ΔΟΜΗ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ. M. Xριστοφίδου - ΚΥΤΤΑΡΙΚΟ ΤΟΙΧΩΜΑ GRAM - & GRAM +, GRAM ΧΡΩΣΗ - KT MYKOBAKTHΡΙΔΙΩΝ- Ζ-Ν

Transcript

1 ΔΟΜΗ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ - ΚΥΤΤΑΡΙΚΟ ΤΟΙΧΩΜΑ GRAM - & GRAM +, GRAM ΧΡΩΣΗ - KT MYKOBAKTHΡΙΔΙΩΝ- Ζ-Ν M. Xριστοφίδου

2 Μέγεθος μικροοργανισμών Μικρόβια Πρώτιστα Μέγεθος Είδος κυττάρου Ιοί µm Απλή δομή Βακτήρια µm Προκαρυωτικά Μύκητες 2 - >1000μm Ευκαρυωτικοί Παράσιτα - Πρωτόζωα - Mετάζωα (έλμινθες) µm Ευκαρυωτικά Διακριτική ικανότητα κοινού μικροσκοπίου ~ 0.2μ d ερυθρού 7μ

3 < 0.2 μ

4 ΠΡΩΤΙΣΤΑ BAKTHΡΙΑ ΜΥΚΗΤΕΣ ΠΕΠΤΙΔΟΓΛΥΚΑΝΗ - ΧΙΤΙΝΗ ΦΩΣΦΟΛΙΠΙΔΙΑ * - ΣΤΕΡΟΛΕΣ ΡΙΒΟΣΩΜΑΤΑ 70S - 80S ΠΥΡΗΝΟΕΙΔΕΣ - ΠΥΡΗΝΑΣ ΠΛΑΣΜΙΔΙΑ ΒΛΕΦΑΡΙΔΕΣ Σ. GOLGI MITOXONΔΡΙΑ ΕΝΔΟΠΛ. ΔΥΚΤΙΟ ΛΥΣΟΣΩΜΑΤΑ * Πλην Μυκοπλασμάτων

5

6

7

8

9 ~ 5 ΕΚ. ZΕΥΓΗ ΒΑΣΕΩΝ (ΠΛΗΝ ΜΥΚΟΠΛΑΣΜΑΤΩΝ 25% DNA) 1.3mm / 1000 ΦΟΡΕΣ ΤΗ ΔΙΑΜΕΤΡΟ ΤΟΥ ΒΑΚΤΗΡΙΟΥ ΚΥΚΛΙΚΟ, ΔΙΚΛΩΝΟ DNA, ΑΠΛΟΕΙΔΕΣ

10 Φίμπριες Κυτταρικό τοίχωμα Κυτταροπλασματική μεμβράνη Κυτταρόπλασμα Ριβοσώματα Έλυτρο Βλεφαρίδες

11 Οργάνωση προκαρυωτικού κυττάρου

12 Μορφή βακτηρίων Κόκκοι Βακτηρίδια Σπειροχαίτες

13 Μορφή & διάταξη βακτηρίων Κόκκοι σφαιρικά κύτταρα Ζεύγη Διπλόκοκκοι Μηνιγγιτιδόκοκκος, Πνευμονιόκοκκος Αλυσίδες Στρεπτόκοκκοι Αθροίσεις Σταφυλόκκοκοι Τετράδες. 4 κόκκοι Κυβική διάταξη 8 κόκκοι

14 [A ] Σ τ α φ υ λ ό κ ο κ κ ο ς 5 μ m [B ] Σ τ ρ ε π τ ό κ ο κ κ ο ς 1 μ m [Γ ] Δ ιπ λ ό κ ο κ κ ο ς 1 μ m [Δ ] Τ ε τ ρ α ε δ ρ ικ ό ς κ ό κ κ ο ς 5 μ m [E ] Κ υ β ο ε ιδ ε ίς σ χ η μ α τ ισ μ ο ί 2 μ m

15

16 Βακτηρίδια ραβδοειδή κύτταρα - Kοκκοβακτηρίδια πολύ μικρά - Haemophilus, Βrucella - Δονάκια κυρτά βακτηρίδια Baccilus subtilis Brucella melitensis V. cholerae V. cholerae

17 Βακτηρίδια

18 Σπειροχαίτες σπειροειδή κύτταρα σπείρα - χαίτη Borrelia burgdorferi

19

20 Βακτηριακό κύτταρο μεταβολίτες m-rna, πρωτείνες DNA

21 Κυτταρικό τοίχωμα βακτηρίων Σταθερή δομή που περιβάλλει την ΚΠΜ GRAM + πρωτοπλάστες ωσμωτικά ασταθείς μορφές GRAM - σφαιροπλάστες

22 Aπό την ΚΠΜ & μέσα ΙΔΙΑ /// ΔΙΑΦΕΡΟΥΝ ΣΗΜΑΝΤΙΚΑ ΣΤΟ ΚΤ & ΣΤΙΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΕΣ ΔΟΜΕΣ ΣΗΜΑΝΤΙΚΗ ΓΝΩΣΗ ΣΤΗ ΘΕΡΑΠΕΙΑ & ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΚΗ ΑΠΟΚΡΙΣΗ

23 Λειτουργίες κυτταρικού τοιχώματος Σταθερό, ισχυρό, άκαμπτο στρώμα, προσδίδει το χαρακτηριστικό σχήμα στα βακτήρια Προστατεύει το κύτταρο από ωσμωτική λύση Προστατεύει το κύτταρο από τοξικές ουσίες Συμβάλλει στην λοιμογόνο δύναμη των βακτηρίων Ενισχύει την ανοσολογική απόκριση (υποδοχείς TLR 2 & 4 ) Με βάση τη δομή του, τα βακτήρια χωρίζονται σε 2 ομάδες: Gram stain + / - Acid Fast Stain οξεάντοχα

24

25 85% 5-10% ΤΟΥ ΚΤ ΣΗΜΑΝΤΙΚΗ ΓΝΩΣΗ ΓΙΑ ΕΝΑΡΞΗ ΣΩΣΤΗΣ ΘΕΡΑΠΕΙΑΣ

26 Gram + (κυανά) / Gram - (ερυθρά) Την επινόησε ο Δανός ερευνητής βακτηριολόγος (Hans Christian Joachim Gram, )

27

28 999 Mε Gram χρώση δεν χρωματίζονται: - Μυκοβακτηρίδια κηρώδες ΚΤ - Μυκοπλάσματα χωρίς ΚΤ

29

30 Ο ρόλος της πεπτιδογλυκάνης ΑΝΑΞΙΟΠΙΣΤΗ Gram K/A ΣΕ ΣΤΑΣΙΜΗ ΦΑΣΗ η ΓΕΡΑΣΜΕΝΗ η ΛΗΨΗ ΑΝΤΙΒΙΟΤΙΚΩΝ

31

32

33

34

35

36

37

38 Κυτταρικό τοίχωμα Gram + βακτηρίων Πεπτιδογλυκάνη Ομοιογενές περίβλημα nm Τειχοϊκά & λιποτειχοϊκά οξέα πολυμερή glycerol ή ribitol phosphate Περιπλασμικός χώρος πολύ μικρός

39 Δομή πεπτιδογλυκάνης Ν-ακετυλο-γλυκοζαμίνη & Ν-ακετυλο-μουραμικό οξύ που συνδέονται με β (1-4) γλυκοσιδικό δεσμό Από το Ν-ακετυλο-μουραμικό οξύ τετραπεπτίδιο L-αλανίνη, D-γλουταμινικό οξύ, L-λυσίνη, D-αλανίνη

40

41 Δομή πεπτιδογλυκάνης

42

43

44

45

46 Κυτταρικό τοίχωμα Gram - βακτηρίων Πεπτιδογλυκάνη μονόστιβη Περιπλασμικός χώρος ευρύς: υδρολυτικά Ε, πρωτεάσες, λιπάσες, σακχαράσες, νουκλεάσε,ς φωσφατάσες (μεταβολίτες) κολλαγενάσες, υαλουρονιδάσες (λυτικοί) β-λακταμάσες (αντιβιοτικά) Εξωτερική μεμβράνη σύνθετη λιπιδική διπλοστιβάδα

47 Εξωτερική μεμβράνη Gram - ΚΤ Λιπιδική σύνθετη διπλοστιβάδa Εσ. Φωσφολιπιδίων Εξ. Λιποπολυσακχαρίτες LPS, ενδοτοξίνη, ο-αg σωματικό αντιγόνο Λιποπρωτεΐνες Πορίνες Πρωτεϊνικοί διαμεμβρανικοί πόροι

48 Λιπο-πολυσακχαρίτης LPS αμφιπαθές μόριο Πλευρικός πολυσακχαρίτης υδρόφιλο τμήμα, εξωτερικά Βασικός (core) ολιγοσακχαρίτης Λιπίδιο Α υδρόφοβο τμήμα, εσωτερικά

49 LPS O-αντιγόνο (O-Ag), πλευρικές πολυσακχαριδικές [3-5 σάκχαρα] x n (-25 ) oρολογική τυποποίηση πχ Salmonella (>1500 ορότυποι Πολυσακχαριδικός πυρήνας Συνδέει λιπίδιο Α + πλευρικές πολυσακχαρ αλυσίδες Ίδιος στο ίδιο γένος Lipid A = φωσφολιπίδιο Ενδοτοξίνη Πυρετογόνος

50 Abe OAc Abe OAc Man Rha Gal Man Rha β Gal n O πλάγια άλυσος Πυρήνας R Ολιγοσακχαρίτης του πυρήνα Λιπίδιο Α P ή PP -EtN KDO - P - EtN (Λιπαρά οξέα) 6 Gal II P Glc Gal II I Glc Hep I II KDO KDO β GlcN GlcN P NAG

51

52 β-υδροξυμυριστικό οξύ, μόνο LipA υπόλοιπα λ.ο διαφέρουν ~ είδος

53

54

55 Τhe mechanism is complex. In humans, LPS binds to a lipid binding protein (LBP) in the serum which transfers it to CD14 on the cell membrane, which in turn transfers it to anothe non-anchored protein, MD2, which associates withtoll-like receptor-4 (TLR4). This triggers the signaling cascade for macrophage/endothelial cells to secrete pro-inflammatory cytokines and nitric oxide Bruce Beutler 2011 Nobel Prize in Physiology & Medicine, TLR4 is the LPS receptor

56 LPS (ενδοτοξίνη) Όταν ελευθερώνεται στο αίμα ΤLR4 IL-6, IL-1, TNF παθοφυσιολογικές αλλαγές - πυρετό - φλεγμονή - καταστροφή ιστού - αναπνευστική δυσχέρεια - βλάβη τριχοειδών πετεχειώδες εξάνθημα τριχοειδική έξοδο, υποογκαιμία - υπόταση- ολιγαιμικό shock - σηπτική καταπληξία - διάχυτη ενδοαγγειακή πήξη - μειωμένη καρδιακή παροχή - απίσχναση - διάρροια - πολυοργανική ανεπάρκεια - θάνατο

57 Gram positive vs. Gram negative

58 Κυτταρικό τοίχωμα Μυκοβακτηριδίων ΠΕΠΤΙΔΟΓΛΥΚΑΝΗ ΑΡΑΒΙΝΟΓΑΛΑΚΤΑΝΗ ΛΙΠΙΔΙΚΟ ΠΕΡΙΒΛΗΜΑ: - Κηροί εστέρες λιπαρών οξέων&αλκοολών - Κηρός D (Wax D) πεπτιδογλυκο-λιπίδιο ο πολυσακχαρίτης του ενώνεται με εστερικό δεσμό με - Μυκολικά οξέα ( > 60%) ΚΤ Μυκοβατηριδίων, -Σχοινιοειδής παράγοντας (cord factor) γλυκο-λιπίδιο με μυκολικό οξύ

59 Πεπτιδική αλυσίδα 2μεσοDAP 2L- Αλανίνη 2D- Αλανίνη 2D- Γλουταμίνη Αμιδικός Γλυκοσιδικός δεσμός Γαλακτοζαμίνη δεσμός Πολυσακχαριδική αλυσίδα ~170μόρια Λιπαράοξέα Αραβινόζης Εστερικός Μυκολικάοξέα Γαλακτόζης Μανόζης δεσμός 15έως20μόρια Γλυκοζαμίνης Γαλακτοζαμίνης Κηρός D (Wax D) ΠΕΠΤΙΔΟ-ΓΛΥΚΟ-ΛΙΠΙΔΙΟ

60 H HOOC C C C 60 H 120 (OH) C 24 H 49 H OH Μυκολικό οξύ > 70 μόρια C

61 Mycobacterium 1882 Franz Ziehl - Friedrich Neelsen Μυκολικό οξύ συγκέντρωση (60%) σταθερή παρουσία μόρια C Οξε /αλκοολάντοχα (Nocardia, Corynobacterium) H HOOC C C C 60 H 120 (OH) C 24 H 49 H OH Μυκολικό οξύ

62 Έκπλυση - Στέγνωμα ΧΡΩΣΗ ΖIEHL - NEELSEN Πυκνή φαινικούχος φουξίνη 3 Θέρμανση σε φλόγα Αποχρωματισμός, έκπλυση εναλλάξ/νερό & όξινη αλκοόλη (3% - πυκνό HCl /αιθυλική αλκοόλη) Έκπλυση Mεταχρωματισμός κυανούν του μεθυλενίου

63

64

65 Gram χρώση Χρώση Ζ- Ν