależnej od chromosomu 

  niosą geny odpowiedzialne za oporność na leki przeciwbakteryjne i metale ciężkie, wytwarzanie 

czynników zjadliwości, antybiotyków i bakteriocyn  

  RYBOSOMY 

  odpowiedzialne za syntezę białek 

  BŁONA CYTOPLAZMATYCZNA 

  typowa struktura trójwarstwowa 

  zbudowana z lipidów oraz białek  

  jako półprzepuszczalna stanowi barierę osmotyczną komórki, kontroluje wnikanie i usuwanie różnych 

substancji 

  często tworzy wpuklenia do wnętrza komórki, z których powstają wewnętrzne struktury takie jak 

mezosomy 

  ŚCIANA KOMÓRKOWA 

  stanowi barierę ochronną przed czynnikami zewnętrznymi fizycznymi i chemicznymi, a także przed 

innymi mikroorganizmami 

background image

 

  podstawowym jej składnikiem jest peptydoglikan (mureina) - polimer zbudowany z łańcuchów 

polisacharydowych, które połączone są polipeptydami 

 

ŚCIANA KOMÓRKOWA 

BAKTERIE GRAM(+) 

  gruby peptydoglikan  

  kwasy tejchojowe  

  w komórkach kwasoopornych obecność kwasu mykolowego (np. Mycobacterium tuberculosis

  białka powierzchniowe 

BAKTERIE GRAM(-) 

  cienki peptydoglikan  

  brak kwasów tejchojowych  

  błona zewnętrzna: fosfolipidy, lipopolisacharyd (LPS), białka 

LIPOPOLISACHARYD 

  składa się z części lipidowej (lipid A)rdzenia bogatego w polisacharydy oraz bocznego łańcucha 

polisacharydowego (antygen somatyczny O)  

  występuje u bakterii Gram-ujemnych 

  endotoksyna 

  uwalniany w czasie lizy komórki bakteryjnej 

  aktywuje układ immunologiczny makroorganizmu 

  odpowiedzialny za rozwój posocznicy i objawów wstrząsu septycznego 

  BARWIENIE METODĄ GRAMA – podstawowe barwienie w bakteriologii, różnicujące bakterie na 

Gram-dodatnie i Gram-ujemne.  

- bakterie Gram-dodatnie – barwią się na fioletowo np. bakterie z rodzju StaphylococcusStreptococcus

EnterococcusClostridiumBacillus 

- bakterie Gram-ujemne – barwią się na różowo np. pałeczki Gram-ujemne z rodziny Enterobacteriaceae 

(E.coliSalmonella, Shigella, Yersinia, Klebsiella, Proteus, Enterobacter, Citrobacter, Morgalella, 

Serratia), Pseudomonas aeruginosaAcinetobacter spp.Haemophilus spp.

 

  BAKTERIE O NIETYPOWEJ BUDOWIE ŚCIANY KOMÓRKOWEJ  

  MycoplasmaUreoplasma 

•  brak peptydoglikanu 

  Mycobacterium 

•  obecność kwasów mykolowych, nie barwią się metodą Grama, stosuje się barwienie Ziehl-Neelsena 

  Chlamydie 

•  ściana komórkowa zbudowana z lipopolisacharydów 

  Riketsje 

•  ściana komórkowa zbudowana z mukopolisacharydów i aminokwasów 

background image

 

 

FORMY PRZETRWALNE BAKTERII (ENDOSPORY), PRZETRWALNIKI  

  wytwarzane przez bakterie z rodzaju. Bacillus spp. i Clostridium spp

  rola - przetrwanie w niekorzystnych warunkach życia (brak składników odżywczych, wody)  

  sporulacja - proces tworzenia przetrwalnika 

  germinacja- przejście w formę komórki wegetatywnej 

  są odporne na działanie szkodliwych czynników zewnętrznych  

 

  OTOCZKI 

  przylegają do zewnętrznej powierzchni ściany komórkowej  

  zbudowane z polisacharydów, wyjątek: otoczka polipeptydowa u Bacillus anthracis 

  chronią komórkę bakteryjną przed wysychaniem 

  ułatwiają adhezję 

  uniemożliwiają fagocytozę, chronią komórkę bakteryjną przed strawieniem po wchłonięciu jej przez 

fagocyta  

  RZĘSKI 

  zbudowane z kurczliwego białka- flageliny 

  struktury umożliwiające czynny ruch  

  FIMBRIE (PILI) 

  zbudowane z białka piliny 

  fimbrie zwykłe występują u licznych bakterii Gram-ujemnych z rodziny Enterobacteriaceae, rodzaju 

PseudomonasHaemophilus i dwoinki rzeżączki, biorą udział w adhezji i kolonizacji 

  fimbrie płciowe (fimbrie typu F) służą do przenoszenia DNA podczas koniugacji 

  ZIARNA CYTOPLAZMY (ciałka wtrętowe, ziarnistości zapasowe) 

  są to zapasowe substancje odżywcze  

  charakterystyczne są ziarnistości występujące u Corynebacterium diphtheriae określane, jako ciałka 

Ernsta-Babesa  

 

 

  ZAPOTRZEBOWANIE BAKTERII NA TLEN 

  BEZWZGLĘDNE TLENOWCE (AEROBY OBLIGATORYJNE) - rosną tylko w obecności tlenu i 

czerpią energię drogą oddychania tlenowego (np. Pseudomonas spp.

  BEZWZGLĘDNE BEZTLENOWCE (ANAEROBY OBLIGATORYJNE) - rosną tylko w 

nieobecności tlenu, czerpią energię drogą beztlenową (np. Clostridium spp.

  WZGLĘDNE BEZTLENOWCE (ANAEROBY FAKULTATYWNE) -rosną zarówno w warunkach 

tlenowych, jak i beztlenowych, stanowią większość bakterii chorobotwórczych (np. E.coli)  

  BAKTERIE MIKROAEROFILNE - namnażają się w atmosferze o obniżonym ciśnieniu parcjalnym 

tlenu do 5% (np. H.pylori, Neisseria spp.

background image

 

 

  WPŁYW TEMPERATURY NA WZROST BAKTERII 

  BAKTERIE PSYCHROFILNE  

  BAKTERIE MEZOFILNE - najlepiej rosną w temperaturze 20°C - 45°C. Należy do nich większość 

bakterii chorobotwórczych. 

  BAKTERIE TERMOFILNE  

 

TRANSPORT ŻELAZA 

Systemy transportu żelaza u bakterii: 

  tworzenie SIDEROFORÓW- wykazują duże powinowactwo do żelaza, wychwytują je z kompleksów 

białkowych, wydzielane do środowiska w warunkach niedoboru tego pierwiastka 

  obecność swoistych receptorów, które wiążą bezpośrednio żelazo 

 

GRZYBY 

  jedno- lub wielokomórkowe organizmy eukariotyczne  

  w odróżnieniu od bakterii posiadają jądro komórkowe z błoną jądrową, mitochondria oraz siateczkę 

endoplazmatyczną (ER) 

  mają sztywną ścianę komórkową, zbudowaną z chityny, mannanu, glikanu  

  wytwarzają strzępki oraz zarodniki (konidia) 

  GRZYBNIA (MYCELLIUM

  struktura grzybni może być różna w zależności od gatunku, warunków wzrostu, obecności substancji 

pokarmowych w podłożu i innych czynników 

  u grzybów wyżej zorganizowanych strzępki grzybni podzielone są poprzecznymi ścianami (septami) na 

wiele komórek, z których każda posiada jedno lub wiele jąder (grzybnia wielokomórkowa) 

  Typy grzybni 

  Grzybnia wegetatywna  

•  rozwija się zarówno na powierzchni, jak i w głębi pożywki 

•  jej funkcją jest pobieranie pokarmu i przytwierdzanie do podłoża 

  Grzybnia generatywna (powietrzna, rozrodcza) 

•  służy do rozmnażania bezpłciowego i płciowego 

•  strzępki wyrastają ponad powierzchnię podłoża (strzępki powietrzne) 

•  wykazuje duże zróżnicowanie form w zależności od rodzaju grzybów 

 

  Klasyfikacja grzybów: 

  Drożdżaki i grzyby drożdżopodobne (np.gatunki CandidaCryptococcusPityrosporumGeotrichum

  Grzyby pleśniowe  (np. Aspergillus

  Grzyby dermatofitowe (np. TrichophytonEpidermophytonMicrosporum

  Grzyby dimorficzne (np. Blastomyces dermatidisHistoplasma capsulatum

background image

 

  Rodzaje grzybic 

  GRZYBICE POWIERZCHNIOWE (SKÓRNE) - wywołują je dermatofity, schorzenia te ograniczają 

się do zewnętrznej warstwy skóry, włosów i paznokci 

  GRZYBICE PODSKÓRNE - ograniczone do tkanki podskórnej, rzadko przechodzą w grzybicę 

uogólnioną 

  GRZYBICE UOGÓLNIONE - dotyczą narządów wewnętrznych, są zakażeniami ogólnoustrojowymi 

  Grzybice 

  Drożdżyca, kandydoza, bielnica (candidiosis

  grzybica, oportunistyczna, infekcja skóry, błon śluzowych, paznokci, rzadko infekcja uogólniona 

  choroba ta najczęściej jest wywołana drożdżakami chorobotwórczymi z rodzaju Candida (szczególnie 

Candida albicans

  drożdżycę rozpoznaje się głównie poprzez badania mikroskopowe i hodowlane 

Do czynników sprzyjających występowaniu drożdżycy zalicza się: 

  upośledzona odporność komórkowa albo neutropenia  

  zabiegi inwazyjne (długotrwałe cewnikowanie, wszczepienie sztucznej zastawki serca) 

  nadmierna otyłość, cukrzyca, ciąża 

  upośledzona odporność wywołana przez stosowanie antybiotyków (wyniszczających florę bakteryjną 

organizmu) lub leków obniżających odporność (np. leki immunosupresyjne, sterydy, leki stosowane w 

chemioterapii nowotworów) 

  alkoholizm (zwiększa ryzyko drożdżycy pokarmowej) 

 

WIRUSY  

  najmniejsze czynniki zakaźne 

  składają się z białek i kwasu nukleinowego (DNA lub RNA) 

  bezwzględne pasożyty wewnątrzkomórkowe  

  zakażają bakterie (bakteriofagi), rośliny, zwierzęta i ludzi 

  nie posiadają struktur komórkowych występujących u innych drobnoustrojów 

  nie mają własnych układów metabolicznych i są uzależnione od procesów syntezy zachodzących w żywej 

komórce gospodarza 

  wykorzystują prawidłowy metabolizm komórek, dostarczając do nich swoją własną informację genetyczną 

(kwas nukleinowy). Zakażona komórka przyjmuje kwas nukleinowy wirusa i zaczyna produkować 

komponenty nowych cząstek wirusowych 

  mogą nadawać ważne nowe właściwości komórkom, w których się namnażają  

 

BUDOWA WIRUSA 

  genom wirusa to DNA lub RNA, zawiera informację o budowie i właściwościach przekazywanych 

potomnym generacją wirusów. Koduje wirusowe białka strukturalne i enzymy konieczne do ekspresji 

wirusowych genów i replikacji genomu. 

background image

 

  nukleinowy rdzeń otoczony jest białkowym płaszczem – KAPSYD, strukturalne jednostki kapsydu to 

kapsomery  

  kapsyd i rdzeń nukleinowy - łącznie określane są mianem NUKLEOKAPSYDU  

  nukleokapsyd może być nagi lub okryty dodatkową osłonką  

 

Cząsteczka wirusa zawierająca kwas nukleinowy otoczony przez białko lub/i inne komponenty makrocząsteczkowe 

jest nazywana wirionem. 

 

 

            KAPSYD  

  chroni kwas nukleinowy (genom) 

  zbudowany z kapsomerów  

  uczestniczy w adsorpcji i wnikaniu wirusa do komórki gospodarza przez interakcje z receptorami 

znajdującymi się w jej błonie komórkowej 

 

OSŁONKI 

  złożone głównie ze składników komórki gospodarza  

  mogą zawierać też składniki kodowane przez genom wirusa  

  wirus nabywa osłonkę podczas wypączkowywania z błony cytoplazmatycznej (w. grypy) lub błony 

jądrowej (w. opryszczki) 

  osłonka białkowa i osłonka białkowo-lipidowa lub białkowo-cukrowa – posiadają właściwości antygenowe 

i pobudzają tworzenie przeciwciał 

  wspomagają proces absorpcji wirusa na błonie komórki żywiciela (hemaglutynina w. grypy) 

  u niektórych wirusów zawierają enzymy potrzebne do procesu przenikania przez błonę komórkową, 

zarówno podczas infekowania, jak i wydostawania się z komórki po replikacji (neuraminidaza w. grypy) 

 

BIAŁKA WIRUSOWE 

  strukturalne- składniki kapsydu i osłonek 

  enzymatyczne- występują wewnątrz wirionu lub pojawiają się w zainfekowanej komórce 

      np. polimerazy wirusoweproteazy, endonukleazy, ligazy 

 

KLASYFIKACJA WIRUSÓW- KRYTERIA 

  typ kwasu nukleinowego (DNA lub RNA) 

  liczba nici kwasu nukleinowego i ich postać 

  polarność genomu wirusowego 

  obecność lub brak osłonki 

  obecność enzymów 

  symetria nukleokapsydu  

background image

 

 

FAZY REPLIKACJI WIRUSOWEJ (NAMNAŻANIA WIRUSÓW)  

  ROZPOZNANIE I ADSORBCJA wirusa do powierzchni wrażliwej komórki 

  PENETRACJA (WNIKANIE) wirusa do komórki  

  ODPŁASZCZANIE kwasu nukleinowego wirusa. Po zakończeniu procesu odpłaszczania nie stwierdza 

się cząstek zakaźnych wirusa, oznacza to początek fazy eklipsy- cyklu replikacyjnego.  

  BIOSYNTEZA SKŁADNIKÓW WIRUSA (kwasu nukleinowego oraz białek) 

  DOJRZEWANIE cząstek wirusowych- oznacza koniec fazy eklipsy. Zreplikowane kwasy nukleinowe i 

białka łączą się tworząc nukleokapsydy i wiriony. 

  UWALNIANIE potomnych wirusów z komórki w wyniku pączkowania, lizy zakażonej komórki. Niektóre 

wirusy nie są uwalniane do przestrzeni międzykomórkowej, ale do sąsiednich komórek na skutek fuzji błon 

komórkowych lub przez pory łączące błony komórkowe.  

 

FAZA EKLIPSY lub UTAJENIA replikacja genomu, prowadząca do syntezy kwasu nukleinowego i 

wirionowych białek. W tej fazie zakażenia maleje liczba zakaźnych cząstek wirusa. 

 

PRIONY 

  białkowe cząstki zakaźne 

  są formami patologicznymi białka PrP

C

 (izoforma komórkowa, prawidłowa) zwanymi PrP

Sc 

 (izoforma 

infekcyjna) lub produktami zmutowanego genu komórkowego  

  nie zawierają kwasów nukleinowych 

  charakteryzują się wysoką opornością na liczne czynniki fizyko-chemiczne 

 

CHOROBY PRIONOWE 

  występują zarówno u ludzi, jak i zwierząt 

  charakteryzują się zmianami degeneracyjnymi w obrębie CUN, co jest związane z odkładaniem się w 

mózgu płytek amyloidu oraz długotrwałym okresem inkubacji 

  np. choroba Creutzfeldta-Jacoba, choroba curu, śmiertelna dziedziczna bezsenność 

  priony są oporne na rutynowo stosowane techniki sterylizacji, zalecane jest stosowanie narzędzi 

jednorazowych do zabiegów i do pobierania materiału do badań od chorych. W przypadku konieczności 

przeprowadzenia dekontaminacji narzędzi wielorazowego użytku stosuje się moczenie w NaOH przez 

godzinę, a następnie autoklawowanie w temperaturze 134°C przy 2-3 atm. przez 60 min.