4. מבוא לבקטריולוגיה.pdf

‫מבוא לבקטריולוגיה‬ ‫עולם החיידקים‬ ‫ד"ר נטע סופר צור )‪(PhD‬‬ ‫‪[email protected]‬‬  ‫נושאי ההרצאה‪:‬‬ ‫‪.1‬מבנה התא החיידקי‬ ‫‪.2‬סיווג חיידקים‬...

‫מבוא לבקטריולוגיה‬ ‫עולם החיידקים‬ ‫ד"ר נטע סופר צור )‪(PhD‬‬ ‫‪[email protected]‬‬  ‫נושאי ההרצאה‪:‬‬ ‫‪.1‬מבנה התא החיידקי‬ ‫‪.2‬סיווג חיידקים‬ ‫‪.3‬פתוגניות של חיידקים והמיקרוביוטה‬ ‫‪.4‬אנטיביוטיקה‬ ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬  ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫קפסולה )לא תמיד(‬ ‫פילוס‬ ‫דופן התא‬ ‫ממברנה פלסמטית‬ ‫גנום‬ ‫ציטופלסמה‬ ‫ריבוזום‬ ‫פלג'לום‬  ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫מורפולוגיה ‪ -‬צורות החיידקים‬ ‫עגול ‪-‬‬ ‫מתג –‬ ‫ספירלי –‬ ‫‪Coccus‬‬ ‫‪Bacillus‬‬ ‫‪Spirochete‬‬ ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫הגנום החיידקי‬ ‫חיידקים הם פרו‪-‬קריוטים ‪Prokaryote‬‬ ‫‪ -‬חסרי גרעין‪.‬‬ ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫קרום החיידק ‪Membrane‬‬ ‫מבנה פוספוליפידי דו שכבתי‬ ‫תפקידים‪:‬‬ ‫מידור הציטופלסמה מהסביבה‬ ‫ ‬ ‫הפקת אנרגיה )בדומה למיטוכונדריה(‬ ‫ ‬ ‫פעילות אנזימטית‬ ‫ ‬ ‫חישה‬ ‫ ‬  ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫דופן החיידק ‪Cell wall‬‬ ‫הדופן הקשיחה מכילה פפטידוגליקן‪ ,‬וממוקמת מעל קרום החיידק‬ ‫פלג'לום‬ ‫פילוס‬ ‫פורין‬ ‫ממברנה חיצונית‬ ‫דופן‬ ‫)מכילה ‪(LPS‬‬ ‫התא‬ ‫פפטידוגליקן‬ ‫מרווח פריפלסמטי‬ ‫קרום התא‬ ‫מיקופלסמה–‬ ‫חיידקים חסרי דופן‬ ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫צביעת גרם לזיהוי סוג הדופן‬ ‫גרם חיובי‬ ‫גרם שלילי‬ ‫קיבוע‬ ‫צביעה עם‬ ‫קריסטל ויולט‬ ‫תמיסת יוד‬ ‫שטיפה עם אתנול‬ ‫‪ /‬אציטון‬ ‫צביעה נגדית עם‬ ‫ספרנין )אדום(‬ ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫ליפופוליסכריד ‪LPS‬‬ ‫‪LipoPolySaccharide‬‬ ‫ מרכיב את הממברנה החיצונית של‬ ‫חיידקים גרם שליליים‪.‬‬ ‫ מפעיל את מערכת החיסון המולדת‬ ‫בצורה לא ספציפית‪.‬‬ ‫ליב‬ ‫ת‬ ‫פול‬ ‫יסכ‬ ‫ריד‬  ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫קפסולה‬ ‫קיימת בחלק מהחיידקים‪ ,‬עשויה‬ ‫פילי‬ ‫פילי‬ ‫פוליסכריד‪.‬‬ ‫קפסולה‬ ‫קפסולה‬ ‫הפוליסכריד סופח נוזלים ויוצר מרקם רירי‬ ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫פלג'לה ‪Flagella‬‬ ‫מאפשרים תנועה בנוזל‪.‬‬ ‫סיב‬ ‫קרס‬ ‫קרום חיצוני‬ ‫גוף‬ ‫בזלי‬ ‫קרום פנימי‬ ‫מתג‬ ‫מנוע‬  ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫פילי ‪ /‬פימבריאה ‪Pili / Fimbriae -‬‬ ‫מאפשרים תנועה על גבי‬ ‫משטח‪.‬‬ ‫פילי יכול לשמש גם להעברת‬ ‫מידע גנטי בין חיידקים‪.‬‬ ‫”‪“sex pilus‬‬ ‫פילי ‪+‬‬ ‫פימבריאה‬ ‫פלג'לום‬  ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫דרגה‬ ‫דוגמא‬ ‫‪Kingdom‬‬ ‫ממלכה‬ ‫בקטריה‬ ‫‪Phylum‬‬ ‫מערכה‬ ‫‪Gracilicutes‬‬ ‫‪Class‬‬ ‫מחלקה‬ ‫‪Scotobacteria‬‬ ‫‪Order‬‬ ‫סדרה‬ ‫‪Eubacteriales‬‬ ‫‪Family‬‬ ‫משפחה‬ ‫‪Enterobacteriaceae‬‬ ‫* בבע"ח מין מתייחס לבע"ח שיכולים להתרבות‬ ‫‪Genus‬‬ ‫סוג‬ ‫‪Escherichia‬‬ ‫זה עם זה‪.‬בחיידקים הרבייה היא א‪-‬מינית ולכן‬ ‫מין מתייחס לחיידקים עם מספר תכונות‬ ‫‪Species‬‬ ‫זן ‪ /‬מין‬ ‫‪Coli‬‬ ‫משותפות‪.‬‬ ‫‪Sub-species‬‬ ‫תת‪-‬זן‬ ‫‪E.Coli O157:H7‬‬  ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫קריטריונים לסיווג‬ ‫ צורת מושבה בתרבית‬ ‫ צורת החיידק‬ ‫ צביעה‬ ‫ מבחנים ביוכימיים ‪ /‬גדילה על‬ ‫מצעים שונים‬ ‫ סבילות לחמצן‬ ‫מבחן רגישות‬ ‫לאנטיביוטיקה‬ ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫מיון לפי סבילות לחמצן‬ ‫‪ – Obligate aerobes‬חייבים חמצן‬ ‫‬ ‫לגדילה‪.‬‬ ‫‪ –Obligate anaerobes‬לא יכולים‬ ‫‬ ‫לחיות בנוכחות חמצן‪.‬‬ ‫‪ –Facultative anaerobes‬משתמשים‬ ‫‬ ‫בחמצן‪ ,‬אך הוא לא הכרחי‪).‬פקולטטיבי =‬ ‫נתון לבחירה(‬ ‫‪ – Aerotolerant‬לא משתמשים בחמצן‪,‬‬ ‫‬ ‫אך לא נפגעים ממנו‪.‬‬  ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫סיווג לפי יכולת יצירת ספורות )נבגים(‬ ‫חלק מהחיידקים מסוגלים להפוך לנבגים‬ ‫‬ ‫כמנגנון התגוננות‪.‬‬ ‫הנבגים הם בעלי עמידות מאוד גבוהה‬ ‫‬ ‫לתנאי סביבה קיצוניים‪.‬‬ ‫הסרת הגורם המזיק או הגעה לסביבה‬ ‫‬ ‫תומכת מאפשרים לנבג "לנבוט" ולחזור‬ ‫להיות חיידק‪.‬‬ ‫תרגול‬ ‫מבנה וסיווג חיידקים‬ ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫דרגת פתוגניות‪:‬‬ ‫ חיידקים פתוגניים‬ ‫ חיידקים אופורטוניסטיים‬ ‫ חיידקים לא מזיקים ‪ /‬מועילים‬  ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫מקור ההדבקה‬ ‫מאדם לאדם‬ ‫צמחייה ומשטחים‬ ‫מבע"ח לאדם )מחלות זואונוטיות(‬  ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫דרכי חדירה‬ ‫מערכת העיכול‬ ‫דרכי הנשימה‬ ‫יחסי מין‬ ‫עור‬ ‫דרכי השתן‬  ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫היצמדות לרקמה ‪Adhesion -‬‬ ‫היצמדות החיידקים לרקמות היא לרוב תנאי הכרחי להדבקה‪.‬‬ ‫היצמדות‬ ‫ראשונית‬ ‫פילי‬ ‫היצמדות קרובה‬ ‫חלבוני היצמדות‬ ‫חסימת ההיצמדות‬ ‫יכולה למנוע זיהום‬ ‫קולטנים‬ ‫קרום התא‬ ‫המארח‬ ‫ציפוי הרקמה ‪ /‬מוקוס‬  ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫חדירה‬ ‫חודרנות היא לא הכרחית כדי לגרום למחלה‪.‬‬ ‫פירוק הרקמה‬ ‫אפשרויות חדירה‪:‬‬ ‫ פירוק הרקמה וחדירה בין התאים‬ ‫ התחמקות מהפאגוזום‬ ‫פאגוזום‬ ‫ התרבות בפאגוזום‬ ‫פאגוזום‬  ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫חדירה לדם ‪ -‬בקטרמיה ‪Bacteremia‬‬ ‫חדירת חיידקים לזרם הדם ‪ -‬מצב מסכן חיים‬ ‫חיידקים‬ ‫תאי דם‬  ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫רעלנים ‪Toxins‬‬ ‫טוקסינים גורמים לנזקים רקמתיים או סיסטמיים על ידי פגיעה‬ ‫בתפקודים תאיים או על ידי הפעלה אגרסיבית של מערכת החיסון‪.‬‬ ‫אנדוטוקסין ‪ -‬חלק מהחיידק‪.‬מופרש‬ ‫אקסוטוקסין ‪ -‬מיוצר בתוך החיידק‪ ,‬מופרש‬ ‫רק כאשר החיידק מת ומתפרק‪.‬‬ ‫כאשר החיידק חי ולרוב תורם לשגשוגו‪.‬‬ ‫גורם להפעלת תגובה חיסונית מסיבית‪.‬‬  ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫‪Exotoxins‬‬ ‫קיימים סוגים רבים של אקסוטוקסינים המופרשים מחיידקים שונים‪ ,‬וגורמים‬ ‫לפגיעה במנגנונים שונים‪:‬‬ ‫פגיעה בשלמות קרום התא‬ ‫עיכוב סינתזת חלבונים‬ ‫פגיעה במסלולי העברת מסרים‬  ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫‪Endotoxins‬‬ ‫ליפופוליסכריד )‪ (LPS‬מופרש מהקרום החיצוני של חיידקים גרם שליליים‪ ,‬לאחר שהם‬ ‫מתים‪ ,‬וגורם להפעלה מסיבית של מערכת החיסון שעלולה לגרום לשוק‪.‬‬ ‫פגיעה רב מערכתית ‪-‬‬ ‫שוק ספטי ‪ /‬שוק אנדוטוקסי‪:‬‬ ‫ חום גבוה‬ ‫ ירידת לחץ דם‬ ‫ הפעלת מערכת המשלים‬ ‫ יצירת קרישי דם ופגיעה‬ ‫בזרימת הדם לאיברים‬ ‫חיוניים‬ ‫ מוות‬ ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫המיקרוביוטה הטבעית‬ ‫החיידקים אשר חיים באיזון עם גוף‬ ‫האדם על גבי העור והריריות‬ ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫הרכב המיקרוביוטה‬ ‫עור‬ ‫אף ולוע‬ ‫ קבועה‬ ‫ זמנית‬ ‫מעיים‬ ‫איברי המין‬ ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫תפקידי המיקרוביוטה‬ ‫ תזונה‪:‬‬ ‫מייצרים חומצה פולית‬ ‫‪o‬‬ ‫מייצרים ויטמין ‪K‬‬ ‫‪o‬‬ ‫מעודדים ספיגת חומרים‬ ‫‪o‬‬ ‫ הגנה‪:‬‬ ‫מניעת התיישבות חיידקים‬ ‫‪o‬‬ ‫פתוגניים‪.‬‬ ‫הפעלת המערכת החיסונית‪.‬‬ ‫‪o‬‬ ‫ השפעה על סביבת הרקמה‪:‬‬ ‫יוצרים סביבה חומצית‬ ‫‪o‬‬ ‫מפרישים חומרים שונים‬ ‫‪o‬‬  ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫פתוגניות של חיידקי המיקרוביוטה‬ ‫כאשר חיידקים אלו חודרים‬ ‫לתוך הגוף )ע"י פצע‬ ‫למשל(‪ ,‬או מגיעים לרקמות‬ ‫שאינן טבעיות להם‪ ,‬הם‬ ‫עלולים לגרום למחלה‪.‬‬ ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫אנטיביוטיקה‬ ‫אנטיביוטיקה בקטריוסטטית )‪ - (Bacteriostatic‬מונעת גדילה‬ ‫‬ ‫של חיידקים )לא הורגת(‪.‬‬ ‫אנטיביוטיקה בקטריוצידית )‪ - (Bactericidal‬הורגת את‬ ‫‬ ‫החיידקים על ידי פגיעה במנגנונים התאיים‪.‬‬ ‫אנטיביוטיקה בקטריוליטית )‪ - (Bacteriolytic‬הורגת‬ ‫○‬ ‫חיידקים על ידי פירוק הממברנה שלהם‪.‬‬ ‫‪Bacteriolytic‬‬ ‫‪antibiotics kill and‬‬ ‫‪destroy the bacteria‬‬ ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫מנגנוני פעולה של אנטיביוטיקות‬ ‫מספר מנגנוני פעולה של אנטיביוטיקות שונות‪:‬‬ ‫פגיעה בסינתזת דופן או ממברנת החיידק‬ ‫‬ ‫פגיעה בפעילות הריבוזום החיידקי‬ ‫‬ ‫פגיעה בתהליך שכפול ה‪ DNA -‬החיידקי‬ ‫‬ ‫פגיעה בייצור מולקולות חיוניות‬ ‫‬ ‫אנטיביוטיקה‬ ‫פתוגניות של חיידקים‬ ‫סיווג חיידקים‬ ‫מבנה התא החיידקי‬ ‫מנגנוני עמידות לאנטיביוטיקה‬ ‫ייצור אנזימים אלטרנטיבים‪.‬‬ ‫‬ ‫ייצור אנזימים שמפרקים את‬ ‫‬ ‫האנטיביוטיקה‪.‬‬ ‫ייצור חומרים שחוסמים את‬ ‫‬ ‫פעולת האנטיביוטיקה‪.‬‬ ‫יצירת מחסום נגד חדירת‬ ‫‬ ‫האנטיביוטיקה‪.‬‬ ‫ביטוי משאבות ‪.Efflux‬‬ ‫‬ ‫תרגול‬ ‫פתוגניות ואנטיביוטיקה‬  ‫סיכום ‪ -‬סיווג חיידקים‬ ‫מאפיינים מטבוליים‬ ‫מאפיינים מבניים‬ ‫עמידויות‬ ‫צורה‬ ‫יוצרי‬ ‫עמידות‬ ‫בצילוס‬ ‫קוקוס‬ ‫ספירלי‬ ‫ספורות ‪-/+‬‬ ‫לאנטיביוטיקה‬ ‫סבילות לחמצן‬ ‫מעטפת החיידק‬ ‫פילי‪/‬‬ ‫קפסולה‬ ‫אנאירובי‬ ‫אנאירובי‬ ‫אירובי‬ ‫גרם ‪-/+‬‬ ‫‪-/+‬‬ ‫אירוטולרנטי‬ ‫פימבריאה ‪-/+‬‬ ‫אובליגטורי‬ ‫פקולטטיבי‬ ‫אובליגטורי‬  ‫סיכום ‪ -‬פתוגניות של חיידקים‬ ‫דרך הדבקה‬ ‫דרך החדירה‬ ‫מקור ההדבקה‬ ‫עור‬ ‫נשימה‬ ‫מערכת‬ ‫דרכי‬ ‫מין‬ ‫סביבה‬ ‫בע"ח‬ ‫אדם‬ ‫העיכול‬ ‫השתן‬ ‫לאדם‬ ‫לאדם‬ ‫לאדם‬  ‫סיכום ‪ -‬פתוגניות של חיידקים‬ ‫יכולות פתוגניות‬ ‫עמידות‬ ‫פגיעה ברקמות‬ ‫לאנטיביוטיקה‬ ‫טוקסינים‬ ‫חודרנות‬ ‫היצמדות‬ ‫אנדוטוקסינים‬ ‫אקסוטוקסינים‬