Základy mikrobiologie virologie M.KARAFIÁTOVÁ

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

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)

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)

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.

Replikace viru: Latentní infekce: 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

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

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

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

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

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

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)

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

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.

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

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

Rickettsie: Mykoplasmata: -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)

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

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

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 nepříznivé podmínky

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

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.

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

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.

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

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.

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

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

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)