Základy mikrobiologie a virologie M.KARAFIÁTOVÁ

1. Základy mikrobiologie a virologie M.KARAFIÁTOVÁ

2. Historie mikrobiologie • Anton van Leeuwenhoek – 1683 – Holanďan • Lazaro Spallanzani (1729 – 1799) – mikrobi • nemohou vzniknout z neživé hmoty • Luis Pasteur a Robert Koch v roce 1876 prokázali, • že sněť slezinná může být vyvolána experimentálně • vstříknutím mikroba do těla zvířat. • 4. Joseph Lister (1827 – 1912) rozstřikování fenolových • roztoků během operace – otevřel cestu chirurgii • 5. Domagk – 1935 – Prontosil - sulfonamidy • 6. Alexander Fleming (1881 – 1955) – objev PNC

3. Původci infekčních onemocnění • 1. Priony (BSE, CJD) • 2. Viry (chřipka, spalničky, zarděnky, hepatitidy) • Rickettsie (skvrnitý tyfus) • Bakterie (TBC, angína, tyfus, cholera, úplavice) • Houby (kandidóza) • Prvoci (malárie, amébová úplavice, spavá nemoc) • Paraziti (tasemnice, roupi, škrkavky)

4. Stavba virů: • virus není buňka, velikost 20 – 300nm • jednotka živé hmoty, která obsahuje nukleovou • kyselinu, a to buď DNA nebo RNA, nikdy obě • virus není sám o sobě schopen růstu ani dělení, • nemá metabolismus • potřebuje k tomu buňku – prokaryotní, eukaryotní • reprodukce viru je možná jen uvnitř hostitelské • buňky (viry jsou pomnožovány hostitelskou buňkou)

5. Stavba viru 2: • virová částice – virion obsahuje: • nukleovou kyselinu – genom – DNA nebo RNA • proteinovou kapsidu – obal kolem genomu • tvoří ji kapsoméry • kapsida +genom = nukleokapsida • Viry dále dělíme na: • neobalené, tvořené pouze genomem a kapsidou • obalené, které mají ještě lipoproteinový obal. Je to • materiál z hostitelské buňky, kterým se virus obalí • při prostupu přes membrány hostitelské buňky. • Jsou citlivější vůči fyzikálním a chemickým vlivům • než viry neobalené.

6. Replikace viru: • adsorbce virionu – vhodné receptory na povrchu • buňky • -průnik virionu do buňky např. endocytózou • -obnažení genomu buněčnými enzymy • -replikace virového genomu • -dozrání viru a uvolnění virových částic • Latentní infekce: • Virus pronikne do buňky, obnaží se genom, který se • integruje do chromosomů nebo přetrvává ve formě • plasmidu

7. Priony: • původci scrapie u koz, Creutzfeldt-Jakobovy nemoci • proteinové infekční částice • nuklenová kyslina v nich nebyla nikdy prokázána • u zdravých lidí je gen pro tvorbu prionového proteinu • (PrP), u nemocných je změněný • kontakt mezi nemocným proteinem a zdravým • proteinem vede k jeho změně v nemocný protein a • dále vše probíhá řetězovou reakcí • onemocnění může vzniknout i mutací PrP genu a pak • je onemocnění dědičné

8. Bakterie • buňky se dělí na dva typy podle struktury buněčného • jádra • a) prokaryotní – pouze bakterie a sinice – buněčné • jádro bez membrány, tvořené jedinou molekulou • DNA, nepřítomnost buněčných organel • b) eukaryotní – všechny ostatní organizmy • bakterie jsou všudypřítomné, ve vodě, v půdě, v tělech • a na tělech jiných organizmů • jejich hlavním úkolem je v přírodě mineralizace, tj. • přeměna organických látek na anorganické. • životní činnost živočichů je závislá na rostlinách a • činnost rostlin je závislá na činnosti mikroorganismů

9. Bakterie 2: • vztah mezi makro a mikroorganismem: • symbióza – vzájemná součinnost • parazitizmus - jednostranné využívání partnera • Vztah parazita k hostiteli je různý – trvalá mírová • koexistence, dočasné příměří až po nerovnováhu • projevující se poškozením až smrtí hostitele nebo • likvidací parazita. Takové baktérie nazýváme • patogenní. • Patogenita: podmíněná vlastnost mikroorganismů • Jejím kvantitativním vyjádřením je virulence • Bakterie dělíme na : patogenní, podmíněně patogenní • a nepatogenní

10. Stavba bakteriální buňky: • Jádro – není od cytoplasmy odděleno membránou, • - nemá stálý tvar • - je tvořeno jedinou molekulou DNA dvojzá- • vitovou, uzavřenou do kruhu • 2. Cytoplasma – vyplňuje vnitřní prostor bakt. buňky • - hlavní dějiště života buňky • - proteiny s enzymatickou funkcí • 3. Cytoplasmatická membrána: • - obaluje cytoplasmu, její funkcí je izolace • vnitřního vodného prostření od vnějšího • vodného, zcela odlišného prostředí • - transformace energie

11. Stavba bakteriální buňky 2: 4. Buněčná stěna. - umístěná nad cytoplasmatickou membránou - určuje tvar buňky a mechanicky ji chrání - dva základní typy : Gr + a Gr- bakterií - u Gr- bakterií je lipid A – endotoxin 5. Další části: - pouzdro – polysacharid – přispívá k virulenci a invazivitě, chrání před protilátkami, bakteriofágy - fimbrie (pili) –četná krátká rigidní vlákna – adheze - bičíky – orgány pohybu

14. Tvar bakteriální buňky: • Kulovitý – stafylokoky, streptokoky, neisserie • Tyčinkovitý – různá délka, šroubovice • Patogenita a virulence: • Patogenita – choroboplodnost – je schopnost mikroba • proniknout do těla, pomnožit se v něm a vyvolat • onemocnění. • Virulence označuje stupeň patogenity a je dána • Invazivitou (pronikavost) • toxigenitou (produkce toxinů)

20. Toxigenita: 1.Exotoxiny – vylučovány do okolí buňky, silně jedovaté, patří se m tetanotoxin, botulotoxin – nervová soustava, difterický toxin – srdeční sval -anatoxiny -ztráta účinku vlivem tepla -nevyvolávají horečku 2.Endotoxiny – uvolňují se do okolí po rozpadu buňky -jsou odolné proti působení teploty -vyvolávají horečku -nelze vyrobit anatoxin -jsou především u gramnegativních střevních bakterií

23. Plasmidy: . Bakterie je mohou, ale nemusí obsahovat . Tvoří je DNA nesoucí přídatnou informaci pro bakterie, např. resistence na ATB (tzv. R-plasmidy, produkce toxinů – Tox plasmidy, Vir plasmidy tvorbu adherenčních fimbrií a Hly plasmidy produkci hemolysínů aj. . Plasmidy mohou přestupovat z dárcovské buňky do buňky přijímající . Podílí se na přenosu genetické informace mezi bakteriemi transdukcí a konjugací.

24. Bakteriofágy: • Jsou to bakteriální viry, obsahují DNA nebo RNA. • obligatorní parasité, nemají vlastní metabolismus, nemohou se rozmnožovat mimo bakteriální buňku, která jim poskytuje energii i stavební materiál • pomnožení probíhá stejně jako u virů, následkem • je lyza buňky a uvolnění infekčních, virulentních • fágů • -fág zůstává v bakterii v klidovém stavu, může změnit i vlastnosti bakterií – mírné, temperované fágy. • -fágy jsou využívány k fagotypizaci

25. Spory a sporulace: • tvoří je bakterie rodu Bacillus a Clostridium • při nepříznivých životních podmínkách • charakterizuje je téměř nulový metabolismus, • neschopnost množení a extrémní odolnost • tvoří se uvnitř buňky – endospora, vždy jen jedna • spora se může změnit v aktivní buňku, vyklíčit, • dostane-li se do vhodných podmínek • Bakterie a kyslík: • aerobní bakterie – nutný kyslík • anaerobní bakterie – rostou bez přítomnosti kyslíku

26. Rickettsie: • -aerobní, gramnegativní bakterie, obligatorní intra- • celulární parazité • -obsahují DNA i RNA • vyvolávají např. skvrnitý tyfus • Mykoplasmata: • nemají pevnou buněčnou stěnu, pouze třívrstevnou • cytoplasmatickou membránu • různá velikost, tvarová pestrost • rostou na speciálních kultivačních půdách • pro člověka má význam rod Mycoplasma pneumoniae (dých. trakt) a Ureaplasma (urogenitální systém)

27. Chlamydie: • - jsou blízké gramnegativním bakteriím • jsou intracelulárními parazity • Chlamydia trachomatis – vyvolává trachom a • pohlavní nákazy • -Chlamydia pneumoniae – onemocnění dýchacích cest • Chlamydia psittaci – onemocnění ptáků a lidí - • psittakóza

28. Fungi – houby: • Dělíme je na • Plísně mnohobuněčné mikroorganismy, tělo složené • z vláken – hyf, které tvoří mycelium. Část mycelia • vrůstá do půdy (vegetativní mycelium), část roste nad • povrchem (mycelium vzdušné) • Kvasinky jsou jednobuněčné, mají okrouhlý nebo • vejčitý tvar, rozmnožují se pučením. • Onemocnění dělíme na: povrchové mykózy, • systémové mykózy

29. Parazitologie: • Prvoci: • jednobuněčné heterotrofní eukaryotické organismy, • kosmopolitní rozšíření, • v současnosti známo asi 60 000 druhů • obsah 90% vody, žijí ve vodě nebo ve vlhkém prostředí • organely = ústroječky = specializované části buňky • zajišťují životní pochody • encystace = schopnost tvořit cysty a přežít tak • nepříznivépodmínky

30. Prvoci 2: • rozmnožování: • nepohlavní: dělení • pohlavní: méně běžné, zvýšení životaschopnosti nového • jedince • -významní původci onemocnění, např. spavá nemoc, • malárie, toxoplasmóza, trichomoniáza

31. Červi (helmintózy): -motolice, tasemnice,hlístice -mnohobuněční živočichové, různé velikosti až několik metrů -pohlavní množení, hermafrodité, např. tasemnice nebo oddělené pohlaví – např. schistosoma -složitý vývoj, potřeba až 2 mezihostitelů např. tasemnice – hovězí dobytek, člověk, nebo vepř a člověk, korýš, ryba, člověk apod.

32. Laboratorní vyšetřovací metody: • Cílem je průkaz mikroorganismů nebo jejich antigenů • 1. Přímý průkaz mikroorganismů • mikroskopický • kultivační • průkaz nukleových kyselin – PCR • 2. Nepřímý průkaz mikroorganismů • -sérologickými metodami (ELISA) • Výsledek vyšetření a jeho spolehlivost závisí na • správném odběru biologického materiálu a jeho • transportu do laboratoře

33. Mikroskopické vyšetření: -nativní preparát – pozorujeme mikroby živé, nebarvené Používá se při diagnostice prvoků a červů -fixované, barvené preparáty – mikroby se usmrtí a pak obarví. Barvení má i diagnostický význam. Základní barvení je dle Grama. . Gram pozitivní – obvykle koky . Gram negativní – obvykle různé tyčinky Mikroskopické vyšetření je rychlé, proto se využívá k rychlé předběžné diagnostice, např. vyšetření moku.

34. Kultivační vyšetření: • -umožňuje přesnou identifikaci mikroba a stanovení • citlivosti na ATB, ale trvá déle, dny až týdny • Kultivace bakterií: • provádí se v kultivačních médiích- tekutých nebo • tuhých, dále se používají selektivní půdy, které přidáním • určité látky podporují růst některých mikrobů. • K transportu do laboratoře slouží transportní půdy. • Kultivace virů: • -nutná je živá buňka proto se provádí: • .ve tkáňových kulturách • .v kuřecích embryích • .pokusem na zvířeti

35. Sérologické vyšetření: • zjišťují se protilátky a to buď jejich přítomnost (IgM) • nebo dynamika tvorby • -poskytují důkaz o tom, že se organismus setkal s • daným mikrobem • -akutní onemocnění – průkaz protilátek typu IgM nebo • čtyřnásobný vzestup nebo pokles protilátek ve dvou • vzorcích odebraných v intervalu 2 – 3 týdny • onemocnění v minulosti – průkaz protilátek typu IgG • nebo neměnící se nízký titr protilátek. • Sérologické metody – celá řada, v dnešní době dominuje • Elisa, ale je např. KFR, HIT, IF apod.

36. Odběr biologického materiálu: • Každý biologický materiál je nutno považovat • za infekční • Zásady pro odběr biologického materiálu: • Poučení pacienta o odběru – nalačno, nečistit zuby aj. • Vhodná doba v průběhu onemocnění • Místo odběru tam, kde je mikrob • Před zahájením léčby antibiotiky, jinak uvědomit lab. • Opakování odběru • Aseptický odběr, dostatečné množství • Včasné odeslání, využití transportních půd • Řádné označení materiálu

37. Dokumentace vzorků: • -požadované mikrobiologické vyšetření musí být zapsáno • do dokumentace pacienta, včetně data a hodiny • -na zkumavce musí být datum odběru, jméno pacienta a • druh materiálu • na průvodce: • .adresa odesílatele • .jméno a příjmení vyšetřované osob, rodné číslo a číslo • pojišťovny, adresa nemocného • .diagnóza, klinické příznaky, stádium onemocnění • .prozatímní léčba, zejména ATB • .druh zaslaného materiálu a způsob odběru • .požadované vyšetření • .razítko a podpis lékaře, který materiál odesílá

38. Literatura: • Hana Podstatová : Mikrobiologie, epidemiologie, • hygiena (Učebnice pro zdrav. školy a bakalářské • studium, 2001) • 2. Olga Ryšková: Základy lékařské mikrobiologie a • imunologie pro bakalářské studium (UK Praha 2000) • 3. M. Bednář a kol.: Lékařská mikrobiologie (Marvil • 1996)