Mikrobiyolojiye Giriş

Mikrobiyolojiye Giriş

• Mikrobiyoloji bilimi günümüzde her zamankinden daha fazla önem kazanmıştır.
• Yaşlı nüfusun arttığı ve gelişmekte olan ülkelerde bulaşıcı hastalıklar öne çıkan bir sağlık sorunu olarak görülmektedir.
• Mikrobiyolojinin anlaşılması, özellikle mikroorganizmaların yararları ve zararları açısından önemlidir.

Öğrenim Hedefleri

• Mikrobiyolojinin alt bilim dallarını saymak hedefler arasındadır.
• Mikrobiyolojideki önemli kavramların tanımlanması amaçlanır.
• Mikropların neden önemli olduğunun listelenmesi hedeflenir.
• Mikroplar ve neden oldukları hastalıkların sayılması amaçlanır.
• Mikrobiyal intoksikasyon ve enfeksiyon hastalıkları arasındaki farkın ayırt edilmesi amaçlanır.
• Leeuwenhoek, Pasteur ve Koch'un mikrobiyolojiye olan katkılarının listelenmesi hedeflenir.
• Biyogenez ve abiyogenez arasındaki farkın ayırt edilmesi amaçlanır.
• Koch önermelerinin (postulatları) ana hatlarının açıklanması amaçlanır.
• Mikrobiyolojinin tıbbi öneminin tartışılması hedeflenir.
• Mikrobiyolojinin kapsamına giren mikropların genel özelliklerinin ayırt edilmesi amaçlanır.

Canlı Sistemlerin Temel Özellikleri

• Metabolizma: Çevreden besin alımı, hücre içi transformasyon ve atık giderimi.
• Üreme (çoğalma): Alınan kimyasalların yeni hücrelere dönüştürülmesi.
• Farklılaşma: Hücresel yaşam döngüsünde yeni hücre yapılarının (spor gibi) oluşumu.
• İletişim: Hücrelerin salınan/alınan kimyasal maddelerle ilişki kurması.
• Hareket: Canlı organizmaların bağımsız hareket yeteneği.
• Evrim: Hücrelerin genlere sahip olması ve yeni biyolojik özellikler geliştirmesi.

Mikrobiyoloji Tanımı

• Mikrobiyoloji, mikroskobik canlıları inceleyen bilim dalıdır.
• Yunanca'da mikros (küçük), bios (yaşam), logos (bilim) kelimelerinden türemiştir.
• Çoğu ancak mikroskopta görülebilen (1 mm'den küçük organizmalar) canlıları inceler.

Mikrobiyolojinin Alt Dalları ve Çalışma Konuları

• Temel Mikrobiyoloji, mikroorganizmaların türlerine göre dallara ayrılır:
  • Bakteriyoloji: Bakterileri inceler.
  • Mikoloji: Mantarları inceler.
  • Viroloji: Virüsleri inceler.
  • Protozooloji: Protozoaları inceler.
  • Parazitoloji: Parazitleri inceler.
• Temel Mikrobiyoloji, süreç veya fonksiyona göre de dallara ayrılır:
  • Mikrobiyal Genetik: Genetik bilginin kontrolü ve iletilmesi incelenir.
  • Mikrobiyal Metabolizma: Metabolik olaylar incelenir.
  • Mikrobiyal Ekoloji: Mikroorganizmaların çevreyle ilişkisi incelenir.
  • Epidemiyoloji: Hastalıkların dağılımı ve sıklığı incelenir.
  • İmmünoloji: Enfeksiyonlara karşı konak savunması incelenir.
• Uygulamalı Mikrobiyoloji, farklı alanlarda mikroorganizma kullanımını inceler:
  • Gıda Mikrobiyolojisi: Gıdalardaki bozulmalar ve önlemler.
  • Toprak Mikrobiyolojisi: Topraktaki mikroorganizmalar ve madde döngüleri.
  • Endüstriyel Mikrobiyoloji: Endüstriyel üretimde mikroorganizmaların kullanımı.
  • Veteriner Mikrobiyoloji: Hayvanlardaki mikroorganizmalar ve enfeksiyonlar.
  • Tıbbi Mikrobiyoloji: Hastalık yapıcı mikroorganizmalar ve önlemler.

Mikrop Olgusunun Tarihi Gelişimi

• İbn-i Sina, mikrop kavramına değinmiştir.
• El-Kanun fit-Tıb'da fizyoloji, sağlık, tedavi ve farmakoloji konuları ele alınmıştır.
• İbn-i Sina'nın mikroskop olmamasına rağmen hastalıkların mikrop benzeri yaratıklarla oluştuğunu sezdiği belirtilir.
• Akşemseddin, mikroskop icat edilmeden önce önemli keşifler yapmıştır.
• Akşemseddin "Hastalık tohumları" kavramını ortaya atmıştır.
• Robert Koch'tan 450 yıl önce mikrobu tanımlamış ve teşhisini koymuştur.
• Mikrobiyolojinin Altın Çağı, 1800'lerin sonu ile 1900'lerin başı olmuştur.
• 2. Dünya Savaşı sonrasında antibiyotikler keşfedilmiş; tüberküloz, menenjit ve diğer birçok hastalık antibiyotiklerle tedavi edilmiştir.

Mikrobiyolojiye Katkı Veren Önemli Kişiler

• Anton van Leeuwenhoek, esnaf kökenli olup kendi mikroskobunu üretmiştir.
• Leeuwenhoek, "Mikrobiyolojinin babası" olarak anılır ve ilk basit mikroskobu bulmuştur.
• İlk canlı mikroorganizmaları (animaküller) gözlemlemiştir.
• Leeuwenhoek'in ilk basit mikroskobu 300x büyütme yapabiliyordu.
• Heinrich Hermann Robert Koch, Alman hekimdir.
• Koch; bakteri antrax, tüberküloz ve kolera basillerini keşfetmiştir.
• Bakteriyolojinin kurucularından biri olarak görülür.
• Germ teorisi Bacillus anthracis üzerindeki yaptığı çalımalarla doğrulanmıştır.
• Koch postülatlarını geliştirmesiyle üne kavuşmuştur.
• Louis Pasteur, şarap ve biradaki fermantasyonda mayanın rolünü tespit etmiştir.
• Pasteur, alkollü içeceklerdeki bozulmayı önleyen pastörizasyonu geliştirmiştir.
• Sterilizasyon çalışmalarında bulunmuştur.
• Pasteur, kuduz hastalığı ve aşısını geliştirmiştir.
• Kolera ve şarbon hastalıklarına karşı aşılar geliştirmiştir.
• Hastalık germ teorisini önermiştir ve istenmeyen mikropların kontaminasyona neden olduğunu göstermiştir.
• Pasteur, 1894'te Pastör Enstitüsü Direktörü olmuştur.

Diğer Bilim İnsanları ve Katkıları

• Joseph Lister (1867): Yaraları dezenfekte etmek için fenol kullanmış ve ameliyatlarda aseptik tekniği uygulamıştır.
• H. Christian Gram (1884): Gram boyama yöntemini geliştirmiştir.
• Julius Perri (1887): Petri kutusunun geliştirilmesine katkıda bulunmuştur.
• Fred Griffith (1928): Transformasyon ilkesini keşfetmiştir.
• Aleksander Fleming (1929): Penicillium küf mantarından penisilini elde etmiş ve 1941'de tedavide kullanılmıştır.
• Martinus Beijerinck: Virüsler üzerine çalışmalar yapmıştır.

Abiyogenez ve Biyogenez

• Abiyogenez, canlıların cansız maddelerden kendiliğinden oluştuğunu savunan görüştür. Aristo bu görüşü ilk ortaya atan kişidir.
• Cansız maddelerde "aktif öz" denen bir gücün canlı oluşturma yeteneğine sahip olduğu düşünülür.
• Louis Pasteur ve John Tyndall, deneylerle abiyogenezi çürütmüş ve yaşamın yalnızca önceden var olan canlılardan gelebileceğini kanıtlamışlardır.
• Biyogenez, canlıların yalnızca kendileri gibi canlılarla üreme yoluyla oluştuğunu ifade eder.
• Carl Woese ve George Fox, arkea'ları keşfetmiştir.
• Cansız ortamın canlı oluşturma potansiyeline sahip olmayıp, yalnızca canlılara yaşama ve üreme ortamı sağladığı savunulur. Redi'nin deneyi bu görüşü ispatlar niteliktedir.

Koch Önermeleri (Postulatları)

• Robert Koch, hastalıkların mikrop teorisini keşfetmiştir.
• Koch postülatları, hastalık-enfeksiyon etmeni ilişkisini ortaya koymaktadır.
• Bu önermeler, spesifik bir hastalığın mikrobiyal etkenini belirlemek için kullanılır:
  • Hastalığa sebep olan mikroorganizmalar, hastalıklı bireylerde bulunmalı, sağlıklı bireylerde bulunmamalıdır
  • Hastalık yapan mikroorganizmalar hastalanan bir hayavandan (enfekte yerden) izole edilmeli ve saf kültür elde edilmelidir.
  • Elde edilen saf kültür duyarlı bir hayvana enjekte edildiğinde enjekte edilen hayvan aynı semptomların görülmesine neden olmalıdır.
  • Katzen enfekte olan hayvandan aynı bakteriler (mikroorganizmalar) tekrar izole edilmelidir.

Mikrobiyolojinin Osmanlı ve Türkiye Cumhuriyeti Tarihi

• Osmanlı Aşılama Merkezi'nde çiçek aşılama tekniği uygulanmaktaydı.
• İngiliz diplomat eşi Montegu 1717'de burada öğrendiği tekniği batıda uygulamaya başlamıştır.
• Voltaire, Kafkas Türklerinin hayvan mikrobu ile aşılama yaptıklarını yazmıştır.
• 1861'de Pastör, mikroorganizmaların dönüştürücü özelliğini ve sterilizasyonun önemini vurgulamıştır.
• II. Abdülhamid, Pasteur'ün çalışmalarını İstanbul'a davet etmiş, gelmemesi üzerine Paris'e öğrenci göndermiştir. Reşat Rıza Kor, GATA-1915'te tifüs aşısını geliştirmiştir.
• Osmanlı ordusu çoklu cephede askerleri ve esirleri aşılamıştır.
• 1931'de Refik Saydam Merkezi Hıfzıssıhha Enstitüsü kurulmuş, BCG, kuduz ve çiçek aşıları üretilmiştir.
• 1950'de Dünya Sağlık Örgütü ile uluslararası influenza merkezi kurulmuştur. Ülkede 1980'de aşı üretimi durdurulmuştur.

Mikroorganizmalar Dünyası

• Mikroorganizmalar; virüsler, bakteriler, mantarlar ve protistleri içerir.
• Bakteriler prokaryot; peptidoglikan hücre duvarına sahip ve binarî fizyon ile ürerler.
• Arkealar prokaryot olup peptidoglikan hücre duvarı yoktur ve ekstrem koşullarda yaşarlar.
• Mantarlar ökaryot olup kitin hücre duvarına sahiptirler. Küfler çok hücrelidir ve sporla ürerler. Mayalar tek hücrelidir.
• Protozoalar ökaryot olup organik maddeleri emer/sindirirler ve genellikle serbest yaşayan parazitlerdir.
• Çok hücreli hayvan parazitleri ökaryot olup mikroskobik basamaklara sahiptirler.
• Algler ökaryot, çoğunlukla tek hücrelidir ve selüloz hücre duvarına sahiptir.

Virüsler

• Virüsler hücre yapısı göstermezler (20-300 nm boyutlu).
• Virüslerin metabolik aktiviteleri bulunmaz.
• Virüsler DNA veya RNA içerirler ve nükleik asitleri protein kılıfla (kapsid) çevrilidir.
• Ancak canlı bir konak hücre içerisinde replike olabilirler.

Mikroorganizmaların Yaşam Alanları

• Mikroorganizmalar neredeyse her yerde yaşayabilir (akla gelen her yerde).
• Hava, toprak, su, asidik/bazik ortamlar ve canlı vücutları (deri, boğaz, bağırsak vb.).

Mikroorganizmaların Yaşam Biçimlerine Göre Farklılıkları

• Her mikroorganizma farklı bir yaşam biçimi sürer.
• Örnekler:
  • Oksijen üretenler: Cyanobacteria.
  • Gıda üretenler: Sacharomyces.
  • Çöp temizleyenler: Pseudomonas.
  • Antibiyotik üretenler: Streptomyces.
  • Anormal şartlarda yaşayanlar (aşırı sıcak, soğuk, tuzlu, asidik ortamlar).
  • Kokuşma ve çürüme yapanlar.
  • Bitki, hayvan ve insanda enfeksiyon yapmayan zararsız olanlar.
  • Bitki, hayvan ve insanda enfeksiyon yapan patojen olanlar

Mikroorganizmaların Yararları

• Mikrobiyal ekoloji ve ekolojik dengenin korunması.
• Besin zincirinin temeli.
• Nitrojen fiksasyonu ve fotosentez.
• Sindirim ve vitamin sentezi.
• Gıda ve içecek yapımı.
• Antibiyotik üretimi.
• Genetik mühendisliği ve kimyasal ürün sentezi.
• Kanalizasyon geri dönüşümü.
• Bioremediasyon (toksinlerin uzaklaştırılması).
• Ekin zararlılarının kontrolü ve normal mikrobiyota.

Mikrobiyota (Flora) ve Mikrobiyom

• İnsan vücudunda yaklaşık 100 trilyondan fazla hücre bulunur ve bunların 10 misli kadar bakteri vardır.
• Bakteriler, virüsler ve mayalar gibi mikroorganizmaların vücudun belirli bölgelerinde (deri, ağız, bağırsak vb.) mutualist şekilde yaşamasına mikrobiyota denir.
• Mikrobiyotanın genetik materyaline mikrobiyom denir.
• İnsan genomunda 23.000 gen bulunurken, mikrobiyomun gen havuzu milyonları aşmaktadır.
• Vücudumuzdaki mikroorganizmaların %95'i bağırsaklarda bulunur.
• Mikrobiyotanın dengeli yapısı, vücudun sağlıklı kalması için önemlidir.

Probiyotik ve Prebiyotik

• Probiyotikler, bağırsaklarımızda yaşayan dost bakterilerdir (Lactobacillus, Streptococcus, Bifidobacterium gibi).
• Prebiyotikler, probiyotik bakterilerin gelişimini destekleyen besinlerdir. Bağırsak fonksiyonlarını düzenlemede ve hazmı iyileştirmede etkilidirler.

Mikroorganizmaların Zararları

• Hastalık etkeni olması (biyoterörizm).
• Gıda bozulmasına yol açması.
• Yapıların çürümesine neden olması.

Hastalık Etmeni Olarak Mikroorganizmalar

• Bakteriler, virüsler, mantarlar ve parazitlerin binlerce türü vardır ve bunların küçük bir bölümü hastalıklara neden olur.

Mikrobiyoloji ve Sağlık

• Bilim insanları 20. yüzyılda mikropların özelliklerini ve hastalıklarla ilişkisini anlamaya çalışmışlardır.
• Penisilin ve sülfonamidler gibi etkili tedaviler geliştirilmiştir.
• Sanitasyon yöntemlerinin gelişmesi ve moleküler düzeyde bilginin artmasıyla aşılama ve antibiyotiklerin katkısıyla bulaşıcı hastalıkların öldürücü etkisi düşmüştür.
• 21. yüzyılda ise bulaşıcı hastalıklar yeniden etkisini göstermeye başlamış ve tedavilere direnç gelişmiştir.
• Önceden zararsız olan bazı mikroorganizmalar artık belirli durumlarda hastalığa neden olmaktadır.

Tıbbi Mikrobiyoloji

• Biyolojide mikroorganizmaların incelenerek teknoloji geliştiren dalıdır.
• İnsanlarda hastalık yapan mikroorganizmaların incelenmesi tıbbi mikrobiyolojinin alanına girer.
• Hastadan alınan örnekler laboratuvarda incelenir, mikroorganizma ve uygun antibiyotik belirlenerek sonuçlar tedavi ekibine bildirilir.

Tıbbi Mikrobiyolojinin Önemi

• Dünyada enfeksiyon hastalıkları hala önemli bir sorundur.
• Yeni enfeksiyon etkenleri tanımlanmakta ve bazı etkenler tekrar önem kazanmaktadır.
• Fırsatçı enfeksiyonlar artmakta ve antibiyotik direnci hızla gelişmektedir.
• Viral enfeksiyonlarda etkin tedavi seçenekleri sınırlıdır.
• Moleküler araştırmalarda mikroorganizmalar önemli bir yer tutar.
• Bu nedenle tıbbi mikrobiyoloji bilgisi her hekim için gereklidir.

Tıbbi Mikrobiyolojide Uzmanlık Alanları

• Aşağıdaki alanlardan birinde uzmanlaşabilir:
  • Bakteriyoloji
  • Mikoloji
  • Viroloji
  • Fikoloji (Algoloji)
  • Protozooloji

Enfeksiyon Etkenlerinin Sınıflandırılması

• Asellüler: Prionlar, viroidler, virüsler.
• Sellüler (çok hücreliler): Mantarlar, helmintler, artropotlar.
• Tek hücreliler:
  • Prokaryotikler: Bakteriler, klamidyalar, mikoplazmalar, riketsiyalar.
  • Ökaryotikler: Mantarlar, protozoonlar.

Önemli Bilgiler

• Mikroorganizmalar iki sınıfa ayrılır: Hücresel yapıda olmayanlar( virüsler ve prionlar) ve hücresel yapıda olanlar (bakteriler, arkebakteriler, protozoonlar, algler, mantarlar).
• Hastalıklara sebep olan mikroplara patojen, olmayanlara non-patojen denir.
• İnsan organizması mikroorganizmalarla iç içedir.
• Birçok mikrop cilt ve müköz zarlarda kolonize olarak normal florayı oluşturur.
• Normal floralar normalde zararsızdır ancak konak duyarlılığının arttığı durumlarda patojene dönüşebilirleer (fırsatçı patojeen olarak adlandırılırlar)

Enfeksiyon ve Hastalık Kavramları

• Birçok patojen MO için hastalık oluşturan 3 temel neden vardır:

  • Epidemiyoloji: Hastalığın sıklığı ve dağılımını etkileyen faktörlerin bilinmesi.
  • Patogenez: Hastalığın kaynağı ve gelişim süreçlerindeki değişiklikler.
  • Konak Savunması: MO'lara karşı konak savunma mekanizmalarının kullanılması.

• Enfeksiyon ve hastalık kavramları şu şekildedir:

• Sonuç olarak :

  • Etkileşim sonrasında konak ya sağlıklı kalacak ya da hastalık oluşacaktır. Konagin işgali enfeksiyondur. ANCAK her enfeksiyon hastalık yapmaz

  Tıbbi Mikrobiyolojide Tanımlamalar

• Patojen: Konakta hastalığa neden olan mikroorganizma veya madde. ( intrasellüler patojen ve ekstrasellüler patojen)

• Patojenite: Enfeksiyon etkeninin (mikroorganizmanın) konakta hastalık oluşturabilme yeteneğidir.

• Fırsatçı (opportunistik) patojen: Konagaait olumsuz koşulların varlığında paojenite gösteren enfeksiyöz etken

• Kesin Patojen: Sağliklı kişilerde hastalık oluşturabilen (Bacillus anthracis)

• Enfeksiyon: Mikroorganizmlerin yada paçalarının konak organizmaya girmesi, burada çoğalması ve vücut savunmasının cevap vermesiyle ortaya çıkan klinik tablo enfeksiyon diye adlandırılır:

• Virülans : Patojenitenin derecesidir (kantitatif)

  • Virülans faktörleri:
    • A) Adherans faktörleri (adezinler, fimbria vb)
    • B) İnvazyon faktörleri (intrasellüler üreyebilme)
    • C) Kapsül
    • D) Toksinler (Endotoksin ve Ekzotoksinler)
    • E) Enzimler
    • F) IG A proteazlar

• Patojenler iki ana tip hastalığa neden olurlar: Enfeksiyon Hastalıkları ve Mikrobiyal İntoksikasyonlar

• Enfeksiyon hastalığı: Patojenin Vücuda kolonizasyonu(yerleşmesi) ve ardından enfeksiyona yol açtığı zaman meydana gelir:

• Mikrobiyal Intoksikasyon : Kişinim vüvut dışıda patojenin in Vitro (vüvut civarında) ürettiği bit toksinin(zehirli madde)sindirdiği zaman ortaya çıjarmis Intoksidkasyon. Mikroorganizmaların besin maddesi üzerşnde ve içinde üremeleri, çoğalmaları sonuccu besin maddesi verdikelri egzo-doksin üle meydana gelen gıds zehirlrnmedis

• Patojenlerin neden olduğu hastalıklar

• Sınıf

  • Algler
  • Bakteriler
  • Mantarlar
  • Protozoonlar
  • Virüsler

• Bir takım örnek neden olduğu hastalıklar