Vækst, resistens og infektion Flashcards
Definition på Bakteirel generationstid for kokker og stave
Bakterielle generationstid ml 30 min og 20 timer.
Kokker: 1 delingszone
Stave: flere delingszoner
Generationstid: den tid det tager for en bakterie at dele sig
Den bakterielle vækstkurve:
Hvilefase (lac-fase): aktiv metabolisme og forberedelse på deling. Lac fase
Eksponentiel fase: tilvækst af bakterier. Næringsstoffer i medie opbruges og affaldsstoffer ophobes. Konstant fordoblingstid. Homogen kultur.
Stationær fase: ingen tilvækst af bakterier pga langsom deling af bakterier + gradvist død når næringsstoffer ophører. Både vækst og død. Heterogen kultur. Begrænsning i næring og stigning i affaldsstoffer.
Tilbagedannelsesfase (dødsfase): hvor antal bakterier falder, først dør de gale og derefter dør de nye. Affaldsstoffer akkumulerer. Begrænsning i næringstoffer.
Hastighed afhænger af betingelse m. hensyn til næring, atmosføre, pH og temp.
Mangel på essentielle stoffer er ikke lig dødsårsag - de kan bare ikke dele sig.
Celledeling i bakterier
Bakterier replikeres ved binær fission. Starter i origo på DNA streng, DNA helicase, Template sterng, DNA polymerase, Identiske DNA, cirkulære, DNA ligase, Semikonservativ replikation.
Denaturerung
Denaturering: Er et fænomen, der opstår når et proteins struktur spaltes pga. ydre faktorer såsom:
vækst som funktion af biokemiske og fysiske faktorer
Ilt, ph, temperatur
Temperatur: For høje temperaturer kan tilføre stor mængde termisk energi, der er høj nok til at bryde bindingstyper, der gør sig gældende i proteinets tertiære struktur. Under denaturering brydes ikke-kovalente bindinger, der har betydning for proteinets foldning og dermed også biologiske funktion.
pH værdi: Ligeledes med temperaturen er surhedsgraden en vigtig faktor for bakteriers vækst.Opstår der en pH ændring, vil det have konsekvenser for bakterien, idet proteinerne i bakterien kan ændre struktur.
Denatureringen sker i den tertiære struktur mellem aminosyrernes radikaler, hvorved hydrogenatomer kan binde sig til negativt ladet oxygenatomer og derved bryde ion bindingen mellem hydrogen- og oxygen atomet.
Andre bindinger som hydrogenbinding og disulfidbinding (se bilag. Disulfide Bonds) denaturerer også ved pH ændringer. Hvis interaktionen mellem aminosyrerne bliver brudt vil proteinet miste sin oprindelige struktur, og kan derved miste sin funktion, hvilket resulterer i at cellen skades eller dør.
Sænke saltkoncentration
Renaturering: Når et proteins oprindelige tertiære struktur genopnås ved enten:
Sænkning af temperatur: Ved sænkning af temperatur fjernes den omkringliggende energi, der skal til for at bryde ikke-kovalente bindinger som CO- og NH-.
I det øjeblik at den omkringliggende energi sænkes, vil tiltrækningskraften mellem de ikke kovalente bindings-reaktanter være størst, og proteinet vil vende tilbage til sin oprindelige struktur.
Sænkning af pH
Øgning af saltkoncentration
Minimum, maksimum og optimum temperatur
psykrophil -5-15
psykrotrof 5-37
mesophil 5-50
thermophil 45-85
hyperthermofil 65-110
-
Væksthastighed afhænger af temperatur. Ved minimum temp. er bestemt langt overvejende det er at bakterierne kan holde deres membran funktionel (flydende), når membranen størkner fryses cellen og enzymer. Optimum er der hvor alt i gennemsnit fungere bedsdt. Maximum bestemmes af protein denaturering.
Alt efter bakteriens temps min og max:
Psykotrofe kan vokse i legemestemperatur og ned til -5.
Sygdomsfremkaldende: har optimum omkr kropstemperatur. ml. 15-45. mesofile.
Fiskesygdomme bakterier har temperaturoptimum svarende til vand temperature.
FOrskellige iltkrav i bakteirer
Obligat aerobe, Obligat anerobe, artotoletant anaerobe, fakultativt anarobe, mikroaerofil
Ilt har stor indflydelse på
Obligat aerobe: kræver ilt (repiration) til at vokse. vokser i toppen af rør.
Obligat anaerobe: ilt er toxisk (mangler enzymer) og vil kun vokse i bunden af rør.
Aero-tolerant anerobe: kan ikke bruge ilt men godt tåle ilt til at fermentere. De vil ses jævnt i hele røret.
Fakultativt anaerobe: kan vokse med respiration og fermentering, altså med og uden ilt. Bakteier i hele røret, men respiration er mere energieffektivt og koloni er tydeligst i toppen af røret.
Mikroaerofil: kræver ilt (respiration) men i laverer koncentration. kan ikke tåle ilt i atmosfæriuisk koncentration. vokser under vandoverflade.
Fermentering er obligat anerob.
Inaktiveringskurver i bakteirer
Bakteriehenfald beskrives som en eksponentiel funktion.
Betyder at det henfaldskurven er en ret linje i et semi- logaritmisk koordinatsystem D-værdien (T90) er den tid det tager at reducere populationen 90 % under de givne omstændigheder.
Z-værdi er den temperaturforskel der er nødvendig for at sænke D- værdien med faktor 10.
Dødskurven er ligesom vækstkruven eksponentiel.
Biofilm
Bakterielle populationer der har adhæret til hinanden og på den måde danner de en bipolymer matrix.
Kommer senere 🐑
Pseudomonas aeruginosa og mange andre bakterier danner biofilm i tilknytning til infektion. Hvad betyder det for behandlingsmuligheder og hvorfor?
Biofilm er kolonidannelse med ekstracellulæet polysakkarid (kapselmateriale) og proteiner og ekstracellulæt DNA der indkapsler bakteirerne i et protein/sukker/DNA matrix. PÅ et tidspunkt nedbrydes det og bakterierne frigives. Bakteirer i biofilm er 100-200 gange mindre fælsinmme for antibiotika mest et sprøgsmål om penetering men goså cellefysiologi. De er også beskyttet mod kemisk desinfektion (der skal knofedt til).
Metoder til inaktivering anvendt i det bakteriologiske laboratorium
Varme under tryk (autoklavering): 121 grader i 30 min, typisk i laboratorier.
Tørsterilisering ca 90 grader. Bruges tit i dyrelæge praksis på instrumenter i kirurgi.
Flamme (prøver fra døde dyr inden man udtager vævsprøver)
Alkohol og andre desinfektionsmidler. 70% alkohol er standard.
Kogning
Bestråling
UV lys (C-spektrum kan være praktisk anvendeligt)
Virker ikke: Frysning og køleskab.
Gruppering af bakterier pba kulstof og energikilde
Fotoheterotrof (lys, organisk kulstof)
Kemoheterotrif (lever af at nedbryde organisk stof og kræver organisk kulstof)
Fotoautotrof (lys, uorganisk kulstof)
Kemoautotrof (kemisk energigile og uorgnaisk kulstof)
Stofskifte i bakterier
Overblik over glykolyse, fermentering, respiration, glukoneogenese
Bakterier har stor variation i stofskifte:
Krebscyklus i et utal af variationer, da det er start på mange syntesevarianter i bakterier
Mange forskellige slutprodukter ved fermentering
Stor variation i biosyntese-kapacitet
Mange bakterier mestre anaerob respiration (nitrat, fosfat, tetrathionat som brintacceptor istedet for O2)
Antibiotika opdeles i forskellige klasser af efter hvad de påvirker
Antibiotika i forskellige klasser: aminoglycosider, peniciliner, macrolider etc.
Opdeles efter hvad de påvirker:
Cell wall synthesis: Beta lactamer (peniciliner), vancomycin, Bacitracin,
Nucleic acid synthesis: Quinoloner, Rifampiner
Protein synthesis ved at binde til ribosomer: 50s eller 30s.
Cell membrane huller: polymyxiner
ANtibiotikaresistens - mikrobiologisk og klinisk defifnition
Mikrobiologisk definition:
Når en bakteriestamme tåler mere antibiotika end vildtype populationen
Når en stamme har en resistensmekanisme som kan demonstreres enten fænotypisk eller genotypisk
Klinisk definition
Når en stamme forårsager en infektion, som ikke kan behandles med anbefalede doser af et antimikrobielt middel
Forskel på naturlig og erhvervet resistens
Naturlig resistens:
Naturlig resistens ses ved alle medlemmer af en bakteriegruppe (art/genus) og skyldes strukturel eller funktionel egenskab, som gør dem alle resistente over for et bestemt antibiotika. For eksempel:
Antibiotika kan ikke komme ind i cellen (ydre membran i G- bakterier lukker nogle antibiotika ude)
Målet findes ikke (Mycoplasma har ikke peptidoglycan som er mål for penicillin, og Grampositive bakterier mangler LPS som er mål for colistin)
Erhvervet resistens:
Når kun en subpopulation af arten/slægten er resistent - og denne subpopulation adskiller sig genetisk fra resten af art:
Ved enten tilstedeværelse af resistensgen
El. Tilstedeværelse af mutation der medføre resistens
Definere MIC, MBC, breakpoint, krydsresistens, coresistens.
MIC: Minimal inhibitory concentration: den antibiotika koncentration der hindre vækst af bakterien
MBC: Minimal bactericidal concentration: den antibiotikakoncentration der dræber bakterien.
ECOFF: Epidemiological cutoff er den MIC værdi der adskiller vildtypepopulationen fra stammer der har erhvervet resistens. Adskiller sensistive fra resistent bakteriegruppe.
