9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Ταξινόμηση και Ταυτοποίηση Μικροοργανισμών

• Οι μικροοργανισμοί είναι οργανισμοί που δενφαίνονται με γυμνό μάτι

• Είναι προκαρυωτικά ή ευκαρυωτικά κύτταρα ήανήκουν στο ζωϊκό βασίλειο

• Είναι μονοκύτταροι ή πολυκύτταροι• Οι ιοί δεν είναι κύτταρα

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Η Εξέλιξη της ζωής

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Το 80% της ιστορίας της γης συνδυάζεται μόνο μετην ύπαρξη των μικροοργανισμών

Υπήρχαν δισεκατομμύρια χρόνια πριν από μας καιθα υπάρχουν πιθανόν δισεκατομμύρια χρόνια μετά

από μας.

Η Εξέλιξη της ζωής

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Πολυσχιδής η δράση των Μικροοργανισμών

Η σημασία τους είναι πολύ μεγαλύτερη από τιςασθένειες για τις οποίες λίγοι από αυτούς

ευθύνονται

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Τι παρέχουν οι μικροοργανισμοί;

• Το σύνολο της καθημερινής τροφής -με τον έναν ή τον άλλοτρόπο- για τους ανθρώπους και τα ζώα

• Ειδικές μικροβιακές ποικιλίες ευθύνονται για τιςγαστρονομικές απολαύσεις (εκλεκτά κρασιά, τυριά)

• Τα πλούσια αποθέματα πετρελαίου• Την αποικοδόμηση των αποβλήτων• Χρησιμοποιούνται από τη βιοτεχνολογία για την κατασκευήαντιβιοτικών

• Άνοιξαν το δρόμο στη γενετική μηχανική• Αποτελούν εργαλεία για τη γενετική τροποποίηση

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Το δένδρο της ζωής

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Συγκλίνουσα εξέλιξη στο μικροβιακό κόσμο

• Ταυτόχρονη εμφάνιση ταυτόσημων γονιδίων αντοχήςστα αντιβιοτικά

• σε διαφορετικά είδη βακτηρίων• σε διαφορετικές χώρες

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

• Ευκαρυωτικά κύτταρα

• Μύκητες (πρώτιστα)

• Πρωτόζωα (πρώτιστα)

• Μετάζωα ή έλμινθες (ζωϊκόβασίλειο)

• Προκαρυωτικά κύτταρα

• Βακτήρια ή ευ-βακτήρια

• Αρχαιοβακτήρια

• Ιοί (δεν είναι κύτταρα) (20-200 nm)

• Ιοειδή (5 nm)

• Prions (<5 nm)

Ταξινόμηση Μικροοργανισμών

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Χαρακτηριστικά προκαρυωτικών - ευκαρυωτικών

Χαρακτηριστικό Προκαρυωτικό ΕυκαρυωτικόDNA με πυρηνικήμεμβράνη

Όχι Ναι

Μίτωση Όχι ΝαιΧρωμοσώματα Ένα ΠολλάΜιτοχόνδρια Όχι ΝαιΜέγεθος ριβοσωμάτων 70S 80S

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Άλγη

• Ευκαρυωτικά

• Χρειάζονται υγρασία

• Οι πιο αναπτυγμένοιμικροοργανισμοί

• Κυτταρικό τοίχωμα από κυτταρίνη

• Έχουν: πυρήνα, χλωροπλάστη, μιτοχόνδρια

• Φωτοσυνθέτουν

• Παράγουν μοριακό οξυγόνο καιοργανικές ενώσεις

• Δεν περιέχουν είδη πουενδιαφέρουν την ιατρικήμικροβιολογία

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Πολυκύτταρα ζωικά παράσιτα (Μετάζωα)

• Ευκαρυωτικά (0,3 mm – 25 m)

• Πολυκύτταροι οργανισμοί

• Τα μετάζωα τα οποίαονομάζονται και έλμινθες ήσκώληκες ανήκουν στο βασίλειοτων ζώων

• Εμφανίζουν μεγάληδιαφοροποίηση

• Διακρίνονται σε νηματέλμινθες(π.χ. οξύουρος, ασκαρίδα) καιπλατυέλμινθες (π.χ. ταινίες)

• Οι κύκλοι ζωής τουςπεριλαμβάνουν καιμικροσκοπικά στάδια

Κύκλος ασκαρίδας

ταινία

Οξύουροι

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Πρωτόζωα• Ευκαρυωτικά (1-150 μm)

• Απορροφούν και πέπτουνοργανικές ενώσεις

• Έχουν: Πυρήνα, μιτοχόνδρια, ενδοπλασματικό δίκτυο

• Μπορεί να κινούνται μεψευδοπόδια, βλεφαρίδες ή ινίδια

• Διακρίνονται σε: 1) εντερικά & 2) αίματος-ιστών

Αμοιβάδα Τριχομονάδα

Πλασμώδιο ελονοσίας

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Μύκητες• Ευκαρυωτικά (5-10 μm)

• Κυτταρικό τοίχωμα από χιτίνη

• Κυτταρική μεμβράνη από εργοστερόλη

• Δεν φωτοσυνθέτουν- τρέφονται μεοργανικές ενώσεις

• Η μούχλες και τα μανιτάρια(υφομύκητες) είναι πολυκύτταρα, αποτελούνται από μάζες μυκηλίων ταοποία με τη σειρά τους αποτελούνταιαπό ινίδια που λέγονται υφές

• Οι ζύμες (ζυμομύκητες) είναιμονοκύτταροι, μπορεί να σχηματίζουνψευδο-υφές

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

• Προκαρυωτικά• Έχουν κυτταρικό τοίχωμα απόπεπτιδογλυκάνη

• Έχουν κυτταρική μεμβράνη γύρωαπό το κυτταρόπλασμα

• Δεν έχουν πυρηνική μεμβράνη• Πολλαπλασιάζονται με απλήδιαίρεση

Βακτήρια

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Βακτήρια

• Χλαμύδια (0,2-1 μm), υποχρεωτικά ενδοκυττάρια

• Ρικέτσιες (0,3-1 μm), υποχρεωτικά ενδοκυττάρια, μεταδίδονται με ψείρες, κρότωνες, ψύλλους, ακάρεα.

• Μυκοπλάσματα (0,2-0,8 μm), χωρίς στερεό κυτταρικό τοίχωμα, δεν έχουν μουρεϊνη, καθόλουευαίσθητα στα β-λακταμικά.

• Κλασσικά βακτήρια (1-5 μm)

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

• Προκαρυωτικά με μεγάλεςφυλογενετικές διαφορέςαπό τα βακτήρια

• Το κυτταρικό τοίχωμα, ηκυτταρική μεμβράνη και τοrRNA είναι διαφορετικά

• Η κυτταρική μεμβράνη έχειλιπίδια που δεν βρίσκονταισε άλλους οργανισμούς

• Δεν έχουν πεπτιδογλυκάνη

• Ζουν σε ακραίεςθερμοκρασίες καιπεριβαλλοντικές συνθήκες

Αρχαιοβακτήρια

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

• Πιστεύεται ότισχηματίσθηκαν στηνηφαιστιογενή περίοδο γιανα προστατέψουν μικρέςμορφές γενετικού υλικού

• Είναι αβιοτικά, δεναναπτύσσονται στο Ο2

• Χρειάζονται Μεθάνιο καιΝΗ4

Αρχαιοβακτήρια

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Αρχαιοβακτήρια

• Διακρίνονται σε 3 ομάδες με βάση το περιβάλλον που ζουν

1) Thermoacidophiles: Ζουν σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες (>100oC!) και όξινο περιβάλλον (pH <2).

2) Methanogens (αυστηρά αναερόβια, παράγουν μεθάνιο). Χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία στον καθαρισμό λημμάτων και νερού.

3) Extreme Halophiles: Αναπτύσσονται σε ιδιαίτερα υπέρτονες συνθήκες(χρησιμοποιούν αλάτι για την παραγωγή ATP)

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Ιοί

• μικρό μέγεθος (δεν φαίνονταιστο κοινό μικροσκόπιο)

• απλή κατασκευή• Δεν μπορούν να

αναπαράγονται αυτόνομα• μεταβολική αδράνεια (δεν

μπορούν να συνθέσουν τιςπρωτεΐνες τους)

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Ιοί

• Ακυτταρικοί

• Περιέχουν DNA ή RNA

• Δεν έχουν κυτταρικό τοίχωμα ήκυτταρική μεμβράνη

• Περιβάλλεται από πρωτεϊνικόπερίβλημα ‘καψίδιο’ καισχηματίζουν το ‘πυρηνοκαψίδιο’

• Το πυρηνοκαψίδιο μπορεί ναπεριβάλλεται από λιπιδικόφάκελο (έλυτρο)

• Πρωτεϊνικοί υποδοχείς

Κυτταροπαθολογικές αλλοιώσεις απόRSV σε κυτταροκαλλιέργεια

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Οι ιοί είναι διαφορετικοί από τα βακτήρια

• Εκατοντάδες βακτήρια μπορούν να εισέλθουν σε ένακύτταρό μας, αλλά εκατοντάδες χιλιάδες ιών μπορούννα είναι σε ένα βακτήριο

• Οι ιοί δεν αναπτύσσονται, δεν διαιρούνται, δεναναπνέουν, δεν τρώνε, δεν ζουν. Πολλαπλασιάζονταιμόνο σε ζωντανά κύτταρα

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Σύγκριση ιών με κύτταρα

Χαρακτηριστικό Ιός Κύτταρα

Τύπος νουκλεϊκούοξέος

DNA ή RNA DNA και RNA

Πρωτεΐνες Λίγες ΠολλέςΛιποπρωτεϊνικήμεμβράνη

Έλυτρο σεορισμένους ιούς

Κυτταρική μεμβράνησε όλα τα κύτταρα

Ριβοσώματα Όχι ΝαιΜιτοχόνδρια Όχι Ναι στα ευκαρυωτικάΈνζυμα Όχι ή πολύ λίγα ΠολλάΠολλαπλασιασμός μεδιχοτόμηση ή μίτωση

Όχι Ναι

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Ιοειδή

• Ακόμη απλούστερηκατασκευή

• Τμήματα μονής έλικαςκυκλικού RNA

• Μπορεί να έχουν πρωτεΐνηαπό το κύτταρο ξενιστή

• Προκαλούν νόσους κυρίως σεφυτά

• Ελλειμματικοί (defective) ιοί: ιός ηπατίτιδας D (HDV)

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Prions

• Υποκυτταρικά βιολογικά σωμάτια(< 5 nm)

• Μικρά πρωτεϊνικά λοιμώδησωμάτια που κωδικοποιούνται απόκυτταρικά γονίδια

• Προκαλούν εκφυλιστικές παθήσειςστο ΚΝΣ (Creutzfeldt-Jacob disease) με κινητικές διαταραχέςκαι προϊούσα πνευματική έκπτωση

• Πολύ μεγάλη αντοχή σε θερμότητα, UV, φορμαλδεϋδη, νουκλεάσες

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Διαφορές των Prions από τους Ιούς

Χαρακτηριστικό Prions Viruses

Nucleic acid Όχι ΝαιΠρωτείνες Ναι, κωδικοποιούνται από

κυτταρικά γονίδιαΝαι, κωδικοποιούνται απόιϊκά γονίδια

Αδρανοποίηση απόUV, θερμότητα

Όχι Ναι

Εμφάνιση στοηλεκτρονικόμικροσκόπιο

Επιμήκη Εικοσάεδρη ήελικοειδής συμμετρία

Παραγωγήαντισωμάτων

Όχι Ναι

Δημιουργίαφλεγμονής

Όχι Ναι

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

• 1665. Ο Robert Hooke ανέφερε ότι οι ζώντες οργανισμοίαποτελούνται από μικρά τεμαχίδια (κουτιά) ή κύτταρα.

• 1858. Ο Rudolf Virchow αναφέρει ότι τα κύτταραπροκύπτουν από προϋπάρχοντα κύτταρα.

• “Κυτταρική θεωρία”: Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοίαποτελούνται από κύτταρα τα οποία προκύπτουν απόπροϋπάρχοντα κύτταρα

Οι πρώτες παρατηρήσεις

• 1673: Ο Antoni van Leeuwenhoek περιγράφει μετάαπό παρατήρηση μικροοργανισμούς που βρίσκονταισε στοματικά δείγματα και στο βρόχινο νερό

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

• Η υπόθεση ότι οι ζωντανοί οργανισμοί προκύπτουναπό μη ζωντανό υλικό ονομάζεται “αυτόματη γένεση”,Αριστοτέλης.

• Η υπόθεση ότι οι ζωντανοί οργανισμοί προκύπτουναπό προϋπάρχοντες ζωντανούς οργανισμούςονομάζεται “βιογένεση ή κυτταρική θεωρία”

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Η χρυσή εποχή της Μικροβιολογίας

• 1857-1914

• Ο Pasteur και άλλοι ερευνητές ανακαλύπτουντη σχέση μεταξύ μικροβίων και λοιμώξεων, ανοσίας και αντιμικροβιακών ουσιών

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

• 1861: Ο Louis Pasteur δείχνει ότι οι μικροοργανισμοίβρίσκονται στον αέρα.

Οι πρώτες παρατηρήσεις

Συνθήκες Αποτέλεσμα

Θρεπτικό υλικό σε φλάσκαθερμαίνεται

Μικροβιακή ανάπτυξη

Θρεπτικό υλικό σε φλάσκαθερμαίνεται και κατόπινκλείνεται αεροστεγώς

Μη μικροβιακή ανάπτυξη

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

• Ο Pasteur έδειξε ότι τα μικρόβια είναι υπεύθυνα για τηζύμωση: μετατροπή σακχάρων σε αλκοόλη (μπύρα καικρασί)

• Η μικροβιακή ανάπτυξη είναι επίσης υπεύθυνη για τηνκαταστροφή των τροφίμων.

• Βακτήρια χρησιμοποιούν αλκοόλη και παράγουν οξικό οξύ(κρασί ξύδι).

Ζύμωση και Παστερίωση

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

• Ο Pasteur έδειξε ότι ταπαραπάνω βακτήρια μπορούννα σκοτωθούν με θέρμανσηχωρίς να καταστρέφεται ηαλκοόλη του κρασιού. Αυτή ηεφαρμογή θερμότητας γιαπεριορισμένο χρονικό διάστημαονομάσθηκε παστερίωση.

Ζύμωση και Παστερίωση

Figure 1.4

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

• 1835: Ο Agostino Bassi έδειξε για πρώτη φορά ότι μιαασθένεια σε μεταξοσκώληκες μεταφέρεται μεμικροοργανισμούς (μύκητες)

• 1865: Ο Pasteur πίστευε ότι κάποιες ασθένειες σεμεταξοσκώληκες προκαλούνται από πρωτόζωα

• 1840: Ο Ignaz Semmelwise επέβαλε το πλύσιμο τωνχεριών για να αποφύγει τη μετάδοση επιλόχειου πυρετούσε γυναικολογικές κλινικές.

Η μικροβιακή θεωρία των λοιμώξεων

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

• 1860: Ο Joseph Lister: απολυμαντικά για να αποφύγειμετάδοση χειρουργικών λοιμώξεων

• 1876: Ο Robert Koch: απέδειξε ότι ο Bacillus anthracisπροκαλεί άνθρακα και καθόρισε τα πειραματικά στάδια“αξιώματα” που αποδεικνύουν ότι συγκεκριμέναμικρόβια προκαλούν συγκεκριμένες λοιμώξεις

Η μικροβιακή θεωρία των λοιμώξεων

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Αξιώματα Koch

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

• 1910: Ο Paul Ehrlich εξελίσσειένα συνθετικό φάρμακο μεαρσενικό (salvarsan) για νααντιμετωπίσει τη σύφιλη

• 1930s: Συντίθενται οισουλφοναμίδες

• 1928: Ο Alexander Fleming ανακαλύπτει το πρώτοαντιβιοτικό.

• Παρατήρησε ότι ο μύκηταςPenicillium παρήγαγε μια ουσίατην πενικιλλίνη που περιόριζε τονS. aureus.

• 1940s: Η πενικιλλίνη ελέγχεταικλινικά και παράγεται μαζικά.

Σύγχρονη Χημειοθεραπεία

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Κλασσική (φαινοτυπική) Ταξινόμηση βακτηρίων

Βασίζεται• στο σχήμα• στη συμπεριφορά στη Gram-χρώση• σε μεταβολικές απαιτήσεις (αερόβια – αναερόβια –μικροαερόφιλα)

• Στην παρουσία κυτταρικού τοιχώματος

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Κλασσική (φαινοτυπική) Ταξινόμηση βακτηρίων

• Τα προκαρυωτικά κύτταρα έχουν πολύ μικρές μορφολογικές διάφορες(σχήμα, μέγεθος) που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην ταξινόμησητους

• Παραδοσιακή Ταξινόμηση με βάση την:1) Την κατασκευή τους2) Τη φυσιολογία τους3) Τη μοριακή τους κατασκευή και4) Τη συμπεριφορά τους σε χρώσεις, βιοχημικές δοκιμασίεςΌΧΙ με βάση την εξελικτική τους συσχέτισηΗ σύγκριση των ριβοσωματικών RNA αλληλουχιών έδειξε 2 τύπους

προκαρυωτικών κυττάρων:1) “Germs” ή “eubacteria” ή απλά “βακτήρια”2) Αρχαιοβακτήρια (πιθανόν αντιπροσωπεύουν την πρώτη μορφή ζωής)

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Φαινοτυπική Ταξινόμηση στο ζωικό βασίλειο

Η ταξινόμηση των βακτηρίων δεν είναι τόσο ξεκάθαρη και τελική όπως στα ζώα και τα φυτά

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Φαινοτυπική Ταξινόμηση Βακτηρίων

Το δενδρόγραμμα είναι η γραφική παράσταση του“συντελεστή ομοιότητας” ή “similarity coefficient”.Δεν δείχνει υποχρεωτικά την εξελικτική συσχέτιση,π.χ. Mycoplasma - Bacillus

Χρησιμοποιεί:- Gram-χρώση- σχήμα- κινητικότητα- μέγεθος- συνθήκες ανάπτυξης- βιοχημικές ιδιότητες- ανοσολογικές ιδιότητες

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Φυλογενετική Ταξινόμηση Βακτηρίων

Ο χαρακτηρισμός συγκεκριμένων DNA και RNA αλληλουχιών δίνουν τις καλύτερες πληροφορίες

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Οι 12 Φυλογενετικές ομάδες Βακτηρίων

12 φυλογεννετικές ομάδες “Phyla” με βάση την εξελικτική τουςσχέση, από τις οποίες 5 είναι οι σημαντικότερες. Ξεκινούν από

κοινό σημείο εκτός από 3 θερμόφιλες ομάδες

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Οι 5 σημαντικότερες Φυλογενετικές Ομάδες Βακτηρίων

1) CYANOBACTERIA : Gram-αρνητικά βακτήρια που φωτοσυνθέτουν καιελευθερώνουν Ο2. Είναι πολύ μεγαλύτερα από άλλα προκαρυωτικά, μοιάζουνμε άλγη.

2) SPIROCHETES : Gram-αρνητικά, σπειροειδή ετερότροφα βακτήρια3) PROTEOBACTERIA : α) enteric bacteria, pseudomonads β) chemoautotrophs

(εξάγουν ενέργεια από ανόργανες ουσίες), γ) nitrogen-fixing bacteria (αζωτοδεσμευτικά βακτήρια): συμβιώνουν με τα φυτά, μετατρέπουν το Ν2 σεαμμωνία, αποτελούν φυσικό λίπασμα στη γεωργία

4) CHLAMYDIA: υποχρεωτικά ενδοκυττάρια5) GRAM-POSITIVE BACTERIA :

- υψηλό G+C content: ακτινομύκητες, μυκοβακτηρίδια, μικρόκοκκοι- χαμηλό G+C content: streptococci, staphylococci, βάκιλλοι, λακτοβάκιλλοι, μυκοπλάσματα, κλωστιρίδια

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology: guide to procaryotic taxonomy

• Η 1η έκδοση το 1923: χρησιμοποιεί μορφολογικά και φυσιολογικάχαρακτηριστικά. ‘key features’

• Η 9η έκδοση σήμερα: μεγάλη αναδιοργάνωση στην ταξινόμηση. Πρωταρχική έμφαση στα φυλογενετικά χαρακτηριστικά.

• 5 τόμοι με τίτλους: 1) The Archaea and Phototrophic Bacteria, 2) The Proteobacteria, 3) The low G+C Gram-positive, 4) The high G+C Gram-positive, 5) The Planctomyces, Spirochaetes, Fibrobacters, Bacterioidetes and Fusobacteria

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Ονομασία και Ταξινόμηση μικροοργανισμών

• Ο Λινναίος το 19ο αιώνα καθιέρωσε το σύστημα της επιστημονικήςορολογίας-ονομασίας

• Κάθε μικροοργανισμός έχει δύο συνθετικά: το όνομα του γένους καιτο όνομα του είδους

• Οι οικογένειες με την κατάληξη “-aceae” (στα Ελληνικά “-οειδή”) • Οι κανόνες καθορίζονται από το “International Code for the

Nomenclature of Bacteria” και οι ονομασίες γίνονται αποδεκτές απότο “International Committee of Systematic Bacteriology”.

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Ονομασία και Ταξινόμηση μικροοργανισμών

• Kingdom: Eubacteria• Phylum: Proteobacteria• Class: γ-proteobacteria• Order: Enterobacteriales• Family: Enterobacteriaceae • genus: Escherichia• species: E. coli• Type: βιότυπος ή φαγότυπος ή ορότυπος (π.χ. 0157:H7)• Strain: A853

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

• Staphylococcus aureus

• Περιγράφει την χωροδιάταξη των κυττάρων (δίκηνσταφυλιού) και το χρυσίζων χρώμα των αποικιών

• Escherichia coli

• Τιμητικό όνομα για τον επιστήμονα που ανακάλυψε τοβακτήριο, Theodor Eshcerich.

• Το δεύτερο συνθετικό περιγράφει την περιοχή πουεποικίζεται από το συγκεκριμένο βακτήριο, το παχύέντερο (colon).

Ονομασία βακτηρίων

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Ονομασία ιών

• Έχει σχέση με :• τη νόσο (ιός της ιλαράς) • την τοποθεσία (Coxsackie, NY: coxsackie virus,

Norwalk, Ohio: norwalk virus) • το όνομα επιστημόνων (Epstein-Barr virus - EBV) • Από τον ιστό που απομονώθηκαν 1η φορά:

(Αδενοειδείς: adenovirus, respiratory-enteric-orphan: reoviruses)

• Σύνθεση DNA από RNA αντίγραφο: retroviruses• κοινά επιδημιολογικά χαρακτηριστικά (arbo-viruses)

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Βασικές έννοιες στις λοιμώξεις που σχετίζονται με τονλοιμογόνο παράγοντα

• Σαπρόφυτα: βιότοπός τους οι νεκρές οργανικές ουσίες• Συμβιωτικά μικρόβια: ζουν στο δέρμα και τους βλεννογόνους• Παθογόνοι μικροοργανισμοί• Ευκαιριακοί ή δυνητικά παθογόνοι μικροοργανισμοί• Παθογονικότητα: η ικανότητα του μικροβίου να προκαλεί λοίμωξη• Λοιμογόνος ισχύς: η λοιμογόνος ικανότητα συγκεκριμένου μικροβίου• Χρόνος επώασης• Χρόνος εκδήλωσης• Λοιμώδες φάσμα• Λοιμώδης ή Μολυσματική δόση• Τρόπος μετάδοσης

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Βασικές έννοιες στις λοιμώξεις που σχετίζονται με τονξενιστή

• Επιμόλυνση• Αποικισμός• Μόλυνση• Λανθάνουσα μόλυνση• Λοιμώδης νόσος• Πιθανότητα εκδήλωσης• Ενδογενής λοίμωξη• Εξωγενής λοίμωξη• Νοσοκομειακή λοίμωξη• Τοπική λοίμωξη• Γενικευμένη λοίμωξη• Σήψη, Σηψαιμία: συστηματική νόσηση• Παροδική βακτηριαιμία• Επιπρόσθετη ή δευτεροπαθής λοίμωξη• Υποτροπιάζουσα λοίμωξη: από το ίδιο ή άλλο μικρόβιο

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

κόκκοι – βακτηρίδια – σπειροειδή -πλειομορφικά

Βασικά σχήματα βακτηριακών κυττάρων

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

• Ασυνήθη σχήματα• Αστεροειδές• Ορθογώνιο

• Τα περισσότερα βακτήρια είναι μονομορφικά• Λίγα είναι πλειομορφικά

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Βακτήρια – Βασική διάκριση με βάση το σχήμα

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Δομή βακτηριακού κυττάρου (διαφέρει ανάλογα με τη Gram-χρώση)

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Δομή κυτταρικού τοιχώματος σταGram-θετικά βακτήρια

Δομή κυτταρικού τοιχώματος σταGram-αρνητικά βακτήρια

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Προκαρυωτικά κύτταρα και εξέλιξη

• διαίρεση του ενόςχρωμοσώματος σε δύο ίσατεμάχια

• Λείπει η δυνατότητα γενετικούανασυνδυασμού

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Μεταφορά γενετικού υλικού στα βακτήρια

Transformation: Μεταφορά “γυμνού” DNA, πείραμα του Griffith: η δυνατότητα σχηματισμού ελύτρου‘μεταφέρεται’ μεταξύ των πνευμονιοκόκκων

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Μεταφορά γενετικού υλικού στα βακτήρια

Transduction: Γενετικό υλικό μεταφέρεται με βακτηριοφάγους

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Μεταφορά γενετικού υλικού στα βακτήρια

Conjugation: μεταφορά γενετικού υλικού μέσω συζευκτικής φίμπριας

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

• Ζεύγη: diplococci, diplobacilli

• Ομάδες: staphylococci

• Αλυσίδες: streptococci, streptobacilli

Διάταξη βακτηριακών κυττάρων

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Βλεφαρίδες ή Μαστίγια (Flagella)

Figure 4.7

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Κυματοειδής και ταχεία κίνηση βακτηρίων (κίνηση προπέλας)

Figure 4.9

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

• Τα ινίδια επιτρέπουντην προσκόλλησηστους ειδικούςυποδοχείς τωνιστών

• Ειδικά ινίδια (Pili)χρησιμεύουν για τημεταφορά DNA απόκύτταρο σε κύτταρο

Ινίδια (Φίμπριες)

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

• Δότης – Δέκτης

Συζευκτική φίμπρια

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

• Πολυσακχαριδική κατασκευή• Μειώνει τη φαγοκυττάρωση• Αντιγονικές ιδιότητες• Χρησιμοποιείται ως αντιγόνο

σε εμβόλια (π.χ. εμβόλιοπνευμονιοκόκκου)

• Συμβάλλει στηνπροσκόλληση στους ιστούς

Βακτηριακό Έλυτρο (Capsule)

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

• Μόνο οι βάκιλλοι καιτα κλωστηρίδιαμπορούν νασχηματίζουνενδοσπόρια

Σπόροι βακτηριδίων

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

ΧρώσηΧρώση κατάκατά GramGram

Ανακαλύφθηκε:Hans Christian Gram, 1884

Είναι σύνθετη-διαφορική χρώσηΔιαχωρίζει τα κύτταρα ανάλογα μετην κατασκευή του κυτταρικούτοιχώματος

Εξαιρέσεις: Mycobacteria, Spirochetes, Mycoplasma

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Αναπαράσταση κυτταρικής κατασκευής σε cartoon

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

GramGram--θετικάθετικά βακτήριαβακτήρια

Clusters: Staphylococci

Chains: Streptococci

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

GramGram--θετικάθετικά βακτήριαβακτήρια

Tetrads: Micrococci

Rods: Gram (+) bacilli

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

GramGram--αρνητικάαρνητικά βακτήριαβακτήρια

Diplococci

Bacilli

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

ΔΙΑΚΡΙΣΗ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Μορφολογίες αποικιών

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Μορφολογίες αποικιών

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Μορφολογίες αποικιών

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Streak Plate

Figure 6.10a, b

Μετά από 24 h επώαση στους 37οC

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Είδη αιμόλυσης στο αιματούχο άγαρ

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

ΟΔΗΓΟΣ ΤΑΥΤΟΠΟΙΗΣΗΣ GRAM-ΘΕΤΙΚΩΝ ΚΟΚΚΩΝ

Catalase + Oxidative action on glucose

Growth on mannitol

Hemolysis Bacitracin sensitivity

CAMP testHydrolysis of bile esculin

Serological Group

Coagulase test

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

ΤΑΥΤΟΠΟΙΗΣΗ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ

• Δοκιμασία καταλάσης• Σταφυλόκοκκοι καταλάση (+)• Στρεπτόκοκκοι καταλάση (-)

• Δοκιμασία κοαγκουλάσης (πηκτάσης)• Staphylococcus aureus κοαγκουλάση (+)• Άλλοι σταφυλόκοκκοι κοαγκουλάση (-)

• Εμβολιασμός αποικίας σε τυποποιημένο «σετ» βιοχημικώνδοκιμασιών• Staph Api System• Strep Api System

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Επιδημιολογικοί όροι που χρησιμοποιούνται στις λοιμώξεις

• Σποραδική εμφάνιση• Ενδημική εμφάνιση: δεν υπάρχει χρονικός περιορισμός• Επιδημία (βραδεία ή εκρηκτική): τοπικά και χρονικά μαζική

εμφάνιση• Πανδημία: δεν υπάρχει περιορισμός τόπου• Επίπτωση: αναφέρεται στις νέες νοσήσεις• Επιπολασμός• Θνησιμότητα• Θνητότητα• Δείκτης εκδήλωσης• Χρόνος επώασης

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Πρωτογενείς πηγές μόλυνσης

• Αναφέρεται στον τόπο όπου διατηρείται καιπολλαπλασιάζεται ο μικροοργανισμός.

• Πρωτογενείς πηγές μπορεί να είναι οι παρακάτω: • Ασθενής• Φορείς σε επώαση (σε ιώσεις)• Φορείς σε ανάρρωση (σε σαλμονελλώσεις)• Μόνιμοι φορείς (τυφοειδής πυρετός)• Μικροβιοφόροι• Ζώα• Περιβάλλον

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Δευτερογενείς πηγές μόλυνσης

• Τροφές• Εργαλεία• Ρούχα• Χέρια νοσηλευτικού προσωπικού

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Μοριακή ταυτοποίηση με βάση την οργάνωση ριβοσωμάτων στο βακτηριακό κύτταρο

T h e p ro k a ry o tic 7 0 S r ib o so m e

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Ταυτοποίηση 31 streptococcal species με PCR μεθόδους

PCR προϊόντα με species-specific 16S rRNA primers για διαφορετικά species στρεπτόκοκκων

(lanes 1, 2: S. uberis; lanes 4, 5: S. parauberis)

Alignment συντηρημένων γενετικώναλληλουχιών στη 16S-23S rRNA intergenic spacer region των δύο

διαφορετικών species στρεπτόκοκκου

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Real-time PCR μεθοδολογία στην βακτηριακή ταυτοποίηση

Real-time PCR (lightCycler) στηνταυτοποίηση Streptococcus group B

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Ταχεία ταυτοποίηση με PCR μεθόδους

Η Real Time PCR (lightCyclerSeptiFast test) επιτρέπει τηνταχεία (6 h) και ευαίσθητηαναγνώριση των 25 σημαντικότερων παθογόνωνστη σηψαιμία

Χρησιμοποιεί την ITS (internal transcriber region) τουβακτηριακού και μυκητιασικούγενόματος. Το DNA πολλαπλασιάζεται με PCR καιτο species ταυτοποιείται μεmelting point analysis

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Πλεονεκτήματα Real time PCR

• Σε πραγματικό χρόνο αυτόματη ανίχνευση της ανάπτυξης τουPCR προϊόντος

• Συλλογή πληροφοριών για τη γεωμετρική φάση ανάπτυξης. Υπολογισμός ποσότητας στο αρχικό PCR mixture.

• Απουσία σταδίων μετά την PCR • Melt curve ανάλυση• Υψηλή ακρίβεια και μεγάλη αποδοτικότητα

9/1/2008 Μαθήματα Ειδικευομένων-Ενότητα 1

Οι γνώσεις στη μικροβιολογία στην κλινική πράξη

• Για το μικροοργανισμό που απομονώθηκε, ποια ηπιθανότερη κλινική εκδήλωση;

• Για το μικροοργανισμό που απομονώθηκε, ποιοι είναι οιμηχανισμοί που οδηγούν στα κλινικά ευρήματα;

• Έχοντας τις κλινικές εκδηλώσεις της λοίμωξης, ποιος είναι οπιθανότερος μικροοργανισμός;

• Έχοντας τις κλινικές εκδηλώσεις, ποιος είναι ο πιθανότεροςτρόπος μετάδοσης της λοίμωξης;

• Έχοντας τις κλινικές εκδηλώσεις, ποια είναι τα πιθανότεραεργαστηριακά ευρήματα;

• Έχοντας ένα συγκεκριμένο μικροοργανισμό, ποιοι είναι οιπιθανότεροι μηχανισμοί αντιμικροβιακής αντοχής;