Veterinární mikrobiologie Součást medicínské mikrobiologie (bakteriologie, virologie a mykologie)

Objevy a objevitelé Hippocrates (4.stol.) epidemiologická pozorování Fracastoro (1546) epidemie jsou šířeny malými částicemi van Leewenhoek (1676) první viděl bakterie Lazaro Spallanzani (1732-1799) první pěstoval bakterie v kultuře (1775) Jenner (1796) zavedl vakcinaci (vacca) proti virovému onemocnění - plané neštovice Semmelweis (1840) zavedl antimikrobiální desinfekci Davaine (1850) dal do souvislosti infekční organismus -Bacillus anthracis s onemocněním

Historie mikrobiologie je spjata s historií medicíny „Lovci mikrobů“: předmětem objevů byli původci infekcí člověka i zvířat L. Pasteur (1822-1895) zakladatel mikrobiologie jako vědy 1877-1895 rozpracoval koncepci infekčních chorob zvířat a člověka 1885 podal poprvé antirabickou vakcínu chlapci R. Koch (1843-1910) Současně s nimi pracovali další: Klebs*, Salmon,

Historie mikrobiologie je spjata s historií medicíny Zakladatelé virologie: Beijerinck a Ivanovskij (1890) objevili virus tabákové mozaiky Loefler a Frosch (1898) objevili první virus obratlovců - virus slintavky a kulhavky Další viry byly popsány ještě v r.1898: virus myxomu a virus žluté zimnice

Objevy antimikrobiálních (antibakteriálních) látek P. Ehrlich (1854-1936) otec chemoterapie 1909 složka 606 salvarsan první efektivní antibakteriální léčivo 1912 neosalvarsan G. Domagk (1895-1964) sulfonamidy (synteticky připraveno) A. Fleming (1881-1955) antibiotika: penicilín 1928 1945-1948 cefalosporiny ...

Historie medicínské mikrobiologie u nás Prof. Hlava UK (uč. bakteriologie 1900) Prof. Honl UK Praha Prof. Ševčík VŠZ (Vysoká škola zvěrolékařská) Brno Prof. Lukeš UK,VŠZ,KU,MU Prof. Tomášek MU Prof. Patočka UK První sbírka mikroorganismů (1890) F. Král

Svět mikrobů Mikroorganismus - mikrob: viry, bakterie, houby, protozoa, některé řasy Prokaryotické a eukaryotické organismy Význam mikrobiologie: mikroorganismy jsou nezbytné pro život - prostředí, živočichové, medicína, potraviny, biotechnologie

Bakterie v prostředí (Bakterie jako součást ekosystému) Recyklace živin - biogeochemická recyklace (C, N, S, kovy) Cyklus dusíku (nitrifikace, denitrifikace, asimilace, fixace) Význam gradientu živin a růstových faktorů Bakterie a rostliny rhizosféra - půdní mikroflóra (Rhizobium)

Prokaryota - bakterie Běžná velikost 0,3- 2,5 mikrometrů DNA: nukleoid, nezávislé plasmidy Ribozómy: 70S (50S a 30S) Absence většiny organel Steroly v membránách nejsou přítomny Složky stěny a kapsuly:peptidoglykany, teichová a lipoteichová kyselina, lipoproteiny a lipopolysacharidy Bičíky a fimbrie jsou přítomny Neschopnost fagocytózy, pinocytózy, améboidního pohybu

Ultrastruktura bakterií (bakteriálních buněk) Cytoplasma: chromozom(y)- nukleoid, plasmidy, ribozomy, inkluzní tělíska, vakuoly, Cytoplasmatická membrána (FL dvojvojvrstva+ bílkoviny) Buněčná stěna Kapsula (pouzdro) Slizová vrstva Pili a fimbrie Bičíky

Cytoplasmatická membrána Dvojitá vrstva fosfolipidů Transmembránové proteiny Funkce: aktivní transport syntéza proteinů a enzymů respiratorní procesy

Buněčná stěna Základní složka: Peptidoglykan (PG) - mukopeptid) ( kys. N-acetylmuramová a N-acetylklukosamin)

Gram-negative cell walls

Rozdíly ve složení buněčné stěny bakterií G- a G+ G+ bakterie Mnoho vrstev PG s řetězci kys. teichové G- bakterie Periplasmatický prostor s jednou vrstvou PG a enzymy Zevní membrána (PL) Lipopolysacharid (endotoxin) Lipid A Vnitřní polysacharid O antigen

Ekologie prokaryot terminologie: ekosystémy, společenstva nebo biocenózy jako základní jednotky prostředí - habitat habitaty : v ekosystému může být definován habitat (nejméně jeden) pro každý mikroorganismus obyvatelé ekosystému ekologická nika - funkce, kterou mikrob hraje v ekosystému

Mikroorganismus a hostitel Vysoký počet hostitelských druhů ve veterinární medicíně Hostitelská specifita - míra adaptace (vysoká nebo nízká) Habitat - místo výskytu mikroorganismu v těle

Vztah mikroorganismu a hostitele Vyvíjí se v ekologické perspektivě Výsledkem může být rovnováha SYMBIÓZA Komenzalismus (užitek pro mikroorganismu) Mutualismus (původně symbióza) Parazitismus (patogenní mikroorganismy) ¨ Saprofité nezávislí na hostiteli Parazité závislí na hostiteli

Bakteriální choroby člověka a zvířat: původcem je patogenní bakterie Infekční choroby- původcem je etiologické agens Mikroorganismus schopný vyvolat onemocnění hostitele s postižením jeho funkce nebo struktury je označován jako patogen Virulence je kvantitativní vyjádření kapacity patogena vyvolat chorobu

Původce - patogen Vysoce adaptovaný mikroorganismus , který vyvolává onemocnění hostitele jen tehdy, když to jeho přežití vyžaduje Patogenita schopnost vyvolat onemocnění Virulence je mírou (stupněm) patogenity (vysoká, nízká) Patogenita a virulence nejsou vázané na rod nebo druh bakterie

Kochovy postuláty - kriteria pro uznání mikroorganismu jako původce choroby) 1. Mikrob musí být nalezen ve všech případech a ve všech cílových místech 2. Mikrob musí být izolován z infikovaného hostitele a musí být kultivovatelný in vitro 3. Čistá kultura mikroorganismu musí vyvolat typické symptomy onemocnění po inokulaci vnímavému jedinci (hostiteli) 4. Mikroorganismus musí být reizolovatelný z experimentálně infikovaného jedince

Znaky odpovídající virulenci Celulární (vázané na buněčnou strukturu) Faktory virulence bakterií: odpovídají za schopnost vyvolat infekci nebo za schopnost odolávat imunitním obranným mechanismům Znaky odpovídající virulenci Celulární (vázané na buněčnou strukturu) Extracelulární

Celulární faktory patogenity a virulence bakterií bičíky fimbrie, pouzdro receptory endotoxin

Extracelulární faktory patogenity a virulence bakterií EXOTOXINY(enzymy, proteiny): hemolyziny ( S.aureus, Listeria monocytogenes) enterotoxiny ( E.coli, B.cereus) neurotoxiny (C.botulinum), shiga, shiga-like toxin (E.coli O157) exfoliativní toxiny (S.aureus) nekrotoxiny (P.multocida)

Přehled faktorů virulence bakterií bičíky a chemotaxe adheziny mucinázy ciliostatické proteiny enzymy toxiny invaziny

Bakterie a hostitelská buňka Obligátně intracelulární parazitismus (Chlamydie, Rickettsie, Lawsonia) Fakultativně intracelulární parazitismus (Listeria monocytogenes, Salmonella spp.) Extracelulární parazitismus ( Staphylococcus, Streptococcus)

Stádia procesu onemocnění Přenos mezi hostiteli Invaze hostitele Množení v hostiteli Napadení imunního systému hostitele Poškození hostitele a tvorba klinických symptomů

Obecné aspekty invaze epiteliálních buněk 1. stupeň - povrch sliznice: kompetice s komenzály, adherence, kolonizace, poškození buněk 2.stupeň - epitel: penetrace do buněk -invaze, proliferace v buňkách, laterární šíření do buněk lamina propria ..vstup do lymfatického a krevního řečiště 3. stupeň: rezistence k obraně hostitele, proliferace končící systematickým šířením

Infekce (.. množení patogena v organismu hostitele) Lokální Systémová Sepse (přítomnost bakterií nebo jejich produktů ve tkáni nebo krvi) Septikémie (množení v krvi) Toxémie (onemocnění způsobené přítomností bakteriálních toxinů v krvi)

CHARAKTERISTIKA INTRACELULÁRNÍCH BAKTERIÁLNÍCH INFEKCÍ Intracelulární bakterie mají tzv. ostrovy virulence geny odpovídající za patogenitu Podle míry závislosti na buňce rozeznáváme fakultativně intracelulární (Salmonella, Brucella, Yersinia, Mycobacterium, Listeria) obligátně intracelulární (Chlamydia, Ricketsia, Coxiella, Ehrlichia) Interakce bakterií s imunitním systémem je velmi často ve fázi aherence na povrch buněk, nebo ve fázi fagocytózy Pro některé intracelulárně působící bakterie je charakteristický chronický průběh s persistentní infekcí a garnulomatózní zánětlivou reakcí (M.bovis) granulomy mohou být příkladem poškození imunitními mechanismy

ÚNIKOVÉ A IMUNOSUPRESIVNÍ MECHANISMY Spojeny s různými fázemi fagocytózy interakce ve fázi uchycení vstup mykobakterií do makrofágů přes CR1, CR3 inhibice fúze lysozomů s fagozomem typické pro rody Mycobacterium, Chlamydia únik s fagolysozomu do volné cytoplazmy popsán u Listeria monocytogenes rezistence k lysozomálním enzymům povrchové vrstvy (Mycobacterium, Salmonella) snížují účinky enzymů

Tlumení bakteriálních infekcí Prevence šíření původce Vakcinace Antibiotika