mikrobiologia wyklad 1

Mikrobiologia i parazytologia - wprowadzenie

Morfologia bakterii
Wprowadzenie do mikrobiologii

  • Semestr zimowy 2025/2026, studia stacjonarne, I stopień.

  • Osoba prowadząca zajęcia: dr n.med. Agnieszka Jama-Kmiecik.

  • Wydział Pielęgniarstwa i Położnictwa.

Definicje i klasyfikacja mikroorganizmów
Mikrobiologia

Mikrobiologia to nauka zajmująca się zagadnieniami związanymi z mikroorganizmami, pochodząca od greckich słów: mikros – mały, bios – życie, logos - nauka.

Główne grupy mikroorganizmów

  • Prokaryota

  • Eukaryota

  • Wirusy

  • Bakterie

  • Grzyby

  • Archeony

  • Glony

  • Pierwotniaki

Działy mikrobiologii
Mikrobiologia ogólna

  • Charakterystyka ogólnych pojęć w mikrobiologii:

    1. Budowa i kształt mikroorganizmów.

    2. Czynności życiowe.

    3. Środowisko życia drobnoustrojów.

    4. Wpływ drobnoustrojów na środowisko i inne organizmy.

Przykład - Escherichia coli
Mikrobiologia lekarska

  • Zajmuje się mikroorganizmami chorobotwórczymi dla człowieka.

  • Obejmuje:

    1. Diagnostykę.

    2. Profilaktykę chorób.

    3. Walkę z drobnoustrojami chorobotwórczymi.

    4. Zjawiska zachodzące w ustroju po infekcji.

Przykład - Clostridium tetani
Pozostałe działy mikrobiologii

  • Mikrobiologia weterynaryjna: zajmuje się mikroorganizmami chorobotwórczymi dla zwierząt.

  • Mikrobiologia rolnicza: zajmuje się mikroorganizmami chorobotwórczymi dla roślin.

  • Mikrobiologia sanitarna: bada zagadnienia czystości wody, powietrza, pomieszczeń produkcyjnych, urządzeń i opakowań.

  • Mikrobiologia przemysłowa: wykorzystanie mikroorganizmów w różnych branżach przemysłu.

Klasyfikacja mikroorganizmów
Ogólne grupy

  • Bakterie (Bacteria).

  • Archae.

  • Eucarya.

  • Pierwotniaki (Protozoa).

  • Grzyby (Fungi).

  • Rośliny.

  • Zwierzęta.

Komórki eukariotyczne i prokariotyczne
Różnice

Tabela 1.1. Komórki eukariotyczne i prokariotyczne: kilka podstawowych różnic

Cechy

Komórki eukariotyczne

Komórki prokariotyczne

Błona jądrowa

Obecna

Brak

Struktura chromosomu

Złożona; DNA związane z białkami (histony)

Prosta

Podział komórki

Mitoza lub mejoza

Brak

Ściana komórkowa

Zawiera celulozę lub chitynę; brak peptydoglikanu

Zawiera peptydoglikan; nigdy nie zawiera celulozy lub chityny

Mitochondria

Obecne

Brak

Rybosomy

Dwa typy: w cytoplazmie oraz mitochondriach

Tylko jeden typ

Bakterie
Ogólne cechy

  • Prokaryon.

  • Ściany komórkowe zbudowane z peptydoglikanu.

  • Rozmnażanie poprzez podział.

  • Źródła energii: związki organiczne, nieorganiczne lub fotosynteza.

Klasyfikacja i różnorodność

  • Bakterie młodsze ewolucyjnie od Archaebacteria.

  • Większe możliwości adaptacyjne, co potwierdza ich różnorodność.

Klasyfikacja bakterii i ich nazewnictwo

  • Klasyfikacja = taksonomia.

  • Przykład nazw:

    • Rodzaj: Staphylococcus; Gatunek: aureus.

    • Rodzaj: Escherichia; Gatunek: coli.

  • Rola rodziny, gatunku oraz szczepu w identyfikacji bakterii.

Klasyfikacja bakterii

Cechy klasyfikacji
Metody

  1. Morfologia kolonii

  2. Morfologia komórki

    • Kształt i struktura.

  3. Reakcja na barwniki

    • Barwienie metodą Grama.

  4. Cechy wzrostu i testy biochemiczne.

  5. Badanie DNA: zawartości C+G.

Morfologia kolonii

  • Wielkość

  • Kształt: okrągły, owalny, nieregularny, gwiazdkowaty, promienisty.

  • Brzeg: równy, falisty, zaciekowaty, postrzępiony, nitkowaty.

  • Powierzchnia: gładka, szorstka, pomarszczona, nitkowata, ziarnista, matowa, błyszcząca.

  • Wyniosłość kolonii ponad powierzchnię podłoża: płaska, lekko wypukła, stożkowata, kraterowata, wzniesiona.

Kształt komórek bakteryjnych
Typy morfologiczne

  1. Bakterie kuliste (ziarenkowce):

    • Kokki (pojedyncze).

    • Dwoinki (diplokokki): np. Neisseria gonorrhoeae.

    • Paciorkowce (streptokokki): tworzą łańcuchy, np. Streptococcus pyogenes.

    • Gronkowce (staphylokokki): tworzą nieregularne skupiska, np. Staphylococcus aureus.

    • Pakietowce (sarcyna): tworzą pakiety 8, 16 lub więcej komórek, np. Sarcina ventriculi.

    • Czworaczoce (tetradry): tworzą grupy po cztery komórki.

  2. Bakterie cylindryczne (pałeczki/laseczki):

    • Pałeczki (bacilli): kształt cylindryczny, np. Escherichia coli.

    • Laseczki (clostridia, bacilli): wrzecionowate, proste lub zakrzywione, często tworzące spory, np. Bacillus anthracis, Clostridium tetani.

    • Maczugowce (corynebacteria): zgrubiałe na końcach, np. Corynebacterium diphtheriae.

    • Prątki (mycobacteria): cienkie, proste lub lekko zgięte, np. Mycobacterium tuberculosis.

    • Ziarniakopałeczki (coccobacilli): pośrednie między ziarenkowcem a pałeczką.

  3. Bakterie spiralne:

    • Przecinkowce (vibrio): krótkie, zakrzywione pałeczki, kształtem przypominające przecinek, np. Vibrio cholerae.

    • Spirille: sztywne, spiralne komórki z rzęskami, np. Spirillum minus.

    • Krętki (spirochetes): cienkie, elastyczne, spiralne, ruchliwe, np. Treponema pallidum.

Barwienie metodą Grama

Metoda ta służy do różnicowania bakterii na dwie główne grupy: Gram-dodatnie i Gram-ujemne, na podstawie różnic w budowie ich ściany komórkowej.

Etapy barwienia

  1. Barwienie krystalicznym fioletem (pierwszy barwnik).

  2. Potraktowanie płynem Lugola (jod), tworzącym kompleksy z fioletem.

  3. Odbarwianie alkoholem lub acetonem.

  4. Zabarwienie safraniną lub fuksyną (barwnik kontrastowy).

Wyniki

  • Bakterie Gram-dodatnie: Mają grubą warstwę peptydoglikanu, która zatrzymuje kompleks fiolet-jod, barwiąc się na fioletowo-niebiesko.

  • Bakterie Gram-ujemne: Mają cienką warstwę peptydoglikanu i zewnętrzną błonę, która jest rozpuszczana przez alkohol, co pozwala na wypłukanie kompleksu fiolet-jod. Barwią się na czerwono lub różowo barwnikiem kontrastowym.

Przykłady bakterii

  1. Escherichia coli

  2. Bacillus anthracis

  3. Clostridium botulinum

  4. Corynebacterium diphtheriae

  5. Mycobacterium tuberculosis

Przyczyny zróżnicowania bakterii

Kształt i wielkość komórek bakteryjnych zależą od:

  • wieku i warunków hodowli.

  • temperatury inkubacji.

  • czasu trwania hodowli.

  • rodzaju podłoża.

  • składu chemicznego środowiska odżywczego.

  • zmian w obrębie materiału genetycznego.

Struktury bakterii
Budowa komórki bakteryjnej

  • Rybosomy.

  • Nukleoid (chromosom).

  • Budowa ściany komórkowej:

    • Peptydoglikan (mureina), lipopolisacharyd, kwasy tejchojowe, białka.

  • Błona komórkowa i jej funkcje, w tym transport przez błonę.

Mezosomy

  • Wpuklenia błony cytoplazmatycznej

  • Wiele enzymów łańcucha oddechowego.

Ściana komórkowa bakterii

  1. Obecna u wszystkich bakterii z wyjątkiem mykoplazm.

  2. Składa się z mureiny.

  3. Opis budowy mureiny:

    • N-acetylo-glukozamina, kwas N-acetylomuraminowy, wiązania 1,4-eta-N-glikozydowe, mostki peptydowe.

Peptydoglikan (mureina)

  • Struktura poprzeczna, odporność na proteolizę.

Peptydoglikan w bakteriach Gram-dodatnich

  • 50-90% ściany.

  • Warstwa kwasów tejchojowych i lipotejchojowych.

Peptydoglikan w bakteriach Gram-ujemnych

  • 10% ściany.

  • Obecność lipopolisacharydów (LPS) - endotoksyna.

  • Pory białkowe.

Zastosowanie kliniczne ściany komórkowej

  • Działanie lizozymu i penicyliny na bakterie Gram-dodatnie.

  • Rola proteaz, lipaz.

Działanie toksyn

  • Toksyna, jak enterotoksyny A, B, C - odpowiedzialne za zatrucia pokarmowe.

Zakażenia staphylococcus i streptococcus

  • Czynnikami zakażeń są m.in.: Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes, Streptococcus pneumoniae.

Oportunizm mikroorganizmów

  • Drobnoustroje komensalne, patogenne i oportunistyczne.

Podsumowanie

Mikrobiologia i parazytologia to nauki o kluczowym znaczeniu w zrozumieniu chorób zakaźnych, ich etiologii, mechanizmów, profilaktyki i terapii. Zrozumienie budowy, funkcji i klasyfikacji mikroorganizmów jest niezbędne dla skutecznego leczenia i zapobiegania zakażeniom.

Słowniczek

  • Peptydoglikan: element strukturalny w ścianie komórkowej bakterii.

  • Przetrwalnik: forma przetrwalna bakterii w niekorzystnych warunkach.

  • Toksykoz: choroby wywołane przez toksyny bakteryjne.