מבוא למיקרוביולוגיה

1. מבוא למיקרוביולוגיה ד"ר מור פריד – קורס ממשק חליבה

2. מהי מיקרוביולוגיה? מיקרו = זעיר ביו = חיים לוגיה = תורה

3. אנטוני ואן לוונהוק 1632-1723, הולנד הראשון לראות תאים ויצורים זעירים במיקרוסקופ שפיתח בעצמו דגם מי גשם "חיות קטנות" אבי המיקרוביולוגיה

6. קארל פון לינה 1707-1778 שבדיה, בוטנאי ורופא 1735 Systema Naturea שם קצר ומדויק, דו-שמי, תיאור הגיוני למשל יונקים mammals(עטין = mamma ) מיון עולם החי

7. חלוקה ע"פ תכונות חיצוניות משותפות (ללא ידע גנטי...) טקסונומיה ממלכה מערכה מחלקה סדרה משפחה סוג מין

8. לינה התייחס רק לשתי ממלכות: בעלי חיים וצמחים כיום מקובל לחלק לשתי על-ממלכות: 1. פרוקריוטה: ממלכת החיידקים האמיתיים וממלכת החיידקים הקדומים 2. איאוקריוטה: ממלכת הצומח, ממלכת הפטריות וממלכת בעלי החיים 3 ממלכות לפי Ernst Haekel

9. על ממלכה - איאוקריוטה ממלכה – בעלי חיים מערכה – בעלי חוליות מחלקה - יונקים סדרה – שסועי פרסה משפחה - פריים סוג - פר מין – ? טקסונומיה - דוגמאות על ממלכה - פרוקריוטה ממלכה – איאובקטריה מערכה – פרוטיאובקטריה מחלקה – גאמא-פרוטאובקטריה סדרה – אנטרובקטריאה משפחה - אנטרובקטריאציאה סוג - אשריכיה מין – ? על ממלכה - איאוקריוטה ממלכה – בעלי חיים מערכה – בעלי חוליות מחלקה - יונקים סדרה – טורפים משפחה - כלביים סוג - כלב מין – ?

10. ההבדל העיקרי הוא היעדר גרעין תא בו מאורגן המטען הגנטי בתא הפרוקריוטי בתא פרוקריוטי חסרים מבנים פונקציונלים מסודרים "אברונים" לעומת זאת בפרוקריוטה יש דופן תא. תא פרוקריוטי מול איאוקריוטי

12. ישנן חלוקות שונות להגדרה של קבוצות החיידקים: לפי צביעה (צביעת גרם) לפי תנאי גידול מיטביים – טמפרטורה, חמצן, רמת pH, ריכוז המלח..... לפי צורת החיידק (מורפולוגיה) הגדרת החיידקים

13. לדופן התא תפקידים בהגנה מפני לחצים אוסמוטים, תנאי סביבה משתנים, העברת מידע מהסביבה החיצונית פנימה, חלוקת התא דופן תא החיידקים עשויה "שלד" פפטידוגליקן ייחודי דופן התא מחלקת את החיידקים לשני סוגים עיקריים (גרם + וגרם -) דופן התא היא המטרה לפעילות חומרים אנטימיקרוביאלים. דופן תא החיידק

14. דופן תא חיידק גרם חיובי דופן תא חיידק גרם שלילי בממברנה החיצונית LPSיש

15. צביעת גרם • החיידקים לרב חסרי צבע. • הצביעה נועדה לאבחנה ראשונה בין סוגי החיידקים

16. מורפולוגיה (צורה) • גודל תא החיידק – מיקרונים בודדים (תא איאוקריוטי עשרות-מאות מיקרונים) 1 מיקרון = מיליונית המטר • צורות שונות: • נקד= כדור- cocuus בצברים או שרשראות • מתג = בציל – לרב בשלשלאות • מתג מפותל = ויבריו • סלילי – לרב כבודדים • שוטון = פלגלה = לתנועה • פילי = להיצמדות

17. עם שוטוניםE.Coli עם פיליE.Coli

18. אנטרקס סטאפ.אוראוס א.קולי

19. החיידקים זקוקים לצורך קיום במקור אנרגיה, טמפרטורה מתאימה, pH, חמצן +/-. תנאי סביבה משתנים • דרישה לחמצן: • חמצן חיוני לגדילה = אירובים מוחלטים (מיעוט החיידקים) • היעדר חמצן חיוני לגדילה = אנ-אירובים מוחלטים

20. טמפרטורות ביניים (סביב 30 מעלות) = מזופילים דרישה לטמפרטורה = טרמופילים = פסיכרופילים איזו קבוצה בעייתית במחלבה?

21. רביה • רביה אל-מינית • הנפוצה: חלוקת התא לשניים (בינארית) • נבגים (spore): יצירת תא נוסף בעלי "מזווה", רדום עד לשינוי בתנאי הסביבה • הנצה

22. רביה – המשך.. • זמן דור = הזמן הדרוש לאוכלוסיית חיידקים להכפיל את מספרה • א.קולי = 20 דקות בתנאי מעבדה • קצב מוטציות גבוה

23. שלבים בגידול החיידקים • שלב הסתגלות – יצור חומרים בתא, אין רביה • שלב אקספוננציאלי – רביה מואצת בקצב זמן הדור • שלב סטטי – אוכלוסיה גדלה, זמינות חומרים פחתה, אין רביה • שלב תמותה

25. פתוגניות החיידקים • פתוגניות היא היכולת לחולל מחלה • פתוגניות הוא תהליך רב גורמי התלוי ב: • מערכת החיסון של המאכסן • התכונות הוירולנטיות של החיידק • מספר החיידקים בחשיפה הראשונה.

26. פתוגניות – המשך... • כולנו נושאים חיידקים (מערכת העיכול, עור, נשימה) • כולם נחשפים כל העת לחיידקים – אוויר, מים, מזון • באופן תקין החשיפה אינה מזיקה תודות למנגנוני הגנה יעילים.

27. רוברט קוך 1843-1910, רופא גרמני גילה את חיידק השחפת, פיתח שיטה לגידול חיידקי אנתרקס במעבדה קבע את "הנחות קוך" = כדי לקבוע שאורגניזם הוא פתוגן

28. החיידק חייב להימצא במאכסן החולה חייבים לבודד את החיידק מהחולה ולגדלו בתרבית טהורה החיידק שבודד חייב לגרום למחלה כאשר יוצג לפרט רגיש (הוקעה) יש לבודד שנית את החיידק מהפרט בו בצענו הוקעה פוסטולטים של קוך

29. העברה/חשיפה = אירוסול, מגע, עיכול.. היצמדות = לתאי אפיתל חדירה והתפשטות = יש החודרים לתא מקומי ויש העוברים לזרם הדם ומתפשטים לאיברים נוספים הפרשת חומרים "מנטרלים" סביבה (בקיבה) שלבים בתהליך הפתוגני

30. אקסוטוקסינים= חלבונים המופרשים ע"י החיידק, בעלי פעילות אנזימטית הרסנית בעלי אפקט אקוטי (עד מוות) - בוטוליזם, אנטרקס. במידה והמאכסן שורד יפעלו נוגדנים מנטרלים כנגד הטוקסין. הפגיעה במאכסן

31. אנדוטוקסינים=רכיבים טוקסיים ממעטפת החיידק, למשל LPS . מפעילים באופן לא ספציפי את מערכת החיסון. הפעלת מערכת החיסון באופן הפוגע במאכסן הפגיעה במאכסן

32. זיהוי החיידק במעבדה חיוני לטיפול בפרט ובקהילה (זיהוי מחלות מדבקות) האבחון הפשוט והזול במעבדה מתבסס על תרבית נקייה של החיידק מתבססים על תכונות מורפולוגיות ומטבוליות ביצוע מבחני רגישות ככלי עזר לקביעת הטיפול המתאים שיטות מולקולריות מתקדמות אבחון

33. עיקור = סילוק כל החיידקים באופן לא סלקטיבי. למשל בתהליך של חום 121 מעלות חיטוי = הורדת מספר החיידקים בסדר גודל משתנה חומרים אנטימיקרוביאלים הם סלקטיבים לחיידקים מבלי לפגוע במאכסן. טיפול אנטימיקרוביאלי

34. טיפול אנטימיקרוביאלי • נחלקים לשתי קבוצות: • בקטריוצידים = הורגים • בקטריוסטטים = מעכבים גידול המונח אנטיביוטיקה מתייחס רק לחומרים ממקור ביולוגי (מיוצר ע"י פטריות, חיידקים), להבדיל מחומרים כימיים שסונטזו באופן מלאכותי ואינם קיימים בטבע

35. גילוי האנטיביוטיקה • אלכסנדר פלמינג 1881-1955 סקוטלנד • רופא ומדען • סלקטיביות של חומרים קוטלי חיידקים (בעקבות 1WW) • גילוי הפניצילין 1928 (עובש על צלחת חיידקים) • 1941 – יצור מסחרי של פניצילין

36. פגיעה בדופן התא = עיכוב יצירת פפטידוגליקן= בקטריוצידי למשל פניצילין, צפלוספורין. אין הגנה על התא מפני הסביבה והוא נהרס פגיעה ביצירת חלבונים תוך תאיים (מרבית הבקטריוסטטים) – גנטמיצין,טטרציקלין פגיעה בסינטזה של החומר הגנטי (בקטריוצידי), קווינולון פגיעה במטבוליזם, למשל של ח.פולית = בקטריוסטטי TMS אופן פעילות אנטיביוטיקה

37. אנטיביוטיקה תעבוד בשילוב המערכת החיסונית של המאכסן אינדקס תרפויטי = היחס בין המינון הרעיל למאכסן למינון האפקטיבי (למינון הרעיל לחיידק) מה עדיף, אינדקס תרפויטי גבוה או נמוך??

38. מבחן רגישות לאנטיביוטיקה עמיד או רגיש? עמיד או רגיש?

39. אופן המתן – אורלי, סיסטמי, טופיקלי, תוך-עטיני מינון – ריכוז משך הטיפול פיזור בגוף הפרט עמידות החיידק גורמים המשפיעים על הצלחת הטיפול האנטיביוטי

40. עמידות קלינית מתרחשת כאשר MIC נדרש גבוה מהמינון אליו ניתן להגיע מבלי לפגוע במאכסן השינויים יכולים לנבוע מ: חדירות ירודה של האנטיביוטיקה לתא החיידק אינאקטיבציה של האנטיביוטיקה ע"י אנזימים תוך תאיים שינויים באתר המטרה של האנטיביוטיקה כל זאת כתוצאה ממוטציות, ברירה טבעית, בקטריופאז' עמידות לאנטיביוטיקה השימוש באנטיביוטיקה חייב להיות מושכל!!

41. כיום שיטות מולקולריות מהוות חלק חשוב מתפקוד המעבדה המודרנית. ישנן שיטות שונות לדיאגנוסטיקה מולקולרית במעבדה. העקרון הוא אבחון של מולקולות חומצות גרעין ספציפיות שמקורן במיקרואורגניזם אבחון מולקולרי

42. החומר הגנטי של כל היצורים החיים (למעט מיעוט וירוסים) מולקולה סלילית דו-גדילית (המבנה פורסם בשנת 1953 ווטסון וקריק ) בנוי מרצפים של נוקלאוטידים. גן בנוי מ 500 עד 10,000 בסיסים דנ"א

43. דנ"א מורכב מ- 4 בסיסים: • A C G T • הצירופים השונים של 4 הבסיסים יוצרים את מגוון הגנים

44. מחלה ראשונית של בע"ח העוברת לאדם באופן ישיר או עקיף עם אוכלוסיית בע"ח הנגוע ברוצלה – מגע ישיר(הפרשות) עקיף (גבינה) זואונוזה

45. זואונוזה דבר ליסטריה

46. חומר גנטי עטוף מעטפת חלבונית (קפסיד) גודלם 50-10 ננומטר צורות שונות ומשתנות- כדור, אליפסה, מקל.. טפילים אובליגטורים. נגיפים

47. מיון ע"פ החומר הגנטי: דנ"א או רנ"א סליל יחיד או כפול ישר או מעגלי הגדרת נגיפים • מיון ע"פ המבנה: • סימטריה • מעטפת שומנית כן /לא

48. היצמדות חדירה לתא המאכסן השלת הקפסיד יצור חומר גנטי נגיפי וחלבונים בתוך התא בניית הנגיפים החדשים שחרור – ע"י הרס התא או הנצה מחזור חיים

49. כלבת פה וטלפיים רוטה שפעת הרפס נגיפים - דוגמאות

50. רובם רגישים לחום ולתנאי סביבה קשים, אך יש יוצאים מהכלל השורדים גם בהקפאה בעייתיות בטיפול מכיוון שהם יחידה אחת עם התא המאכסן קשה ליצור ספציפיות של תרופה לנגיף, בעיה של רעילות למאכסן טיפול נגד נגיפים האם אנטיביוטיקה יעילה נגד נגיפים??