Mικροβιολογία του νερού Χαρακτηριστικά βακτηρίων. Μ. ΑΡΒΑΝΙΤΙΔΟΥ-ΒΑΓΙΩΝΑ Καθηγήτρια Ιατρικής Σχολής, ΑΠΘ

Transcript

1 Mικροβιολογία του νερού Χαρακτηριστικά βακτηρίων Μ. ΑΡΒΑΝΙΤΙΔΟΥ-ΒΑΓΙΩΝΑ Καθηγήτρια Ιατρικής Σχολής, ΑΠΘ

2 Mικροβιολογία Επιστήμη που ασχολείται με τη μελέτη των οργανισμών οι οποίοι δεν είναι ορατοί με γυμνό μάτι ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ

3 Μικροβιολογία νερού Μικροβιολογία υδάτινου περιβάλλοντος είναι ο κλάδος της μικροβιολογίας που ασχολείται με τους μικροοργανισμούς, το πλανκτόν,τα biofilms, του υδάτινου περιβάλλοντος (ρυάκια, ποταμούς, λίμνες, χιόνι, βροχή, υπόγεια νερά, θάλασσες Μικροβιολογία νερού είναι ο κλάδος της μικροβιολογίας που ασχολείται με τους μικροοργανισμούς του πόσιμου νερού

4 ΙΑΤΡΙΚΗ ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑ Ασχολείται με: την αιτιολογία των λοιμωδών νοσημάτων την παθογένεια την εργαστηριακή διάγνωση τη θεραπεία των νόσων που προκαλούνται από αυτά την επιδημιολογία τον έλεγχο και την πρόληψη των λοιμώξεων

5 Η τριάδα των λοιμωδών νοσημάτων ξενιστής λοιμώδης παράγοντας περιβάλλον

6 Σχέση ξενιστού-μικροβίου Μόλυνση προσωρινή παρουσία μικροβίων χωρίς βλάβη ή εισβολή στους ιστούς Αποικισμός συνεχής παρουσία χωρίς βλάβη ή εισβολή στους ιστούς Λοίμωξη: εισβολή και βλάβη από τα μικρόβια / τοξίνες

7 Λοιμώδεις παράγοντες μικρόβια βακτήρια Προκαρυωτικοί οργανισμοί μύκητες Ευκαρυωτικοί οργανισμοί παράσιτα ιοί

8 Χαρακτηριστικά προκαρυωτικών οργανισμών Κυτταρική οργάνωση DNA δεν περιβάλλεται από μεμβράνη Απουσιάζει ΕΔ Μικρά ριβοσωμάτια στο κυτταρόπλασμα Απουσιάζουν τα μιτοχόνδρια Σύνθετο κυτταρικό τοίχωμα Αναπαραγωγή

9 Βακτήρια Ονοματολογία Ταξινόμηση Δομή Ενέργεια Διατροφή Ανάπτυξη

10 Διαφορές ιών από άλλους μικροοργανισμούς 1. Μικρό μέγεθος nm 2. Πολλαπλασιασμός μόνο σε ζώντα κύτταρα 3. Γενετικό υλικό DNA ή RNA

11 Βακτήρια ονοματολογία πρώτο όνομα γένος Staphylococcus δεύτερο όνομα είδος aureus

12 Βακτήρια ταξινόμηση σχήμα χρώση ικανότητα ανάπτυξης με ή χωρίς οξυγόνο χαρακτηριστικά ανάπτυξης περιεχόμενο DNA

13 Ταξινόμηση βακτηρίων με βάση το σχήμα

14

15 Βακτήρια δομή

16 Εξωτερικές δομές Έλυτρο (κάψα) πολυσακχαρίτης προστασία προσκόλληση

17 Εξωτερικές δομές Φίμπριες (τριχίδια ή κροσσοί) κοινά συζευκτικά Βλεφαρίδες (μαστίγια) κίνηση

18 L-alanine D-glutamic acid L-lysine/Diaminopimelic acid D-alanine Πεπτιδογλυκάνη Muramic acid Glucosamine

19 Gram(+) κυτταρικό τοίχωμα

20 Gram(-) κυτταρικό τοίχωμα

21 Λιποπολυσακχαρίτης (LPS) n O-antigen Highly variable Core Heptoses Ketodeoxyoctonic acid Lipid A Glucosamine disaccharide Beta hydroxy fatty acids

22 Σπόροι ανθεκτικές μορφές των βακτηρίων σε δυσμενείς συνθήκες σπορογόνα βακτήρια βάκιλλοι, κλωστηρίδια DNA Κυτταρόπλασμα Κυτταρική μεμβράνη, πεπτιδογλυκάνη, περίβλημα Αντοχή θερμότητα, αφυδάτωση, ακτινοβολία, χημικά

23 Ιδιότητες σπόρων και σημασία τους Αντοχή στη θερμότητα καταστροφή 121 C αποστείρωση 121 C 15 min Αντοχή στα χημικά μεταβολική δραστηριότητα Αντιβιοτικά αναποτελεσματικά Αδιαπέραστο περίβλημα

24 Απαιτήσεις βακτηρίων για ανάπτυξη οξυγόνο (παρουσία ή απουσία) ενέργεια θρεπτικές απαιτήσεις θερμοκρασία ph

25 Διάκριση βακτηρίων ανάλογα με τις ανάγκες τους σε οξυγόνο αερόβια υποχρεωτικά αναερόβια υποχρεωτικά αναερόβια προαιρετικά μικροαερόφιλα

26 Καμπύλη ανάπτυξης βακτηρίων Stationary COLONY FORMING UNITS Death Log Lag TIME

27 Γενετικές ανταλλαγές βακτηρίων Μεταμόρφωση μεταφορά DNA από ένα βακτήριο στο άλλο Μεταγωγή μεταφορά DNA μέσω βακτηριοφάγου από ένα βακτήριο στο άλλο Σύζευξη μεταφορά DNA μέσω πλασμιδίων

28 Εργαστηριακές προσεγγίσεις άμεση παρατήρηση καλλιέργεια ορολογικές μέθοδοι ανίχνευσης αντιγόνου του βακτηρίου ανίχνευσης ειδικών αντισωμάτων έναντι του βακτηρίου μοριακές μέθοδοι ανίχνευσης νουκλεϊνικού οξέος του βακτηρίου

29 Ταυτοποίηση βακτηρίου Άμεσο παρασκεύασμα Καλλιέργεια τοποθέτηση του δείγματος σε θρεπτικά υλικά

30 Χρώση κατά Gram Σε όλα τα βακτήρια η πρώτη χρωστική εισέρχεται από το κυτταρικό τοίχωμα και χρωματίζει το μικροβιακό κύτταρο Η ακετόνη δεν αποχρωματίζει όλα τα βακτήρια Η δεύτερη χρωστική χρωματίζει τα βακτήρια που έχουν αποχρωματισθεί Gram(+): κυανά σκούρα Gram(-): κόκκινα

31 Gram + cocci Staphylococc us

32 Gram θετικοί κόκκοι Στρεπτόκοκκοι

33 Στρεπτόκοκκος πυογόνος

34 Gram αρνητικά βακτηρίδια

35

36 Biochemical tests (API 20E System)

37 Gram(-) cell envelope

38 Χρώσεις Θετική χρώση Αρνητική χρώση (νιγροσίνη) Απλή χρώση Σύνθετη χρώση (Gram)

39 Χρώση κατά Gram κρυσταλλικό ιώδες Lugol ακετόνη σαφρανίνη

40 Μορφολογία Gram χρώσης Gram θετική ή αρνητική σχήμα κόκκοι βάκιλλοι σπειροχαίτες ένα ή πολλά κύτταρα ομάδες ( staphylococci) αλυσίδες (streptococci)

41 Ταυτοποίηση βακτηρίου Άμεσο παρασκεύασμα Καλλιέργεια τοποθέτηση του δείγματος σε θρεπτικά υλικά

42 Θρεπτικά υλικά ή υποστρώματα Κατάλληλες θρεπτικές ουσίες Κατάλληλο ph Στείρα μικροοργανισμών υγρά δοκιμαστικοί σωλήνες στερεά τρυβλία Petri επώαση 370 x ώρες

43 Σπουδαιότερα θρεπτικά υλικά Θρεπτικός ζωμός πεπτόνη εκχύλισμα κρέατος NaCl Θρεπτικό άγαρ θρεπτικός ζωμός + άγαρ 1 2 % Άγαρ πηκτωματώδης ουσία (πολυσακχαρίτης) από φύκη ρευστοποιείται στους 1000C στερεοποιείται στους C αιματούχο άγαρ, σοκολατούχο άγαρ, Mac-Conkey, Löffler, Löwenstein-Jensen

44 Παραλλαγές θρεπτικών υλικών Εμπλουτισμένα υλικά (αίμα,ορό αίματος,αυγά) για μικρόβια με αυξημένες απαιτήσεις πχ. αιματούχο άγαρ Εκλεκτικά θρεπτικά υλικά ανάπτυξη μικροβίων σε μικρότερο χρόνο πχ.loffler Διαφοροποιητικά υλικά διάκριση μικροβίων ανάλογα με ορισμένες ιδιότητες τους πχ. Mac Conkey, SS άγαρ Ανασταλτικά υλικά αναστέλλουν την ανάπτυξη κοινών βακτηρίων πχ. Lowenstein

45 Καλλιεργητική απομόνωση και ταυτοποίηση βακτηρίου τοποθέτηση του δείγματος σε θρεπτικά υλικά Επώαση 37 C ώρες υγρά θρεπτικά υλικά θολερότητα στερεά θρεπτικά υλικά αποικίες ορατοί μακροσκοπικά σχηματισμοί διαφόρου σχήματος, μεγέθους, χρώματος,

46 Βήματα για την καλλιεργητική απομόνωση και τυποποίηση των βακτηρίων Βήμα 1ο παρατήρηση των αποικιών Βήμα 2ο. Χρώση κατά Gram και παρατήρηση στο μικροσκόπιο Βήμα 3ο Ταυτοποίηση με βιοχημικές ιδιότητες Βήμα 4ο Δοκιμασία ευαισθησίας στα αντιβιοτικά

47 Βήματα για την καλλιεργητική απομόνωση και τυποποίηση των βακτηρίων Βήμα 1ο παρατήρηση των αποικιών Βήμα 2ο. Χρώση κατά Gram και παρατήρηση στο μικροσκόπιο Βήμα 3ο Ταυτοποίηση με βιοχημικές ιδιότητες Βήμα 4ο Δοκιμασία ευαισθησίας στα αντιβιοτικά

48 Χαρακτηριστικά αποικιών για την ταυτοποίηση βακτηρίων Αιμόλυση Παραγωγή χρώματος στο άγαρ

49 Ταυτοποίηση βακτηρίων Βιοχημικές ιδιότητες βακτηρίων Διάσπαση μανιτόλης

50 Δοκιμασία πηκτάσης Πηκτάση αρνητική πηκτάση θετική

51 Voges-Proskauer test

52 Βιοχημικές δοκιμασίες

53 Δοκιμασία ευαισθησίας στα αντιβιοτικά Susceptible Not susceptible Bacterial lawn No growth Growth Antibiotic disk

54 Δοκιμασία ευαισθησίας στα αντιβιοτικά

55 Τα συχνότερα βακτηρίδια στο νερό Βακτηρίδιο Σταθερότητα σe νερό Ανθεκτικότητα στη χλωρίωση Μέγεθος (mm) Νοσήματα Burkholderia πολλαπλασιάζεται μικρή Μελιοείδωση, σηψαιμία Campylobacter jejuni, C. coli μέτρια μικρή Διάρροια με αίμα και βλέννη Escherichia coli (εντεροπαθογόνο, εντεροαιμορραγικό) μέτρια μικρή Διάρροια με αίμα, ουραιμικό αιμολυτικό σύνδρομο Legionella species πολλαπλασιάζεται μικρή Πνευμονία Salmonella typhi μέτρια μικρή Τυφοειδής πυρετός Shigella species Short Bacillary dysentery μικρή μικρή Βακτηριακή δυσεντερία Vibrio cholera μικρή μικρή Χολέρα Yersinia enterocolitica μεγάλη μικρή Διάρροια συχνά με αίμα

56 Οι συχνότεροι ιοί στο νερό Ιοί Σταθερότητα στο νερό Ανθεκτικότητα στη χλωρίωση Μέγεθος (mm) Νοσήματα Adenovirus 40, 41 μεγάλη μέτρια 0.07 Σοβαρή γαστρεντερίτιδα Astroviruses μεγάλη μέτρια 0.03 Ήπια γαστρεντερίτιδα Enteroviruses μεγάλη μέτρια 0.03 Μυαλγία, μηνιγγίτιδα,παράλυση Hepatitis A virus μεγάλη μέτρια 0.03 Ηπατίτιδα Hepatitis E virus μεγάλη μέτρια 0.03 Ηπατίτιδα Noroviruses High μεγάλη μέτρια 0.03 Ήπια γαστρεντερίτιδα Sapoviruses μεγάλη μέτρια 0.03 Ήπια γαστρεντερίτιδα

57 Τα συχνότερα πρωτόζωα στο νερό Πρωτόζωα Σταθερότητα στο νερό Ανθεκτικότητα στη χλωρίωση Μέγεθος (mm) (ωοκύστη/κύστ Νοσήματα η Cryptosporidiu m parvum μεγάλη μεγάλη κρυπτοσποριδί ωση (διάρροια) Cyclospora cayetanensis μεγάλη μεγάλη κυκλοσποριδίω ση (διάρροια) Entamoeba histolytica) μέτρια μεγάλη αμοιβάδωση(αμ οιβαδική δυσεντερία) Giardia intestinalis) μέτρια μεγάλη γιαρδίαση (διάρροια) Toxoplasma gondii μεγάλη μεγάλη Τοξοπλάσμωση