Mikrobiologický ústav LF MU a FN u sv. Anny v Brně

Prezentace na téma: "Mikrobiologický ústav LF MU a FN u sv. Anny v Brně"— Transkript prezentace:

1 Mikrobiologický ústav LF MU a FN u sv. Anny v Brně
Miroslav Votava RŮST A MNOŽENÍ BAKTERIÍ Přednáška pro II. r. LF

2 Růstový cyklus bakterií
Perioda I (iniciační): buňka roste a hromadí se v ní proteiny spouštějící další krok Perioda C (replikace chromosomu): z jednoho místa se rozbíhá oběma směry proti sobě Perioda D (dělení): vytvoří se zásoba makromolekul cytoplazmatická membrána se vmezeří mezi replikované chromosomy a oddělí je buněčná stěna v určitém místě vrůstá do buňky a tvoří tzv. septum, které nakonec buňku rozdělí

3 Schéma bakteriální buňky pouzdro cytoplasmatická membrána bakteriální stěna fimbrie nukleoid ribosomy plasmidy granula vakuola bičík

4 Dělení a uspořádání bakterií – I
Koky, v jedné rovině: streptokoky Koky, v různých rovinách: stafylokoky

5 Dělení a uspořádání bakterií – II
Tyčinky, příčné dělení: většina (řetízek tyčinek) Tyčinky, podélné dělení: např. mykobakteria korynebakteria (palisádovité uspořádání)

6 Generační doba Generační doba = délka růstového cyklu = = doba zdvojení = doba, za niž se počet bakterií zdvojnásobí Generační doba bakterií: v průměru cca 30 min Escherichia coli za ideálních podmínek 20 min Mycobacterium tuberculosis přibližně 12 hodin Protože během každé generační doby se počet bakterií zdvojnásobí, bakterie se množí geometrickou řadou

7 Geometrická řada – I Počet bakterií při generační době 0,5 hod
čas (hod) počet 20=1 4 28=256 0,5 21=2 4,5 29=512 1 22=4 5 210=1024 1,5 23=8 5,5 211=2048 2 24=16 6 212=4096 2,5 25=32 12 224 ≈ 107 3 26=64 18 236 ≈ 1011 3,5 27=128 24 248 ≈ 1014

8 Geometrická řada – II Tedy: je-li generační doba 30 min, pak za 24 hodin vznikne z jedné buňky teoreticky 248 = 2, buněk, prakticky o 5 řádů méně (tj. asi 109 buněk) 109 bakterií je takové kvantum, že musí být vidět i při pozorování pouhým okem: tekutá půda (bujon) se zakalí nebo se v ní objeví sediment nebo blanka na pevné půdě (agar) vyroste bakteriální kolonie

9 Geometrická řada – III Důsledky při kvantitativním vyšetřování moči:
Ze zevního ústí močové roury se do moči mohou spláchnout bakterie až do koncentrace 103/ml Jde o pouhou kontaminaci, která nemusí mít nic společného s cystitidou V 1 μl této moči (vzorek se očkuje 1μl kličkou) bude 1 bakterie (1 CFU = 1 colony-forming unit) → z 1 μl vyroste 1 kolonie Výsledek vyšetření: 103 CFU/ml = pravděpodobně kontaminace To platí, jen když se moč zpracuje okamžitě Ale co když bude vzorek moči v parném létě několik hodin na cestě do laboratoře?

10 Geometrická řada – IV Moč je dobrým kultivačním médiem, bakterie se v ní množí i během transportu Při generační době 30 min: za 2 hodiny z 1000 bakterií bude bakterií, z 1 μl moči vyroste 16 kolonií Výsledek: 104 CFU/ml = suspektní nález za 4 hodiny z 1000 bakterií bude bakterií, z 1 μl moči vyroste 256 kolonií >105 CFU/ml = pozitivní nález (ovšem falešný!) → moč se musí zpracovat do 2 hodin po odběru nebo uložit v chladničce při 4 °C

11 Růstová křivka – I Výsledek 109 buněk/24 hod platí pro stacionární kulturu, v níž se spotřebovávají živiny a přibývá zplodin metabolismu rychlost množení se mění v závislosti na čase ve stacionární kultuře existují růstové fáze, které se dají vyjádřit růstovou křivkou

12 Růstová křivka – II Růstová křivka znázorňuje počet živých buněk v závislosti na stáří kultury, a to v logaritmické stupnici Růstové fáze fáze prodlevy (lag-fáze) fáze logaritmická (exponenciální) fáze stacionární fáze odumírání Mezi fázemi jsou pozvolné přechody

13 Růstová křivka stacionární kultury
Růstová křivka – III Růstová křivka stacionární kultury stacionární fáze 10 8 (exponenciální) logaritmická fáze 6 log10 počtu živých buněk fáze odumírání 4 2 lag-fáze cca 24 hod čas

14 Co je logaritmus? V rovnici 103 = 1000
je desítka základ, trojka exponent Tento exponent (3) = logaritmus čísla 1000 (při základu 10) Logaritmy při základu 10 = dekadické logaritmy Obecně: Dekadický logaritmus čísla a je exponent, kterým je nutno umocnit číslo 10, abychom dostali číslo a

15 Růstová křivka stacionární kultury
Růstová křivka – III Růstová křivka stacionární kultury stacionární fáze 10 8 (exponenciální) logaritmická fáze 6 log10 počtu živých buněk fáze odumírání 4 2 lag-fáze cca 24 hod čas

16 Růstová křivka – IV lag-fáze: mikroby rostou, ale nedělí se
logaritmická fáze: buňky se dělí stálou rychlostí (generační doba je stále stejná); vztah mezi počtem živých buněk a časem je exponenciální stacionární fáze: počet buněk se nemění fáze odumírání: někdy, ale většinou nikoli, probíhá též podle exponenciální křivky

17 Kontinuální kultivace
Do kultury se průběžně přivádějí živiny a odstraňují se z ní zplodiny metabolismu včetně namnožených buněk Kultivačním nádobám se říká fermentory Využití v průmyslu k výrobě mikrobiální hmoty, ale hlavně k výrobě rozmanitých látek (organické kyseliny, antibiotika, enzymy, vitaminy apod.)

18 Doporučená literatura
Paul de Kruif: Lovci mikrobů Paul de Kruif: Bojovníci se smrtí Alarich: Medicina v županu I nadále prosím o příklady další beletrie v souvislosti s medicínou vůbec a mikrobiologií zvlášť. Tyto příklady a případné dotazy zasílejte na adresu Děkuji, že jste mne sledovali