Bakteriologi Flashcards
När och i vilka omständigheter utvecklades micro organismer evolutionärt ?
origin of life: Micro organismer, tre utvecklingsgrenar.
Under reducerad miljö, syre fanns inte på samma sätt som idag, låga syregas halter.
phototrofer utvecklas och atmosfären börjar syresättas.
- Många gånger vet vi inte riktigt vad microorganismen gör, men den finns där.
Vad är det fylogenetiska trädet?
Fylogenetiska trädet av det som vi betecknar liv består av tre domäner
Vila är de tre domäner i Fylogenetiska trädet?
- Bacteria
- kan orsaka sjukdom
- Archaea
- extremerna, tål extrema miljöer (oftast)
- ställer inte till några problem
- Eucaryota
Hur startade början av utveckligsgrenen i det Fylogenetiska trädet?
Vi vet inte riktigt
Vilka grupper omfattar prokaryoter och vad kännetecknas dom av?
- Prokaryoter är encelliga och kärnlösa, omfattar Archaea och Bacteria
- Prokaryoter äldsta, ”enklaste” och mest förekommande formen av liv på jorden
Hur förökar sig prokaryoter?
Förökar sig asexuellt genom delning, binär fission
Är Arkéer associerade med sjukdom hos djur och människa?
Nej
Kan alla bakterier skapa sjukdom?
Nej. De flesta orsakar inte sjukdom.
Behövs bakterier?
Ja, De är viktiga i olika biologiska system och nödvändiga för både djur och människor
Skillnad på prokaryoter och eucaryota cellers struktur
Exempel på olika discipliner som Bakteriologin interagerar
immunologi, virologi, mykologi, biokemi, molekylärbiologi osv
Vad är grund vetenskapen i bakteriologi?
att förstå hur bakterier fungerar.
Vad är tillämpad vetenskap i bakteriologi?
tillämpad vetenskap i bakteriologi innefattar hur man kan nyttja kunskapen om bakterier i olika praktiska sammanhang. t.ex. sjukvård och industri.
Exempel på betydelsen av ämnet bakteriologi
Förstå bakteriella sjukdomars etiologi (orsakssamband)
- vad är det som orsakar sjukdom, symptom osv.
Förstå hur bakteriella sjukdomar kan diagnostiseras, bekämpas och förebyggas
- hur ska vi hantera prover för att sätta rätt diagnos
- hur ska vi förebygga? hur ska vi bota?
Förstå hur en bakteriell sjukdom utvecklas i samspelet med värden
- hur bakterien hanterar att möter imunsystem, hur imunsystemet svarar. samspeler “kamp” mellan bakterie och imunsystem.
Vad är bakterieisolat?
Renkultur,
Bakteriestammar
Bara en typ av bakterie men kommer från en viss individ/sår eller liknande .
Kan isolat skilja sig mellan varandra?
- Isolaten kan skilja sig mellan varandra eftersom de kan utvecklas olika på olika platser
- Jämförande studier mellan isolat görs ofta vid analyser av smittspridning
Varför kollar man på isolat?
Att kunna gruppera in nya bakterieisolat i redan tidigare kända grupper är nödvändigt inom diagnostiken (viktigt att nummrera isolat prover så man kan jämnföra).
Taxonomisk hierarkins olika indelningar
- Överrike (Domain)
- Division /Fylum (Division/Phylum)
- Klass (Class)
- Ordning (Order)
- Familj (Family)
- Släkte (Genus)
- Art (Species)
- underart (Subspecies)
- Stam (Strain)
Vilka namn skriver man från Taxonomisk hierarkin och hur skriver man det?
Släkte (Genus)
- skrivs i kursiv stil
Art (Species)
- skrivs i kurrsiv stil, andra gången man skriver de fötkortas det, ex S. equi (första Streptococcus equi)
- underart (Subspecies)
Stam (Strain)
- (lägsta punkten)
Vilka indelningar av stammar finns det?
- För vissa bakterier kan det finnas en gruppindelning av stammar baserat på fenotypiska karaktärer (fysiska utseende, beteende, färger os) t.ex. serovarianter, biovarianter
- samma art men olika indelning:
- Fenotyp - utseendet på en platta
- Genotyp - DNA, vilken det faktiskt är. Specifik uppsättning av gener i en organism kan variera mellan stammar
- Serologi - antikroppar
- Biovarianter - växer bättre eller sämre på vissa medium
Har bakterier olika storlek?
Ja, Storlek mellan 0,5-5μm
Virus kan vara väldigt små
I vilket mikroskop ser man bakterier?
- Syns i ljusmikroskop.
Med elektronmikroskop kan man studera strukturer hos bakterier
Vad heter bakterier som kan anta olika former?
pleomorfa
Säger formen på bakterien om hur farlig den är?
Nej
Vilka olika former finns det på bakterier?
Kocker: runda bakterier
stavformade bakterier (Bacilli)
Övriga:
- Vibrio= njurformade
- Korkskruv= tex borrelia
- Spirocheter= rör sig speciellt
Vad är en monokock?
En kock= monokock
Vad är en streptokock?
Flera kocker på rad= streptokocker
Var finns ofta staphylococer?
ofta i sår
Han stavformade bakterier sitta ihop?
Ja på olika sätt
Ett typ exempel på evolution hos bakterier?
antibiotikaresistens
.
Egenskaper hos alla celler
- metabolism
- växer och delar sig
- har en evulotion som sker hela tiden, anpassar sig för förändring
Vad innebär metabolism hos bakterier?
- olika sätt att nyttja energi i omgivningen
- generisk (replikation, transkription, translation)
- katalytisk (energi, biosyntes)
Egenskaper hos vissa celler
- vissa bakterier kan bilda vilo stadier: sporer.
- vissa kan komunicera mellan varandra
- bidrar till vad som händer. Population av bakterier behöver man kolla på, de kan uppträda som en grupp.
- Vissa kan byta genetisk information mellan varandra (i princip alla, men vi känner inte till alla)
- Vissa kan röra sig, med speciella rörelseorgan
- interagerar med speciella värdar
- interagerar med andra microorganismer.
Vilka strukturer har bakterier?
- Nukleoid- arvsmassan. De kan även ha genetisk information i form av plasmider.
- Cytoplasman- bakterier har inte cellmembran så nukleoiderna, ribosomer osv ligger i cytoplasman.
- Plasmamembran
- Cellvägg
- Kapsel
- Flagell- gör så att bakterien kan röra sig
- Pili- gör så att bakterien bla kan fastna på ytor
Vad är genom?
Genom: allt DNA i en cell
- Bakteriernas genom = arvsmassa
Hur många kromosomer har generellt bakterier?
en kromosom
vad betyder genotyp?
Genotyp: specifik uppsättning av gener i en organism kan variera mellan stammar
Vad finns i cytoplasman?
Nukleoid
Dubbelsträngat DNA fritt i cytoplasman. Vanligen en cirkulär kromosom.
Har inget kärn membran, utan ligger i cytoplasman som ett nysta inne i bakterien, här liggen den genetisk information.
Extra genetiskt material ex. plasmider som också är cirkulära dubbelsträngade.
Ribosomer – här sker translation
Proteiner ex. vis enzymer
Näringsämnen lagras ibland i inklusionskroppar innehållande t.ex. glukogen, fosfat, svavel etc
kan genoments storlek variera?
Ja, Genomets storlek varierar (längden, antal baspar)
Förklara Cytoplasmamembran och dens funktion
Bakterien omgärdas av cytoplasmamembranet
- Innermembran som omger cytoplasman
- Består av fosfolipider och proteiner
- Passiv transport av små molekyler in i cellen
- Aktiv transport av näringsämnen in i cellen och avfallsprodukter ut ur cellen
förklara cellväggen och dens funktion
- De flesta bakterier har en cellvägg, ett mekaniskt skydd som skyddar bakterien mot osmotisk lysis.
- Består av unika komponenter såsom peptidoglykan
- Utgör ett mål för vissa antibiotika (antibiotika gör att cellväggarna inte kan hållas intakta)
- Ger sjukdomssymptom(patogenicitetsfaktor), varierar mellan bakteriearter
- Bidrar till vidhäftning (adhesion) och kan vara receptor för bakteriofager (bakterievirus)
- Ger möjlighet till immunologisk typning och kan ge bakterien antigenvariation så att de kan undvika immunförsvaret
- immunologisk typning: specifika antikroppar som hjälper imunförsvaret känna igen bakterien
- Ger möjlighet till tester, differentiering genom t.ex. Gram negativ färgning, olika bakterier har olika typer av cellväggar.
Vilken färg är gram positiva bakterier?
Blå
vilken färg är gram negativa bakterier?
Röd
Vad är funktionen med indelning av Grampositiv och gramnegativ bakterier?
- Ett sätt att identifiera bakterier är avseende uppbyggnaden av cellväggen.
Hur fungerar Grampositiv och gramnegativ bakterier?
- Alla de bakterier som är kliniskt intressanta, utom t.ex. Mycoplasma spp, (saknar cellvägg) är delvis uppbyggda av peptidoglykaner och går att färga.
- Färgas in med kristallviolett, vissa färgas då blå, och vissa färgas inte alls. De som inte färgas alls färagas då in så de blir lite röda (annars ser man dom inte).
- De bakterier som tar upp färgämnet kristallviolett kallas grampositiva (blå). De som inte gör det kallas gramnegativa. Detta har stor betydelse för identifiering av bakterier.
Förklara Gram positiva bakteriers cellvägg
- Tjock vägg, väldigt stabil, men närigsämnen kan åka in och ut som de vill. Håller kvar färgen
- Peptidoglykan - ökar väggens stabilitet
- Lipoteikonsyra (LTA)
- Stabiliseras cellväggen och förankrar den i plasmamembranet.
Gram negativa cellers cell vägg
Tunn cellvägg med peptidogan och har ett ytter membran som inte går att färga in då tunna lagret kan inte hålla kvar färgen.
- Yttermembran med lipoproteiner och poriner samt LPS=lipopolysackarider Lipipoly-saccharider: toxiska om de kommer in i blodet.
- Tunt lager peptidoglykan
- Innermembran
- Periplasmatisk utrymme - mellan yttre och inre membranet, här sker en del reaktioner.
Hur är Peptidoglykan uppbyggt?
Peptidoglykan består av N-actylglukosamin (NAG) och N-acetylmuraminsyra (NAM) till vilken peptider är korsbundna.
Tvärbindnigar mellan nam-nam och nag-nag
Vad är LPS?
- LPS är lipopolysackarider och är toxisk om den kommer ut i blodbanan.
Vilka bakterier har LPS?
Endast Gram negativa bakterier har LPS
Vilken del av LPS är toxisk och vad gör de?
- Lipid A är den toxiska delen av LPS
- LPS är ett endotoxin (endo:ende, sitter på änden), orsakar inflammation, påverkar immunceller när de kommer i blodbanan.
Vad är Pili- fimbrie?
- Fina hårlika strukturer som sitter på bakterier
-Uppbyggda av proteiner - Antalet varierar
- Vanligast hos Gram prositiva (men finns hos gram negativa också).
Vad är Pilis funktioner?
Används för adhesion
- Har inget med rörighet att göra
- De kan binda till speciella receptorer som dom stöter på.
- Bakterien har stor chans att adhera på ett visst ställe.
- Vissa har en special funktion t.ex. vid adhesion(fästa) eller där en specifik typ (sexpili) medverkar vid överföring av genetiskt material mellan bakterier.
Vad är flageller?
- Uppbyggda av proteinet flagellin
- Gör att bakterier kan röra sig (motila)
- Komplicerad motor i cellväggen som driver rörelsen
Har alla bakterier flageller?
Nej
Hur fungerar Flageller?
- Motorn gör att flagellen snurrar runt och bakterien kan röra sig.
- Bakterien känner av om det finns näring i omgivningen, så den går mot gradienten där näringen finns. Väljer en rikting, stannar av, tar en annan rikting.
- Bakterier kan ha flera flageler, på en sida eller runt hela bakterien. Kan även vara inne i bakterien (i periplasmatisk utrymme) och inte exponeras för miljön utanför bakterien.
Vad är kapsel?
- Vissa bakterier kan producera en kapsel runt sig som består av polysackarider och kan vara ganska tjock
- Gör bakteriekolonier “slemmiga”
Vad är kapselns funktion?
Motverkar fagocytos (fagocytos: imunsystemet tar bakterien och oskadlig gör dom)
- fagocytos: bygger på att imunnsystemet ska känna igen bakterierna som främmande. Kapseln gör att imunsystemet inte kan känna igen bakterien.
- bakterier är utsatta för yttre hot, ex imunsystemet, systemet har svårare om bakterien har kapsel och är slemmiga
- Maskerar antigen, kan maskera olika proteiner som sitter på ytan, kapseln döljer dessa.
- Skyddar bakterien mot t.ex uttorkning
- Underlättar adherens till epitelet hos värddjuret
Bakterie tillväxt, betydelse?
bakterie tillväxt = cellen delar sig
Hur sker bakterie tillväxten?
- Bakterier förökar sig genom binär fission: behöver fördubbla sin arvsmassa
- Tillväxt av en population av bakterier innebär att antalet celler ökar enligt 2 →4 →8, osv →2n)
- Bakterien måste dubbla sin arvsmassa, en kromosom måste bli två. En ny kromosom bildas, de separeras och efter ett tag börjar en cellvägg växa mellan kromosomerna. När hela processen är färdig är bakterierna åtskilda och vi har nu två identiska bakterier, med ribsosomer, nukleoider osv.
- Det tar väldigt olika lång tid
Vilka fyra faser är det i den bakteriella tillväxtkurvan?
Lagofas, Logofasen, Stationärfasen, Dödsfasen
Förklara Lagofas
(förberedelse fas): först tar det tid för bakteriet att anpassa sig och se vart de är. De ställer om enzym systemet. Det händer inte något med tillväxten utan sker saker inne i bakterien
Förklara Logofasen
De växer exponentielt (1→2→4), snabbt och så mycket det går.
Förklara Stationärfasen
något tar slut ex, närings ämne, det blir för surt osv. Lika många bakterier som blir till (genom delning) som dör.
Förklara Dödsfasen
Bakterierna dör, fler dör än blir till.
i vilken fas sker sporbildning?
när de är i stationärfas, påväg till deklination har dom en vilo fas där sporrer bildas.
Varför har vissa bakterier sporer?
- Sporbildning eller sporulering är ett sätt för bakterier att överleva extrema betingelser som svält
Vilka två släkten har sporer?
Sporbildande patogener hittas framför allt inom två släkten som är relevanta för oss, nämligen Bacillus och Clostridium
vad kan sporerna vara lokaliserade i bakterien?
Sporbildare kan karaktäriseras genom sporens lokalisation; central(mitten), terminal (änden) eller subterminal (nära änden).
Hur knäcker man sporer?
- Sporer är mycket resistenta även mot värme
- Kan överleva under många år ex. i jorden
- Tål generellt ogynnsamma förhållande, men man knäker sporerna med mycket hög värme i lite längre tid, 121 grader i typ 15 minuter.
Beskriv processen av en spor
- I stationärsfasen kan de gå in i “vila”, förlorar vatten och krymper, ingen enzymatisk aktivitet
- Flera lager av olika substanser bildas runt sporen
- Förblir inaktiva (vilande) under ogynnsamma förhållanden
- Allt DNA samlas i sporen och vatten går till den
- Bakterierna packar ihop allt sitt DNA i sporen, den enzymatiska aktiviteten sjunker och går ner mot 0 och ett tjockt skal bildas. De tål då temperaturskillnader väldigt bra, och kan ligga inaktiva under väldigt lång tid om de ligger på rätt ställe!
- När rätt miljö finns igen så kan sporen omvandla sig till en cell igen
Vad är ”quorum sensing”?
När bakterie antalet ökar kan de börja kommunicera med varandra ”quorum sensing” leder till samordnade aktiviteter hos en och samma art men kan även påverka andra arter!
beskriv processen och funktionen av biofilm
- Bakterie kan adehera på en ytan (vad som helst). En bakterie binder in och den börjar då växa samt bilda kapsel material. Stor mängd kapselmaterial bildas och på kapselmaterialet kan andra bakterier bilda in och leder till att bakterierna binder in till varandra.
- Bildas stora biofilmer där bakterier ligger ihop (Kan vara samma eller olika bakteriesläkten i samma biofilm).
- När bakterie antalet ökar börjar bakterierna producera olika kemiska föreningar eller peptider som kan trigga igång expressionen av olika gener som styr olika förmågor.
- När det har blivit tillräckligt stort kan bakterierna börja kommunicera med varandra (kan även komunicera mellan arter), vilket gör att de beter sig lite annorlunda- qourum sensing sätter igång.
hur många procent av de microorganismer som koloniserat ett djur är bkterier?
Vi bär med oss (på oss och i oss)! 90% är bakterier, bakterier vilket motsvarar 0,2-1 kg. Resten är ex svampar.
hur fungerar de bakterier som vi bär med oss?
- De flesta tillhör normalfloran(normalflora=microbiota)
- Bland dessa är det största antalet ofarliga (kommensaler) men det finns också interaktioner där mikroorganismerna är att beteckna som parasiter (patogena)
- vi bär med oss petogena bakterier, men dom är inte alltid patogena utan blir patogena om det är rätt omständigheter, ex värden får ett sår eller blir sjuka osv.
- På/i sterila områden inre organ och blod ska det inte finnas bakterier
- Koloniseringen börjar vid födelsen
T- usentals arter växer och delar sig och utvecklar sig på och i våra kroppar - En relation som är dynamisk, dynamiken går upp och ner.
varför gillar bakterier huden?
- Ytan varierar avseende t.ex. fukt, temp., antal svett- och talgkörtlar.
- Huden har körtlar vilka utsöndrar näringsämnen för mikroorganismer t.ex. urea, aminosyror, salter, mjölksyra och lipider vilket också medför att pH ligger på runt 4-6. Detta gör att bakterier trivs bra.
vad består normalfloran på huden av?
- Normalfloran på huden består främst av Gramporitiva bakterier samt svampar
- ”Resident” = mer eller mindre ”alltid” förekommande (ex. Staphylococcus Gram+)
- ”Transient” = tillfälliga besökare, ska inte vara där, men huden har blivit kontaminerad på något sätt, den överlever inte speciellt länge. (ex. E. coli Gram-,)
vilka faktorer kan påverka normalfloran på huden?
- klimat, ålder, hygien, hår/päls och olika områden på huden kan påverka normalfloran på huden.
vad finns det för olika faktorer som kan hämma/gynna olika bakterier?
Faktorer som produceras och hämmar mikrobiell tillväxt t.ex. lågt pH, hög salt konc, lysozym, antimikrobiella peptider, lipider kan hämma vissa och gynna andra
Normalflorar i munnen
- Saliv innehåller antibakteriella substanser ex. lysozym och lactoperoxidas
- Tänder koloniseras (bl.a. av streptokocker) vilket kan ge upphov till karies och tandlossning. tandfickor är områden med goda förutsättningar för bakteriell tillväxt (området mellan tand om tandkött)
Vad har bla munnen för skydds system?
Mukösa membraner/slemhinnor. Täckt av mukus (glykoproteiner)
ur fungerar mukuset som skydd?
- Ca. 85-90 % infektioner är förlagda till någon slemhinna
- bakterierna binder upp i mukus(slemet), men mukus(slemet) omsätts och förs ner i kroppen och kan oskadliggöras av imunförsvaratet(förhoppningsvis)
exemepl på tre substanser i mukus.
- I mukus finner man antimikrobiella substanser (proteiner) såsom ex:
- Laktoferrin: järnbindande protein
- Laktoperoxidas är ett enzym medverkar till att hämma bakterier.
- lysozym: bryter bindningarna.
Hur fungerar Laktoferrin?
Laktoferrin: järnbindande protein
- Järn är en bristvara, och bakterier behöver järn för att växa. Kroppen skapar laktoferrin som bindar järn så att bakterierna inte tar det innan värdens normalflora.
Hur fungerar Laktoperoxidas ?
Laktoperoxidas är ett enzym medverkar till att hämma bakterier. Bakterierna fångas in i mucus och kommer inte in i cellen.
Hur fungerar lysozym?
lysozym: bryter ned cellväggen (petidoglykan) hos främst Grampositiva bakterier. bryter bindningarna, så kedjorna i bakteriena försvagas vilket leder till att bakterien dör
Vad består normalfloran i mag-tarm kanalen av?
- Är sammantaget ett mycket mikrobiellt komplext system. Tusentals arter bakterier, och stamar av samma arter kan göra olika saker.
- normalflorans sammansättning variera beroende på vilket område i tarmsystemet man väljer att studera.
stammar av samma arter, olika stammar kan göra olika saker.
Hur fungerar normalfloran i mag-tarm kanalen?
normalfloran kan medverka i olika metaboliska processer t. ex. bryter ner föda, vitaminsyntes, steroidmetabolism och stimulerar immunsystemet etc. Bakterier är med och ser till så vi mår bra
- Normalfloran skyddar oss från kolonisering av patogena mikroorganismer, patogena ska konkurera med den existerande normalfloran vi har. koloniseringsresistens
- Att man får in en patogen bakterie märks inte alltid på grund av normalfloran, beror på mängden som lyckas växa till
Kan även finnas patogena bakterier som i vanliga fall inte skapar problem, de blir problem när man rubbar tarmfloran, ex antibiotika. Man kan trycka ner vissa och gynna andra ex.
Vad händer om formalfloran rubbas i mag-tarm kanalen?
det relativa antalet av vissa grupper vilka ingår i normalfloran kan förskjutas beroende på t.ex. kosten, läkemedel (antibiotika) vilket påverkar magen och avföringen.
pH i mag-tarmkanalen
Lågt pH i magsäcken, så många bakterier inaktiveras och dödas (både bra och dåliga). Vissa kan överleva och åker igenom. I tarmsystemet förändras pH, först mindre surt sen blir det basiskt.
normalfloran i Urogenitala trakterna
urinblåsan är vanligtvis steril, men urinröret kan vara koloniserade av olika bakterier som t.ex. E. coli , Proteus. Dessa “flushas” ut när man kissar
Exempel på normalfloran i övre luftvägarna
streptokocker, stafylokocker, Gramnegativa stavar
Normalfloran i nedre luftvägarna
få bakterier, ska inte finnas bakterier här
Nämn ett mekanaiskt skydd mot bakterier
huden är ett mekaniskt skydd som hindrar bakterier att komma in.
Tre huvudfaktorer i värd/patogen förhållanden som påverkar resultatet
- Antalet patogener som infekterar värden (infektiös dos)
- Graden av virulens (patogenisitet) hos mikroorganismen, hur patogen är bakterien? låg eller hög virulenta(patogena)
- Värdens försvar eller motståndskraft. sjuka, gamla, eller unga som inte stött på bakterien tidigare.
Är infektion=sjukdom?
Nej,
mekanisk skada som skadar epitelcelllagret kan göra att microorganismer kommer åt såret på något sätt och blir en infektion, men det läker snabbt eftersom vi har så bra system som reparerar. Så man blir inte sjuk.
Balans mellan patogen och värd påverkar av?
- Påverkas av flera faktorer såsom t.ex
- dos,
- ålder,
- stress,
- diet,
- fysiskt och kemiskt försvar,
- värd-patogen specificitet(ex. djur blir sjuka men inte männsikor, eller tvärt om = värdspecifika),
- organ-patogen specificitet
- immunologisk status hos värden (har kroppen stött på den förut) osv
När faktorer från både, bakterie,värd och omgivning överlappar leder det till sjukdom.
Faktorer hos bakterien:
- Virulens hos patogen
- Inkörsport - var kommer den in
- Infektionsdos
- Vävnadstropism, var hamnar den
- Känslighet för värdens immunförsvar
Faktorer hos omgivningen:
- Stress
- Klimatfaktorer
- Näringsbrist
- Infektionstryck
- Vektorer t.ex. insekter
Faktoren hos värden:
- Art
- Genetiska faktorer, ras
- Ålder
- Kön
- Fysiologiska faktorer
- Motståndskraft mot infektion, immunosuppression
- Andra sjukdomar, skador
Två indelningar av imunförsvaraet
nedärvt system
och
adaptiva systemet(kroppen måste lära sig = antikroppar)
Sätt för bakterier att undgå immunförsvaret
komplementaktivering
- immunförsvaret känner igen en främande bakterie, proteiner binder till den och det blir en kaskad mekanism och tillslut bildas i slutändan ett komplex som dödar bakterien.
bakterien har sätt att försvåra kedjan i kaskad mekanismen (kedjorna mellan proteinerna) så kaskad reaktionen inte kan fortsätta.
- Förvärvat immunförsvar (adaptive immune response)
- Antikroppar som undviks genom at de ex. bryter ner antikroppar
- Fagocytos
- När bakterien bryts ner/äts upp av immunförsvaret (av makrofager). Då finns de bakterier som försvårar fagocytos. Ex kapseln förhindrar att fagocyterna kan förstöra bakterierna
Vad menas med intracellulär och extracellulära patogener?
Vissa bakterier kan överleva intracellulärt (i cellen) pga de sätt de lyckas undangå imunförsvaret, t.ex. epitelceller, neutrofiler och makrofager.
Övriga som inte kan överleva intracellulärt kallas extracellulära patogener
två indelningar av intracellulära patogener
Kan delas upp i:
fakultativa intracellulära patogener ex. Salmonella, Listeria, Brucella, Mycobacterium, vissa stammar av E. coli
- kan växla, de kan överleva utan värdens celler men dom kan också gå in i dom och överleva.
obligata intracellulära patogener ex. Chlamydia, Rickettsiae
- måste ta sig in i en värdcell för att kunna överleva, växa och dela sig.
Vad är virulens?
Virulens: är ett relativt mått på förmågan hos en patogen att orsaka sjukdom
Två indelningar av patogener
- Primära patogener: orsakar sjukdom vid direkt kontakt med en frisk värd
- Opportunistiska patogener: tillhör normalfloran men kan orsaka sjukdom om värden är försvagad eller om bakterier får tillträde till ex.vis. ett sår
Patogener kan orsaka olika typer av infektioner t.ex:
- Subklinisk: mindre ibland svårupptäckta infektioner, ganska vanliga
- Abscesser: lokal infektion, inflammation, varbildning
- Akut: Kortvariga och svåra infektioner
- Kronisk: Långvariga, svåra att bli av med, återkommande
- Nosokomial: Infektion som utvecklats vid till ex. sjukhusvistelse
- Zoonotisk: Infektion som sprids mellan djur och människa
Patogener kan orsaka olika typer av infektioner t.ex:
- Subklinisk: mindre ibland svårupptäckta infektioner, ganska vanliga
- Abscesser: lokal infektion, inflammation, varbildning
- Akut: Kortvariga och svåra infektioner
- Kronisk: Långvariga, svåra att bli av med, återkommande
- Nosokomial: Infektion som utvecklats vid till ex. sjukhusvistelse
- Zoonotisk: Infektion som sprids mellan djur och människa
Vad betyder LD50?
letal dos 50% dör
Olika patogen-producerade produkter som bidrar till den sjukdomsframkallande förmågan hos patogenen, kan vara;
- Toxiner med olika verkningsmekanismer
- Kapsel kan förhindra fagocytos, bidra till adhesion
- Sideroforer järnbindande föreningar
- Specifika enzymer som bryter ned värdstrukturer proteiner eller DNA
- Adhesionsfaktorer, ex. pili/fimbrier, specifika cellyteproteiner som binder till värdcellskomponenter
- LPS, lipopolysackarider. Räknas som virulensfaktorer eftersom när de kommer ut orsakar de problem. Finns bara hos gram -
- Flageller, räknas eftersom de hjälper patogener att röra sig
- Anti-fagocytära proteiner
vad bestämmer om patogenen eller immunförsvaret vinner?
Det är hela tiden en kamp mellan immunförsvaret och virulensfaktorerna! Vem som vinner beror på omständigheter.
Var finns virulensgenerna?
- Virulensgenerna kan återfinnas på olika platser i genomet i kromosomen eller på t.ex. plasmider, bakteriofager
- Antalet virulensgener som kodar för olika faktorer kan skilja sig mellan olika stammar inom varje art!
kan virulensfaktorer överföras mellan bakterier?
Virulensfaktorer kan liksom antibiotikaresistens överföras mellan olika stammar (arter) genom konjugation, transformation, transduktion!
Generella mekanismer hos patogener:
Generella mekanismer hos patogener
- Kontakt och överföring
- Adhesion
- Kolonisering
- Toxicitet
- Spridning-invasion
- Vävnadsskada, sjukdom
Obs! Alla patogena bakterier behöver inte använda alla mekanismer för att vara patogen och betydelsen av de olika mekanismerna varierar
Vilka källor kan patogener komma från (två grupper)
- Endogen (innuti) – t.ex. opportunist som vi bär med oss
- Exogen – från en annan källa, infekterat djur, människa, reservoar(typ bakterien är på en reservoas(ex gnagare) som vi kommer i kontakt med)
Inkörsport för bakterier:
- Respirationsvägar
- Gastrointestinal
- Hud
- Öron
- Ögon (konjunktiva)
- Urogenitalia
Överföring av baktereier
- Direktkontakt
- Aerosol - luftburen
- Oral
- Fekal-oral
- Bett
- Vertikal - mamma/barn
- Sexuell
- Vektor ex. fästingar, insekter
- Latrogen (via åtgärder inomsjukvården kanyl etc)
kan patogener infektera via epitelceller?
Ja, Patogener kan infektera på olika sätt t.ex. via sår eller via epitelceller.
Det finns bakteriner som kan ta sig igenom mucus, in i epitelcellen och förökar sig och tar sig vidare. Det finns andra som tar sig igenom och sätter sig mellan celler och tar sig vidare därfrån
vad betyder Adhesion?
Adhesion: process där bakterien via s.k. adhesiner (adhesionsfaktorer) kan binda till värden (värdceller).
Adhesionsfaktorer hos bakterier kan vara:
- Kapsel
- specifika proteiner: Sitter som pili på bakterien och hjälper att starta adhesionsmekanismen för att bakterien ska fästa sig
- lipoteikonsyra (ingår i cellväggen/membranet Gram +)
- pili/fimbrier (består av proteiner vilka bygger på långa utskott)
Specifik och icke-specifik adhesion
- adhesionen kan vara specifik eller icke-specifik
- specifik adhesion – värdspecificitet (vissa bakterier binder specifit till receptorer til till värd djuret), vävnadstropism (specifik adhesion – värdspecificitet (vissa bakterier binder specifikt till specifik vävnad.)
- Adhesionen kan t.ex. vara till receptorer på epitelceller eller till komponenter i ett sår t.ex. extracellulära matri
Hur ser man om en bakterie adherat via kapsel eller protiner?
med kapsel ligger de tätt mot ytan, med protiner är den utskott som fäster i ytan och är därmed ett mellanrum mellan bakterens kropp och ytan.
Vad sker under kolonisering?
Kolonisering (börjar tillväxa): Efter adhesion tillväxer bakteriepopulationen. Vissa patogener kan t.ex. producera
- olika toxiner och/eller
- vävnadsnedbrytande substanser och/eller
- överleva inne i vissa värdceller
Samt
Producera olika komponenter som hjälper bakterien att undvika immunförsvaret t.ex.
Vad kan patogener göra för olika komponenter som hjälper bakterien att undvika immunförsvaret t.ex.
- producera antifagocytära proteiner: motverka att immunförsvaret oskliggör dom
- maskering (ex. binda olika värdproteiner, bilda kapsel)
- variera sina ytantigener (varierar proteinet på utsidan, så bakterien har förändrat sig så immunförsvaret inte känner igen dom och ser dom som något nytt och då tar det längre tid för immunsystemet att ta hand om dom.
Exotoxiner hos patogener, och tre huvudgrupper av dessa.
Toxicitet: förmågan att producera toxiner
Exotoxiner: toxiner som transporteras ut ur bakterien tre huvudkategorier:
- cytotoxiner: proteiner som lyserar värdceller (ex. hemolysiner(förstör röda blodkroppar), leukocidiner) - AB- toxiner: ex. difteria-toxin, består av protein två subenheter som inhiberar proteinsyntesen. AB- toxiner kan också vara neurotoxiner, eller verka på tunntarmen - Superantigener: proteiner som binder samtidigt till både receptorer på värdens TH celler och receptorer på antigenpresenterade celler. På detta sätt låser superantigenet cellcell komplexet vilket leder till cytokin – produktion hos värden vilket i sin tur leder till en systemisk inflammationsreaktion- ”toxic shock syndrome”
Två olika sätt för hemolys
- Hemolysin som bildar porer i membranet. por bildas och vatten kan komma in i blodkroppen och den expanderar och spriker.
- Hemolysin (lecitinas) som destabiliserar membranet genom att klyva fosfolipiderna. Bakterien bildar ett enzym som klipper sönder huvudet på fosfolipidernaså de blir ostabila och tillslut dör.
Vad gör AB-toxiner?
inns väldigt många typer av ab-toxiner, vissa slår på nervceller vissa på protein.
ex:
- Grampositiva bakterien Corynebacterium diphtheriae (humanpatogen) orsakande difteri(Andra arter av Corynebacterium kan ge olika sjukdomar hos djur)
- C. diphtheriae producerar ett AB-toxin som sprids systemiskt effekt på olika organ ex. hjärta, njurar. Toxinet hämmar proteinsyntesen hos värdceller
Hur fungerar AB-toxin som slår på protien syntesen?
AB-toxin, ett protein, som består av en A del och B del som sitter ihop. B delen är den bindande delen och binder till receptorer i membranet. Då klyvs membranet och a delen kommer in. A delen är den toxiska delen och inhiberar protin systesen i cellen så att cellen dör.
Vad kan superantigener orsaka?
Superantigener kan orsaka massiv T-cellsaktivering och cytokinfrisättning vilket kan leda till systemisk chock (toxic shock syndrome)
Är superantigen ett protein?
Ja
Hur fungerar superantigen?
antigen-presenting cell visar ett främande protein för th cellen som ska skapa antikropp.
proteiner som är främande ska man bilda antikroppar mot. Cellen behöver skicka signaler till andra celler om detta. Två celler har kontakt med varandra väldigt kort tid för detta. Superantigen kan låsa ihop cellerna i kontakten och då blir det en kaskad effekt. vilket gör att allt i th cellen aktiveras, och immunsystemet går ammock. Kan leda till att patienten dör i chock. kan vara snabba förlopp.
kan sätta in antibiotika, men eftersom superantigenen redan skapats räcker inte det.
Exempel på bakterie som prodicerar superantigener
steptokocker.
Vad är Enterotoxiner ?
Enterotoxiner (proteiner) är en speciell grupp av toxiner (där vissa kan vara AB-toxiner):
- verkar på tunntarmen och ger diarré
Exempel på etrotoxin prodicerande bakterier
Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens, Vibrio cholerae, E. coli, Salmonella enteritidis
Vad ska man koppla till när man hör entro?
entero = tänk på tarm och att diarre är symtom för dom
Endotoxiner
Endotoxiner finns i bakteriecellerna.De fungerar som en del av bakteriens cellvägg och består avlipider.
- LPS är den toxiska delen av bakterien
- productionen av lps är inget problem om det håller sig i tarmarna, men om de kommer ut i blodbanan kan de ställa till problem. kan utföra sin toxiska förmåga trotts att bakterien är död.
Symtom och effekter av LPS
- Ospecifik generell effekt, inflammation, Feber, kräkningar, diarré
- Systempåverkan kan leda till organsvikt, chock och död
Varför behöver man tänka extra på vilken antibiotika man behandlar
- tänka sig för vilken antibiotika eller bahandlinga man gör, om man tar dör på bakterien kan de bli att det frigörs mycket LPS och det blir en chock.
Varför behöver man tänka extra på vilken antibiotika man behandlar endotoxiner med LPS med?
- tänka sig för vilken antibiotika eller bahandlinga man gör, om man tar dör på bakterien kan de bli att det frigörs mycket LPS och det blir en chock.
Måste man kolla att det inte är lps i vatten?
Ja, det finns gramnegativa bakterier i vatten, men vi måste kolla att det inte finns lps i vatten! (i sverige kontrolleras dricksvatten av reningsverk)
Vad menas med spridning-invasion?
Förmågan att för en patogen att tillväxa i värden i så stort antal att patogenen inhiberar normala funktioner hos värden
Hur fungerar invadering av vävnad?
bakteriers olika virulensfaktor (kallas ibland invasiner) kan samverka för att orsaka en lokal skada på komponenter eller värdceller och hjälpa bakterien att spridas ”spreading factors” till andra organ t.ex.
- hyaluronidaser
- kollagenaser
- elastinaser
- olika typer av proteaser, lipaser
- olika immunomodulerande proteiner
Spridning av bakterier via blodbanor
- Sepsis är ett allvarligt tillstånd oftast orsakat av bakterier
- Orsakar spridning av bakterier till olika organ
- Den inflammatoriska reaktionen kan orsaka små koagel i blodkärlen med minskad syresättning som följd
- I allvarliga fall organsvikt, minskat blodtryck och septisk chock
- Kan börja med en liten skada, riskgrupper: människor/djur med dåligt immunförsvar, unga individer, nyligen hospitaliserade
Kan en patogen ha flera virulensfaktorer?
Ja, en patogen bakterie ha ett fåtal virulensfaktorer eller som i vissa fall t.ex. Staphylococcus aureus ha ett stort antal virulensfaktorer där betydelsen av varje enskild virulensfaktor kan variera beroende på situation
hur påverkas vävnadsskada, sjukdom av patogener?
- Hur skadan/sjukdomen yttrar sig beror på patogen och situation
- Lokalt eller systempåverkan
Antimikrobiell kemoterapi betyder:
Antimikrobiell kemoterapi: äldre benämning på behandling av en infektion
med en kemiskt framställd substans med selektiv toxicitet - antimikrobiell effekt
Antibiotika är:
Antibiotika: kemisk substans som produceras av en mikroorganism som har
antimikrobiell effekt (hämmande eller dödande) på andra mikroorganismer.
Även syntetiska/semisyntetiska antibakteriella substanser kallas idag för antibiotika.
Antibiotikaresistens är:
Antibiotikaresistens: bakteriers adaption till antibiotikans toxiska effekter
Vad är sekundär metaboliter?
Mikroorganismer som producerar giftiga ämnen ingår i gruppen sekundär metaboliter - behövs inte för att bakterien ska kunna leva, de har något extra utöver nödvädigt för att dela sig.
Varför har vissa microorganismer sekundär metaboliter?
Normaltillståndet är svält så de måste konkurrera. Svamparna konkurrerar genom att när de tar hand om näringsämnena de hittar inhiberar de “grannarna” runt omkring sig. Ger en fördel som gynnar ens överlevnad.
Vad är inhibitionszoner
Inhibitionszoner - där växer det ingenting och man kan dra slutsatsen att den prodcocerar nåt som inhiberar det runtom
De mest kända sekundära metaboliterna?
antibiotika
Vilka mikroorganismer producerar antibiotika?
Exempelvis:
- bakterier - Streptomyceter och actinomyceter
- svampar – Penicillium.
kan producera flera typer av antibiotika
Vad menas med selektiv antibiotika?
- Antibiotikan måste vara så pass selektiv att det inte slår på våra egna celler, annars blir det toxiskt.
- Är dock inte så pass selektivt att det inte går på andra bakterier i våra kroppar, det slår mot normalfloran också. Kan ex. påverka magen och avföring.
Vilka strukturer kan antibiotika verka på
Kända antibiotika inhiberar/verkar mot olika processer/strukturer:
- Cellväggssyntesen- pencillin går in och förstör cellväggssyntesen, vi har inga cellväggar bara bakterien som dör
- Proteinsyntesen
- Nukleinsyrasyntesen
- DNApolymeras, helicas, gyras
- RNApolymeras
- Metabolismen
- Folsyrasyntesen
- Fettsyrasyntesen
- Cellmembranet
Vad innebär Bakteriostatisk?
– hindrar tillväxten av en bakterie, men om antibiotikan försvinner kan bakterien växa vidare (antibiotika tillräkligt länge för att immunsystemet ska få tid att ta hand om det, sålänge de inte växer och delar sig kan imunsystemet ta hand om dom)
Vad innebär Baktericid?
dödar bakterien
Vad betyder Bakteriolytisk?
dödar och lyserar bakterien
Vad innebär bredspektrum och smalspektrum?
Micro organismer kan delas in i bredspektrum som påverkar många bakteriearter och smalspektrum som påverkar få bakteriearter
- Man ger ofta bredspektrum i början eftersom man inte vet än exakt vilken bakterie det är
- Går att skifta sen till smalspektrum-antibiotika
Varför ska vi ha bredspektrum?
Ofta behöver vi få effekt av antibiotikan innan vi hinner odla fram exekt vilken antibiotika patienten behöver. Då låter vi patienten gå en stund på bredspektrum innan vi får testresultatet och kan sätta in smalspektra
Väljer man olika antibiotika beroende på bakterie?
Ja. Först måste man identifiera bakterien → leder till val av antibiotika.
tre olika metoder att bestämma resistensen hos bakterien:
- Odling i rör med olika koncentrationer antibiotikum
- Diskdiffusionsmetoden ”Lapp-test”
- E-test
Vad är MIC värde?
MIC - värde som bestämmer om det går att använda den här speciella antibiotikan för den här speciella infektionen. När den börjar hämma.
Hur gör man Odling i rör med olika koncentrationer antibiotikum?
- serie av provrör med odlingsmedel, hög koncentration med antibiotika som minskar. Sen ympar man bakterierna och då ser man om det växer bakterier eller inte. avläses tillväxten i rören..
MIC värdet visar om det går att använda den typen av antibiotika på den bakterien på den patienten.
Hur gör man lapp testet?
Diskdiffusionsmetoden ”Lapp-test” - Agarplatta med bakterier som man vill testa. Lägger på lappar med olika typer av antibiotika. Sen kollar man på inhibitionszoner och mäter diametern och märker om de är resistenta eller inte. På diametern kan man räkna ut MIC-värdet.
ingen zone runt: antibiotikan fungerar inte
mäter diamentern på de zoner man har, så går man in och ser mic värdet genom färdiga tabeller.
Hur gör man E-test?
E-test - Dränker in en pappersremsa så man har en hög koncentration antibiotika högst upp och låg längst ner. Man sprider bakterier på agarplatta och lägger på lapparna med olika typer av antibiotika. När bacterian når lappen= där är MIC värde. Då kan man läsa av MIC-värdet direkt på lappen eftersom den har siffror på sig.
Vad är mutation och när sker det?
- baktereier kan mutera, blir ibland fel vid replikationen och då finns det en mutationsfrekvens. någon av de mutationerna kan vara antibiotika resistent, när de växer och delar sig bär dom med sig resistensen.
Vad är horisontell genöverföring?
ger en snabb överföring av resistensgener till
bakterier av samma art men också till andra arter.
mutationen kan föras över till andra bakterier.
Sker via tre olika mekanismer 1) transformation, 2) transduktion och 3) konjugation
Hur kan genetisk information överföras mellan bakterier? (Två sätt)
- Mutationer i DNA
- Större eller mindre förändringar i form av basparsutbyten, insertioner eller deletioner
- Kan uppkomma spontant eller vara inducerade av t.ex. UV-strålning
- Därefter sprids denna eftersom den delar sig och överlever bättre
- Horisontell genöverföring
- Resistensgenerna kan föras över från en bakterie till en annan
- Ger en snabb överföring av resistensgener till bakterier av samma art men också till andra arter
- Sker via tre olika mekanismer
- 1) transformation - upptag av fritt DNA
- 2) transduktion - plasmidmedierad överföring
- 3)konjugation - virusmedierad överföring
- Vilken mekanisk som är vanligast hos en art varierar
- Även virulensfaktorer kan överföras på samma sätt
Hur fungerar transformation?
- Upptag av fritt DNA från omgivningen.
När den delar sig finns det dna i omgivningen från andra arter eller likannde som de plockar upp och det binds in i bakterien- blir en del av den.
Förklara plasminder
Plasmider är uppbyggda av DNA. Förekommer som extrakromosomala element.
- vissa arter har inga plasmider, vissa har många.
- Kan spridas mellan olika stammar av samma art men också mellan olika arter
- Spridning kan ske via t.ex. konjugation – konjugativa plasmider
- Vissa stammar kan ha flera olika plasmider men också förlora plasmiderna
- Vissa kan även integreras på kromosomen
- Kan vara bärare av olika typer gener vilket har t. ex. medicinsk betydelse – antibiotikaresistensgener, virulensfaktorer
vilken gen är det som gör att plasminden kan förflytta sig mellan olika bakterier?
tra genen
tra betecknar en region på plasmiden som kodar för flera proteiner vilka är nödvändiga för konjugationen
Konjugation mellan två bakterier. Sexpili kodas av gener (i tra –regionen) på F-plasmiden
Förklara konjektionsprocessen
Plasmiden replikeras via en s.k. ”rolling cirkel” mekanism
Sexpili fäster, dras ihop bakterierna och dom möts. en kopia av sig själv förs över (till den bakterien utan sexpili), en sträng förs över, och ersätts i sexpili bakterien. en enekelsträng tas över till den andra bakterien och då anlägs den andra strängen, då bryts bryggan mellan bakterierna. en kopia av plasmiden har förts över.
- Kan leda till multiresistensa bakterier
Vad är Bakteriofager?
Bakteriofager (fager) = virus som infekterar bakterier
Vad består fager av och vad är de?
- Fager består av proteiner och nukleinsyra (DNA eller RNA), flera olika typer
- Är beroende av värdcellen för biosyntes av nya fagpartiklar
- Fager finns ”överallt” jord, vatten, tarm, finns enorma antal fager.
Två olika sätt som fager kan förökar sig
(replikationscykel):
- Lytiska (virulenta) cykeln eller
- Lysogena (temperata) cykeln
Vad gör fager?
Viktigt! Fager har stor betydelse för genöverföring (transduktion) mellan olika bakterier och fager kan vara bärare av t.ex. antibiotikaresistens, virulensfaktorer etc
vad är Makrofager ?
Makrofager - virus som infekterar bakterier
Hur fungerar fagern?
- Landar på bakteries membran
- Fäster
- Gör hål på membranet
- Sprutar in sitt DNA
- När DNAt kommer så börjar fagens DNA att bli till dubbelsträngat
- Bara fagDNA och fag-proteiner tillverkas nu i bakterien
- Fagpartiklar bildas och nya huvuden bildas ex.
- Nya fager strömmar ut som kan ge sig på fler bakterier
transduktion
Bakteriofag (virus) medierad överföring av DNA fragment
Två olika mekanismer
1. Generell transduktion
2. Specifik transduktion (tar vi inte upp på lektionen)
Tre sätten för Horisontell genöverföring
a) Transformationupptag av fritt DNA
b) Transduktionvirusmedieriad överföring av DNA
c) Konjugationplasmidmedierad överföring
Hur blir bakterierna resistenta?
- generna kan leda till att antibiotika blockeras från att tas upp.
- bakterien kan ha fått enzymatisk aktivitet som hämmar antibiotika
- antibiotika kan inte binda in
- bakterin har pummpar som pumpar ut antibiotikan.
Några viktiga resistenta bakterier
- MRSA – meticillinresistent Staphylococcus aureus många stammar kan vara multiresistenta
- MRSP - meticillinresistent Staphylococcus pseudintermedius
- VRE – vancomycinresistenta enterokocker
- ESBL – (extended spectrum betalactamase) producerande enterobakterier. Resistensen inte kopplad till en speciell bakterie utan endast för en resistens. Resistensen förflyttas framförallt mellan olika gramnegativa tarmbakterier som E. coli, Klebsiella pneumoniae och Proteus mirabilis
varför hänger inte antibiotika utveckligen med resistens utveckligen?
Utvecklingen av nya antibiotika är för långsam. Att utveckla ett nytt antibiotikum kan ta 10 år! Bakterier växer snabbt och kan mutera (vertikal resp. horisontell spridning)
Hur ska man motverka antibiotikaresistensutvecklingen?
- Förebygg sjukdom – friska djur/människor behöver inte antibiotika!
- Om antibiotika används se till att de används korrekt!
