Mικροβιολογία του νερού Χαρακτηριστικά βακτηρίων Μ. ΑΡΒΑΝΙΤΙΔΟΥ-ΒΑΓΙΩΝΑ Καθηγήτρια Ιατρικής Σχολής, ΑΠΘ
Mικροβιολογία Επιστήμη που ασχολείται με τη μελέτη των οργανισμών οι οποίοι δεν είναι ορατοί με γυμνό μάτι ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ
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
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
Η τριάδα των λοιμωδών νοσημάτων ξενιστής λοιμώδης παράγοντας περιβάλλον
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
Λοιμώδεις παράγοντες μικρόβια βακτήρια Προκαρυωτικοί οργανισμοί μύκητες Ευκαρυωτικοί οργανισμοί παράσιτα ιοί
Χαρακτηριστικά προκαρυωτικών οργανισμών Κυτταρική οργάνωση DNA δεν περιβάλλεται από μεμβράνη Απουσιάζει ΕΔ Μικρά ριβοσωμάτια στο κυτταρόπλασμα Απουσιάζουν τα μιτοχόνδρια Σύνθετο κυτταρικό τοίχωμα Αναπαραγωγή
Βακτήρια Ονοματολογία Ταξινόμηση Δομή Ενέργεια Διατροφή Ανάπτυξη
Διαφορές ιών από άλλους μικροοργανισμούς 1. Μικρό μέγεθος 10 300 nm 2. Πολλαπλασιασμός μόνο σε ζώντα κύτταρα 3. Γενετικό υλικό DNA ή RNA
Βακτήρια ονοματολογία πρώτο όνομα γένος Staphylococcus δεύτερο όνομα είδος aureus
Βακτήρια ταξινόμηση σχήμα χρώση ικανότητα ανάπτυξης με ή χωρίς οξυγόνο χαρακτηριστικά ανάπτυξης περιεχόμενο DNA
Ταξινόμηση βακτηρίων με βάση το σχήμα
Βακτήρια δομή
Εξωτερικές δομές Έλυτρο (κάψα) πολυσακχαρίτης προστασία προσκόλληση
Εξωτερικές δομές Φίμπριες (τριχίδια ή κροσσοί) κοινά συζευκτικά Βλεφαρίδες (μαστίγια) κίνηση
L-alanine D-glutamic acid L-lysine/Diaminopimelic acid D-alanine Πεπτιδογλυκάνη Muramic acid Glucosamine
Gram(+) κυτταρικό τοίχωμα
Gram(-) κυτταρικό τοίχωμα
Λιποπολυσακχαρίτης (LPS) n O-antigen Highly variable Core Heptoses Ketodeoxyoctonic acid Lipid A Glucosamine disaccharide Beta hydroxy fatty acids
Σπόροι ανθεκτικές μορφές των βακτηρίων σε δυσμενείς συνθήκες σπορογόνα βακτήρια βάκιλλοι, κλωστηρίδια DNA Κυτταρόπλασμα Κυτταρική μεμβράνη, πεπτιδογλυκάνη, περίβλημα Αντοχή θερμότητα, αφυδάτωση, ακτινοβολία, χημικά
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
Απαιτήσεις βακτηρίων για ανάπτυξη οξυγόνο (παρουσία ή απουσία) ενέργεια θρεπτικές απαιτήσεις θερμοκρασία ph
Διάκριση βακτηρίων ανάλογα με τις ανάγκες τους σε οξυγόνο αερόβια υποχρεωτικά αναερόβια υποχρεωτικά αναερόβια προαιρετικά μικροαερόφιλα
Καμπύλη ανάπτυξης βακτηρίων Stationary COLONY FORMING UNITS Death Log Lag TIME
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
Εργαστηριακές προσεγγίσεις άμεση παρατήρηση καλλιέργεια ορολογικές μέθοδοι ανίχνευσης αντιγόνου του βακτηρίου ανίχνευσης ειδικών αντισωμάτων έναντι του βακτηρίου μοριακές μέθοδοι ανίχνευσης νουκλεϊνικού οξέος του βακτηρίου
Ταυτοποίηση βακτηρίου Άμεσο παρασκεύασμα Καλλιέργεια τοποθέτηση του δείγματος σε θρεπτικά υλικά
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
Gram + cocci Staphylococc us
Gram θετικοί κόκκοι Στρεπτόκοκκοι
Στρεπτόκοκκος πυογόνος
Gram αρνητικά βακτηρίδια
Biochemical tests (API 20E System)
Gram(-) cell envelope
Χρώσεις Θετική χρώση Αρνητική χρώση (νιγροσίνη) Απλή χρώση Σύνθετη χρώση (Gram)
Χρώση κατά Gram κρυσταλλικό ιώδες Lugol ακετόνη σαφρανίνη
Μορφολογία Gram χρώσης Gram θετική ή αρνητική σχήμα κόκκοι βάκιλλοι σπειροχαίτες ένα ή πολλά κύτταρα ομάδες ( staphylococci) αλυσίδες (streptococci)
Ταυτοποίηση βακτηρίου Άμεσο παρασκεύασμα Καλλιέργεια τοποθέτηση του δείγματος σε θρεπτικά υλικά
Θρεπτικά υλικά ή υποστρώματα Κατάλληλες θρεπτικές ουσίες Κατάλληλο ph Στείρα μικροοργανισμών υγρά δοκιμαστικοί σωλήνες στερεά τρυβλία Petri επώαση 370 x 24-48 ώρες
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 400-450C αιματούχο άγαρ, σοκολατούχο άγαρ, Mac-Conkey, Löffler, Löwenstein-Jensen
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
Καλλιεργητική απομόνωση και ταυτοποίηση βακτηρίου τοποθέτηση του δείγματος σε θρεπτικά υλικά Επώαση 37 C 24-48 ώρες υγρά θρεπτικά υλικά θολερότητα στερεά θρεπτικά υλικά αποικίες ορατοί μακροσκοπικά σχηματισμοί διαφόρου σχήματος, μεγέθους, χρώματος,
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
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
Χαρακτηριστικά αποικιών για την ταυτοποίηση βακτηρίων Αιμόλυση Παραγωγή χρώματος στο άγαρ
Ταυτοποίηση βακτηρίων Βιοχημικές ιδιότητες βακτηρίων Διάσπαση μανιτόλης
Δοκιμασία πηκτάσης Πηκτάση αρνητική πηκτάση θετική
Voges-Proskauer test
Βιοχημικές δοκιμασίες
Δοκιμασία ευαισθησίας στα αντιβιοτικά Susceptible Not susceptible Bacterial lawn No growth Growth Antibiotic disk
Δοκιμασία ευαισθησίας στα αντιβιοτικά
Τα συχνότερα βακτηρίδια στο νερό Βακτηρίδιο Σταθερότητα σe νερό Ανθεκτικότητα στη χλωρίωση Μέγεθος (mm) Νοσήματα Burkholderia πολλαπλασιάζεται μικρή 1.0 4.0 Μελιοείδωση, σηψαιμία Campylobacter jejuni, C. coli μέτρια μικρή 1.5 4.0 Διάρροια με αίμα και βλέννη Escherichia coli (εντεροπαθογόνο, εντεροαιμορραγικό) μέτρια μικρή 0.2 2.0 Διάρροια με αίμα, ουραιμικό αιμολυτικό σύνδρομο Legionella species πολλαπλασιάζεται μικρή 0.5 3.0 Πνευμονία Salmonella typhi μέτρια μικρή 0.2 2.0 Τυφοειδής πυρετός Shigella species Short Bacillary dysentery μικρή μικρή 0.2 2.0 Βακτηριακή δυσεντερία Vibrio cholera μικρή μικρή 1.0 3.0 Χολέρα Yersinia enterocolitica μεγάλη μικρή 0.2 2.0 Διάρροια συχνά με αίμα
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
Τα συχνότερα πρωτόζωα στο νερό Πρωτόζωα Σταθερότητα στο νερό Ανθεκτικότητα στη χλωρίωση Μέγεθος (mm) (ωοκύστη/κύστ Νοσήματα η Cryptosporidiu m parvum μεγάλη μεγάλη 4.0 10.0 κρυπτοσποριδί ωση (διάρροια) Cyclospora cayetanensis μεγάλη μεγάλη 8.0 10.0 κυκλοσποριδίω ση (διάρροια) Entamoeba histolytica) μέτρια μεγάλη 8.0 15.0 αμοιβάδωση(αμ οιβαδική δυσεντερία) Giardia intestinalis) μέτρια μεγάλη 7.0 12.0 γιαρδίαση (διάρροια) Toxoplasma gondii μεγάλη μεγάλη 2.0 70.0 Τοξοπλάσμωση