Medische microbiologie

Medische microbiologie:
H1: morfologie en taxonomie van bacteriën
Bespreek de celstructuur van eukaryote en prokaryote cellen:
waarin zijn ze gelijk en waarin zijn ze verschillend, en wat zijn de
fysiologische gevolgen hiervan?
PROKARYOTE CELLEN
Opbouw:
1.cytoplasma
Eenvoudig van opbouw
met vrij DNA (nucleoïd)
z organellen
groot # ribosomen
basofiel
granula met reservemateriaal
2.cytoplasmamembraan
Complexer dan eukaryoot
Functies organellen
- transport
- metabool orgaan
- biosynthese
- mitose-apparaat
3.celwand
- vorm
– stevigheid
– bescherming
- adherentie
(4.uitw structuren: kapsel, pili, flagellen)
(5.endosporen)
EUKARYOTE CELLEN
Opbouw:
1.cytoplasma
nt eenvoudig van opbouw
kern omgeven dr kernmembraan
organellen
afh cel tot cel
2.cytoplasmamembraan
3.gn celwand
Bespreek de opbouw vd celwand van bacteriën; waarin verschillen Gram-positieve van
Gram-negatieve bacteriën?
Alle bacteriën (uitz mycoplasmata) beschermen zich tegen uitw stress en de hoge inw osm
druk dmv een celwand.
Afh van soort verschillen ze qua opbouw, maar peptidoglycaan is het gemeenschappelijk
element van de celwand.
Gram+
Vele lagen peptidoglycaan
- stevigheid
- zeef
teichoïnezuren en lipoteichoïnezuren
adhesiemoleculen voor EC prot
vb adhesines
gn buitenste membraan
grampeptidoglycaan
bijkomend buitenste membraan
 LPS (endotoxines)
 Porines
 Specifieke permeasen
Hoe verstoren bepaalde groepen van antibiotica de opbouw vd celwand van bacteriën?
A) interfereren met inbouwen disacharide in de keten
B) interfereren met het transport van de disacharide bouwstenen naar buiten
C) verhinderen vorming kruisverbindingen door inhibitie transpeptidase
= beta-lactam antibiotica oa penicilline
D) verbreken bindingen tss suikers (lysozyme)
zie Declerq
Wat is de structuur van peptidoglycaan en hoe wordt het opgebouwd?.
- lange ketens van aminosuikers
- afwisselend N-acetyllgucosomaine (NAG) en N-acetylmuraminezuur (NAM)
- kruisverbonden door korte peptidebruggen
opbouw:
in het cytoplasma:
- gebonden aan een nucleotide
- aan NAM: korte peptide zijketen
binnenkant cytoplasmamembraan:
- koppeling beide suikers tot disaccharide
- via lipiden-carrier drheen nr buiten getransporteerd
buiten:
- koppeling aan groeiende peptidoglycaanketen
- via peptide zijketen: kruisverbinding met andere peptidezijketens (dankzij
transpeptidasen)
Wat zijn de verschillen tussen gram+ en gram- bacteriën?
Gram+:
paarse kleuring
celwand
- vele op elkaar liggende lagen peptidoglycaan
o beschermende zeef
- teichoïnezuren
- lipoteichoïne
- gn periplastische ruimte
secretie enzymen in omgeving
Gram-:
rode kleuring
- peptidoglycaanlaag
o verschil in dikte
o minder dwarsverbindingen
o minder stevig
- buitenste membraan
o tssin: periplastische ruimte: gel-achtige oplossing enzymen
afbreken macromoleculen & antibiotica
o lipiden dubbellaag
o bestandiger tegen schadelijke bestanddelen dan cytoplasmamembraan
o LPS
o Porines voor doorgang macromoleculen nr periplastische ruimte
Verschillen qua genetica
Beschrijf de externe structuren van bacteriën en welke rol spelen deze structuren?
Kapsel of slijmlaag:
Kapsel: gedeeltelijk verankerd in cytoplasmamembraan & gestructureerd
Slijmlaag: amorfe losse laag



voorname virulentiefactor
o bescherming tegen fagocytose
o hindering penetratie antibiotica
o vergemakkelijken adherentie
samenstelling kapsulaire polysacchariden
o verschillend tss bact & zelfs binnen 1species
K antigen
Flagellen:
= lange filamenten opgebouwd uit proteïnen (flagellines)
 beweeglijkheid bacteriën (chemotaxis)
 sterke antigenen: H-antigenen
 bij gram + en –
 lokatie:
unipolair
bipolair
peritrich
Pili:
= filamenteuze proteïnen
 enkel bij gram adherentie bacteriën
 korter dan flagellen
 over heel opp
 bescherming tegen fagocytose
 opeenvolgende aanmaak van pili met verschillend antigeen
sex-pili:
speciale soort pili
 langer dan gewone pili
 rol in transfer DNA dr conjugatie
Welke bacteriën vormen sporen en wat zijn de implicaties van sporevorming voor de bacterie
en de bestrijding van bacteriën?
Sporevormende bacteriën:
- aërobe Bacilli
- anaërobe Clostridia
- enkele Sarcinae
- enkele Streptomyces
 allen gram+
 bij ongunstige groeiomstandigheden
implicaties voor bacterie:
twee fasen:
a)normale vegetatieve fase
b)slaap of gesporuleerde fase
a --> b = sporulatie
b --> a = germinatie
overleven van ongunstige omstandigheden:
weerstand aan :
- hitte
- vrieskoude
- straling
- toxische chemicalia
implicaties bestrijding bacteriën:
=> rekening mee houden bij sterilisatie en keuze desinfectantia
Wat is het belang van het kapsel voor bacteriën en geef enkele voorbeelden van bacteriën
waarbij het kapsel een rol speelt in de pathogenese?
Kapsel:
 bescherming tegen fagocytose
 hinderen penetratie antibiotica
 vergemakkelijken adherentie bacteriën
 kapselpolysacchariden: T-cel independente antigenen
bepaalde bevolkingsgroepen zijn minder capabel hier een immuunrespons
tegen op te wekken




bacteriën van de tanden
meningokok
pneumococ
haemophilus influenzae b
Hoe vindt transport van voedingstoffen in bacteriën plaats?
Macromoleculen:
Afgebroken dr degradatieve enzymen in het periplasma of in het omgevende milieu
 kleine afbraakproducten worden dr de membraan getransporteerd (permeasen)
a) carrier gemedieerde diffusie
passief getransporteerd volgens concentratiegradiënt
drijvende kracht is het IC verbruik
b) fosforylering gebonden transport
tijdens het transport vindt een chemische wijziging plaats
bepaalde suikers
c) actief transport
molecule wordt geconcentreerd in de cel
energie uit hydrolyse ATP
Wat zijn PBP’s en wat weet u over PBP’s in het kader van resistentie tegen antibiotica?
PBP = penicilline-binding-proteins
 transpeptidasen
PBP’s binden alle beta-lactam antbiotica. Deze binding is noodzakelijk voor de activiteit van
de antibiotica.
Wanneer er nieuwe celwand-actieve PBP’s geproduceerd worden met een verminderde
affiniteit voor beta-lactam antibiotica of wanneer er een overproductie van bestaande PBP’s
plaatsvindt, wordt de bacterie resistent.
Hoe inhiberen beta-lactam-antibiotica de celwandsynthese?
Het beta-lactam antibiotica bindt irreversibel aan het transpeptidase. Wanneer beta-lactam
antibiotica in voldoende hoge conc aanw is, zal de onderlinge verbinding tss de lange
glycaanketens niet meer knn plaatvinden. Bij actief vermenigvuldigende bact ontstaan zo
losse stukken in de celwand, waardoor het cytoplasmamembraan uitpuilt en tenslotte barst.
Afsplitsen laatste D-ala van de peptideketen en de rest verbinding aan het pentaglycine
gedeelte.
Beschrijf in grote lijnen de structuur van LPS en het medisch belang van LPS.
LPS = lipopolysaccharide
Deel van het buitenmembraan
Enkel bij gram- bact
Structuur:
1) lipide A
verankering in buitenste laag vh buitenmembraan
= disacharide waaraan korte keten VZ en fosfaatgroepen gebonden zijn
= endotoxine
Biologische eig:
- uitlokker koorts
- activatie # immunologische en biochemische reacties
--> activatie immuunsysteem gastheer
In hoge dosis: leiden tot shock en mog dood
2) core
= korte keten van suikers
3) O-antigen
=lange keten van suikers
Vormen hydrofiele laag => uitsluiten hydrofobe bestanddelen
Wekken specifieke antistoffen op : serologische testen
Wat is een endotoxine?
= lipopolysaccharide in de celwand van gram- bact
Act:
- inductie interferonsysteem
- pyrogeen
- activeert een aantal imm & biochem reacties die leiden tot de activatie van het
immuunsysteem van de gastheer
- fagocytose-bevorderend
- kanleiden tot shock en zelfs dood (in hoge dosis)
het komt overeen met lipide A, het eerste deel van LPS, dat zorgt voor de verankering in de
buitenste laag van de buitenmembraan.
Disacharide waaraan korte keten VZ en fosfaatgroepen gebonden zijn
Beschrijf de uitvoering en het principe van gramkleuring.
1 kristal violet kleurstof
2 lugol
=> vorming complex
3 overspoelen met alcohol
4 rode kleurstof
Gram+: complex vastgehouden in celwand: paars gekleurd
Gram-: complex wordt nt vastgehouden, bact kleuren rood
Het verschil tussen beide groepen zit hem in de bouw van de celwand. (verschil dikte
peptidoglycan laag) Door deze overeenvolging van kleur en ontkleuringsstappen wordt dit
verschil zichtbaar gemaakt.
Wat zijn zuurvaste bacteriën?
Bacteriën met een celwand die hen zeer sterke bescherming biedt, waardoor deze bacteriën
resistent zijn aan vele toxische bestanddelen.
Deze celwand is ook een hindernis voor het diffunderen van voedingsstoffen.
Het zijn bacteriën die met gramkleuring niet goed gekleurd kunnen worden.
Om hen te kleuren gebruikt men methoden waarbij de penetratie van de kleurstof
vergemakkelijkt wordt.
- Ziehl-Neelsen kleuring rood
- Auramine-kleuring
fluorcescent
Kleuring, ontkleuring met sterk zuur en alcohol
Nt-zuurvast => verlies kleurstof
Zuurvast => behoud kleurstof
Celwand:
- peptidoglycaanlaag
- daarboven laag suikers
- daarboven laag mycolzuren
- buitenste laag: polypeptiden & vrije lipiden