dr Irina Niecwietajewa Katedra i Zakład Mikrobiologii Lekarskiej WUM
Szczyty gór Głębie oceanu Gleba Wody Podziemne źródła Złoża ropy naftowej Powietrze Rośliny Zwierzęta Człowiek
Rozkład substancji organicznych odnawianie zapasów, przywracanie środowisku podstawowych składników żywych organizmów Powstawanie złóż węgla kamiennego i ropy naftowej Kształtowanie gleby Produkcja żywności: fermentowane napoje mleczne i sery, piwowarstwo, produkcja wina.
Wirusy Bakterie Grzyby ( zazwyczaj z wyłączeniem grzybów kapeluszowych) Glony jednokomórkowe i kolonijne Pierwotniaki Virales wirusy Prokaryota bakterie Eukaryota grzyby i pierwotniaki
Eukaryota Wyodrębnione jądro komórkowe otoczone błoną jądrową Prokaryota Nukleoid splątek długiej podwójnej helisy DNA zanurzony w cytoplazmie brak ściany komórkowej Brak mitochondriów Inna budowa błon komórkowych Inna budowa rybosomów Brak lizosomów Brak retikulum endoplazmatycznego
1. Drobnoustrój powinien mieć tylko jedną prawidłowa nazwę 2. Wszystkie nazwy, niezależnie od swego pochodzenia, powinny być pisane po łacinie; pierwsze słowo, oznaczające rodzaj, pisane jest dużą literą drugie słowo, oznaczające gatunek, pisane jest małą literą Staphylococcus aureus gronkowiec złocisty Escherichia coli pałeczka okrężnicy Streptococcus pyogenes paciorkowiec ropny Staphylococcus spp. (species)
Nazwa gatunku odzwierciedla morfologię wytwarzanych kolonii lub (rzadziej) pochodzi od nazwiska badacza Jeden, kilka lub kilkanaście gatunków tworzą rodzaje (species) Rodzaje tworzą rodziny (np. rodzina Enterobacteriaceae pałeczki jelitowe) Szczepy czyste kultury bakterii uzyskane z konkretnego materiału klinicznego pobranego od pacjenta
Wstępna obserwacja mikroskopowa Izolacja (wyosobnienie) interesującego nas drobnoustroju w czystej hodowli Zbadanie jego właściwości morfologicznych, fizjologicznych, typu wzrostu Zbadanie wrażliwości na antybiotyki celem leczenia zakażenia spowodowanego danym drobnoustrojem Zbadanie właściwości molekularnych, zwłaszcza budowy ściany i błony komórkowej
Ziarenkowce kulisty kształt komórek: skupiska przypominające grona rodzaj Staphylococcus (gronkowce) łańcuszki rodzaj Streptococcus (paciorkowce) pary dwoinki (Streptococcus pneumoniae dwoinka zapalenia płuc) Pałeczki cylindryczny kształt komórek (rodzina Enterobacteriaceae pałeczki jelitowe) Laseczki pałeczki wytwarzające przetrwalniki (Clostridium spp.) Bakterie spiralne: przecinkowce (Vibrio cholerae), krętki (Treponema pallidum krętek kiły, inne krętki niechorobotwórcze)
Pałeczki Gram-ujemne Ziarenkowce Gramdodatnie
Pałeczki Gramdodatnie (Bacillus spp.) Ziarenkowce Gram-ujemne (Moraxella ) Flora mieszana wyhodowana z kału
Bezwzględne tlenowce: bakterie, które dla swojego wzrostu wymagają obecności tlenu. Nieliczne gatunki: Micrococcus spp. Pseudomonas spp. Względne beztlenowce: bakterie, które mogą wzrastać zarówno w warunkach tlenowych, jak i beztlenowych. Najliczniejsza grupa bakterii związanych z człowiekiem: Staphylococcus spp., Escherichia coli i inne. Bakterie bezwzględnie beztlenowe: bakterie, które nie są zdolne do wzrostu w obecności tlenu. Tlen jest dla nich toksyczny - Clostridium spp.
Klasyfikacja kliniczna. Drożdżopodobne jednokomórkowe (Candida spp., Cryptococcus spp., Trichosporon spp.) Pleśniowe wielokomórkowe (Aspergillus spp., Fusarium spp., Penicillium spp. Rhisopus spp.) Dermatofity wielokomórkowe (Trichophyton spp.,, Epidermophyton spp. Microsporum spp.) Dimorficzne (tropikalne) w zależności od warunków mogą przybierać postać wielokomórkową (środowisko) lub drożdżakową (organizm gospodarza). Histoplasma capsulatum, Blastomyces, Coccidioides spp.
SYMBIOZA KOMENSALIZM PASOŻYTNICTWO zdrowie choroba
Symbioza: związek, w którym drobnoustrój przebywa w organizmie gospodarza lub na powierzchnie jego ciała, przy czym zarówno drobnoustrój, jak i gospodarz czerpią z tego związku korzyści. Komensalizm: związek, w którym drobnoustrój przebywa w organizmie gospodarza lub na powierzchnie jego ciała i ani nie wyrządza mu żadnej szkody, ani nie przynosi korzyści. Pasożytnictwo: interakcja polegająca na tym, że drobnoustrój bytujący w organizmie gospodarza lub na powierzchnie jego ciała czerpie korzyści, wyrządzając mu jednocześnie szkodę.
Bakterie, należące do flory fizjologicznej pozostają z makroorganizmem w związku symbiotycznym lub komensalnym. Mogą powodować zakażenia oportunistyczne: zakażenia występujące u pacjentów z obniżoną odpornością lub przy zaburzeniach równowagi pomiędzy makro- i mikroorganizmem (np.antybiotykoterapia, immunosupresja u biorców narządów). Bakterie powodujące choroby znajdują się w związku pasożytniczym z organizmem gospodarza. Nosicielstwo: bytowanie drobnoustrojów chorobotwórczych w organizmie gospodarza lub na powierzchni jego ciała bez wywoływania objawów chorobowych (np. nosicielstwo gronkowca złocistego w przedsionku nosa).
GOSPODARZ MECHANIZMY OBRONNE DROBNOUSTRÓJ CZYNNIKI ZJADLIWOŚCI Naturalne (ciągłość skóry, ph żołądka, odruch kaszlowy) Odporność nieswoista (odczyn zapalny, chemotaksja, fagocytoza) Adhezyny Unikanie fagocytozy Pobieranie substancji odżywczych Odporność swoista/humoralna (produkcja przeciwciał) Inwazja do tkanek Produkcja toksyn
Chorobotwórczość (patogenność) drobnoustroju zdolność do wywoływania zmian patologicznych lub określonej choroby u osoby zakażonej. Miarą chorobotwórczości jest zjadliwość (wirulencja). Zjadliwość składa się z 3 czynników: 1) Zakaźność zdolność drobnoustroju do wniknięcia w tkanki gospodarza, zapoczątkowania zakażenia i utrzymania się w nich. 2) Inwazyjność zdolność do przenikania przez bariery obronne ustroju, rozprzestrzeniania się i rozmnażania w organizmie gospodarza. 3) Toksyczność zdolność do wytwarzania toksyn powodujących uszkodzenie tkanek i wystąpienie objawów chorobowych.
Przez wiele lat mówiliśmy o drobnoustrojach zasiedlających ludzki organizm zawsze w kontekście ich patogenności, ignorując potencjalne znaczenie tych, które nam nie zagrażały Człowiek to najbardziej skomplikowany ekosystem na naszej planecie złożony z bilionów mikroorganizmów Obce komórki przeważają: na 1 ludzką przypada 10 bakteryjnych Ta różnorodna społeczność drobnoustrojów nie tylko nam nie zagraża, lecz ułatwia przebieg podstawowych procesów fizjologicznych, od trawienia, przez wzrost, aż po obronę
Zabezpiecza przed zakażeniem wirulentnymi drobnoustrojami Uczestniczy w trawieniu i fermentacji produktów pokarmowych Syntetyzuje i dostarcza organizmowi niektóre witaminy Stymuluje odpowiedź immunologiczną
Człowiek nie jest samowystarczalną jednostką, zdolną do trawienia pożywienia i wykorzystania substancji odżywczych w celu wytwarzania energii i naprawy własnych tkanek Synteza witaminy B 12 (synteza DNA, przemiana kwasów tłuszczowych) możliwa jedynie przy udziale enzymów produkowanych przez bakterie zasiedlające jelito grube Bakterie rozkładają niektóre składniki pożywienia, które inaczej nie byłyby przyswajane i zostałyby wydalone całkowicie niewykorzystane Wyspecjalizowane komórki układu odpornościowego nie są w stanie samodzielnie nauczyć się rozpoznawać niebezpieczne patogenne mikroorganizmy
Krew Płyn mózgowo-rdzeniowy Materiał śródoperacyjny wszelkiego rodzaju wycinki tkankowe Aspirat tchawiczy Płyn z otrzewnej Płyn z opłucnej Popłuczyny oskrzelowo-pęcherzykowe Plwocina (prawidłowe pobranie jest trudne) Mocz pobrany drogą nakłucia nadłonowego
Wymazy ze zmian skórnych oraz skóry Wymaz z rany Wymazy z jamy ustnej Ślina Wymazy z gardła Wydzielina z pochwy Wydzielina z cewki moczowej Kał Wymaz z odbytu
Dolne drogi oddechowe: tchawica oskrzela pęcherzyki płucne Górne drogi oddechowe: nos gardło krtań ucho środkowe zatoki Są jałowe (wolne od flory fizjologicznej) u osób zdrowych Nos i gardło są skolonizowane przez komensalne gatunki bakterii
Nos jest siedliskiem gronkowców i paciorkowców. Staphylococcus aureus kolonizuje przedsionek nosa. Nosicielstwo wśród personelu medycznego sięga 90%. Inne bakterie należące do flory fizjologicznej: Corynebacterium spp., Haemophillus spp., Neisseria spp. Znaczenie: blokują receptory komórek gospodarza uniemożliwiając przyłączenie i inwazję drobnoustrojom chorobotwórczym.
Streptococcus pyogenes paciorkowiec ropny najważniejszy czynnik etiologiczny ropnego zapalenia migdałków podniebiennych i gardła. Powikłania anginy paciorkowcowej: gorączka reumatyczna, kłębuszkowe zapalenie nerek. Streptococcus pneumoniae dwoinka zapalenia płuc. Corynebacterium diphtheriae czynnik etiologiczny błonicy. Bordetella pertussis - czynnik etiologiczny krztuśca. Neisseria meningitidis dwoinka zapalenia opon mózgowordzeniowych może kolonizować górne drogi oddechowe, szczepy otoczkowe powodują zakażenia inwazyjne: sepsa, ZOMR.
Ziarenkowce Gram-dodatnie Sterptococcus grupa viridans: S. mutans, S. salivarius, S. anginosus, S. mitis Paciorkowce beztlenowe rodzaj Peptostreptococcus Pałeczki Gram-dodatnie Rodzaje Lactobacillus, Actinomyces Ziarenkowce Gram-ujemne Rodzaje Neisseria, Veillonella (bezwzględny beztlenowiec) Gram-ujemne pałeczki bezwzględnie beztlenowe Rodzaje Porphyromonas, Prevotella, Fusobacterium Pierwotniaki jamy ustnej Rodzaje Entamoeba, Trichomonas
Żołądek na czczo u zdrowych osób jest jałowy (ochronne działanie niskiego ph i enzymów trawiennych) Jelito cienkie: Streptococcus spp. (paciorkowce), Lactobacillus spp. (pałeczka kwasu mlekowego), grzyby drożdżopodobne Candida albicans. Jelito kręte: głównie bakterie Gram-ujemne rodzina Enterobacteriaceae : E.coli, bakterie bezwzględnie beztlenowe: Bacteroides spp. Jelito grube: największa liczebność bakterii stanowią 20% masy kałowej, średnio w 1 gramie kału występuje 10 12 komórek drobnoustrojów. Pałeczki z rodziny Enterobacteriaceae, Enterococcus spp., większość stanowią bakterie beztlenowe: Clostridiumspp., Bacteroides fragilis, Bifidobacterium spp.
Campylobacter spp. najczęstsza przyczyna biegunek bakteryjnych w krajach rozwiniętych Shigella spp. czynnik etiologiczny czerwonki bakteryjnej Salmonella enterica salmonelloza, dur brzuszny. Escherichia coli składnik flory fizjologicznej. Szczepy toksynotwórcze przyczyną biegunek Staphylococcus aureus. Enterotoksyna przyczyna zatruć pokarmowych Clostridium difficile. Przyczyna biegunki poantybiotykowej i rzekomo-błoniastego zapalenia jelita grubego Vibrio cholerae Niebakteryjne przyczyny biegunek: 1) wirusy najczęstsza 2) pierwotniaki: lamblioza, czerwonka pełzakowa (ameba)
Lactobacillus spp. (pałeczka kwasu mlekowego) główny składnik mikroflory pochwy. Utrzymuje kwaśne środowisko i ogranicza wzrost potencjalnych patogenów. Candida albicans występuje w niewielkiej ilości. Antybiotykoterapia zmniejsza liczbę pałeczek kwasu mlekowego, co ułatwia namnażanie drożdżaków powodując kandydozę pochwy. Streptococcus agalactiae (β-hemolizujące paciorkowce z grupy B) występują w pochwie u 20% zdrowych kobiet. Mogą kolonizować noworodki podczas porodu i powodować zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych. Mocz w pęcherzu moczowym jest jałowy. Końcowy odcinek cewki moczowy może być skolonizowana florą jelitową. Spłukiwanie błony śluzowej cewki moczowej podczas mikcji jest prawdopodobnie najważniejszym czynnikiem zapobiegającym zakażeniom.
Neisseria gonorrhoeae (dwoinka rzeżączki) czynnik etiologiczny rzeżączki choroby przenoszonej drogą płciową, która najczęściej ma postać ostrego zapalenia cewki moczowej. Bezwzględny patogen. Chlamydia trachomatis i Ureaplasma urealyticum czynniki etiologiczne nierzeżączkowego zapalenia cewki moczowej. Treponema pallidum (krętek blady) czynnik etiologiczny kiły. Zmiana pierwotna (płaski, czerwony, twardy, wykwit) może być umiejscowiona w jamie ustnej. Escherichia coli najczęstsza przyczyna zakażenia układu moczowego. Staphylococcus saprophyticus (składnik flory fizjologicznej skóry) czynnik etiologiczny zakażeń układu moczowego u aktywnych seksualnie młodych kobiet
Powierzchnię 1cm 2 skóry zasiedla od 10 3 do 10 4 komórek drobnoustrojów Flora fizjologiczna stała stabilna pod względem liczby i gatunków populacja bakterii: Staphylococcus epidermidids (gronkowiec skórny), grzyby z rodzaju Candida, Propionibacterium spp. w mieszkach włosowych Flora przejściowa bakterie, również chorobotwórcze, bytujące przez krótki czas, szybko są usuwane w wyniku współzawodnictwa z bakteriami flory fizjologicznej Ciągłe złuszczanie warstwy rogowej naskórka oraz nieuszkodzona powierzchnia nabłonka stanowią główną barierę dla drobnoustrojów. Inne mechanizmy obronne to lizozym (w pocie, wydzielinie gruczołów łojowych, łzach) i bakteriocyny, które wytwarzają bakterie komensalne.