Microbiologie = studie van het klein leven -> virussen, bacteriën, fungi, parasieten
Medische microbiologie = interactie tussen de mens en biologisch agens -> de meeste zijn niet
schadelijk voor de mens -> bij een infectieziekte is er sprake van een interactie waarbij schade
optreedt voor de mens
Infectieziekten:
- meest prevalente aandoeningen van de mens
- op mondiaal niveau: belangrijkste oorzaak van vermijdbare sterfte
- op alle leeftijden en kunnen alle organen en weefsels van het lichaam treffen
- te beschouwen als een aparte groep ziekten met een unieke etiologie, epidemiologie,
pathogenese, diagnostiek, behandeling en preventie
Nieuwe uitdagingen bij ons:
- De stijging van de levensverwachting, hightech geneeskunde, behandeling van zwaar
zieke patiënten hebben het beeld van de infectieziekten opnieuw veranderd
- Andere genera van bacteriën -> moeilijker te behandelen - resistente bacteriën
- Door de gewijzigde levensomstandigheden (airconditioning, reizen, voeding) moeten we
nu rekening houden met infecties die vroeger niet of zelden voorkwamen
(importpathologie).
- Klimaatwijziging met toegenomen temperaturen en gewijzigde neerslag kan een wijziging
geven in de incidentie van ziektes, die verspreid worden door arthropoden (vector-borne
infection)
- Multi-drug resistente micro-organismen (MDRO) zijn een belangrijk probleem geworden
- Oude infecties verschijnen opnieuw: tuberculose, malaria, hepatitis, cholera, dengue...
- Moderne levenstijl en technische ontwikkelingen vergemakkelijken de transmissie van de
ziekte
- Nieuwe patronen qua reizen en handel (in het bijzonder voedselproducten), nieuwe
landbouwpraktijken, gewijzigd seksueel gedrag, medische interventies en overconsumptie
van antibiotica
- Ineenstorting van de economische, sociale en politieke systemen hebben de medische
dienstverlening verzwakt en effecten van armoede en malnutritie laten toenemen
- Effecten van toegenomen luchtverkeer: snelle verspreiding van ziektes (SARS, COVID-19)
=> pandemie
Evolutie: micro-organismen zijn de oudste levensvormen op aarde -> komen wijdverspreid
voor (ubiquitair) => vormen het grootste deel van de biomassa op aarde
-> Het sequensen van de kleine subeenheid van het ribosomaal RNA (smal subunit ribosomal
RNA) van uiteenlopende organismen heeft een nieuwe universele kaart van de evolutie
opgeleverd, een fylogenetische stamboom
-> SSU-rRNA is hiervoor geschikt gebleken -> onderdeel van ribosomen in alle vrij levende
organismen aanwezig ->. bevat zowel sequenties, die in evolutionaire termen zeer stabiel zijn als
sequenties die in bepaalde mate wel onderhevig geweest zijn aan mutaties => goede
evolutionaire klok aan de hand waarvan men organismen in de tijd en ten op zichte van elkaar
kan indelen
De fylogenetische stamboom onderscheid drie hoofddomeinen:
- Bacteria
- Archaea: bijzondere groep bacteriën, die in de natuur speciale niches innemen
- Eukarya: planten, de fungi (gisten en schimmels) en dieren (eencellige en meercellige,
mens)
Verwekkers van infectiezieken
Prionen: bijzondere infectieuze agentia; proteines -> worden geaggregeerde vorm gevonden
in hersenen van mensen/dieren die lijden aan een bijzondere vorm van degeneratie van het
hersenweefsel -> hun lichaamseigen eiwitten kunnen vorm doen veranderen met stapeling van
afwijkende eiwitten in het hersenweefsel
-> Ziekteverwekkers van spongiforme encephalopathieën: Kuru, Ziekte van Creutzfeldt-Jacob
(CJD) + varianten, boviene spongiforme encefalopathie (gekke koeienziekte), scrapie
-> Prionen ontstaan uit het cellulaire voorlopereiwit Prion Protein (PrP) genoemd door een
onomkeerbare verandering in de driedimensionale structuur van PrP -> kan spontaan gebeuren //
door het binnenkrijgen van prionen uit een met prionen besmette bron (eten van
hersenen/koeien die lijden aan de gekke koeienziekte)
1
,-> De wijze waarop prionen de structuurverandering van het normale PrP induceren en daarmee
vermeerdering en aggregatie van prionen teweegbrengen, betreft een specifieke moleculaire
interactie tussen prionen en PrP
-> PrP wordt gecodeerd door een gen (Prnp) aanwezig in het genoom van alle zoogdieren, vogels
en vissen -> vooral in het zenuw- en lymfeklier weefsel tot expressie gebracht -> biologische
functie is onbekend
-> Eigenschappen van prionen
- Kleine proteïnehoudende agentia die geen nucleinezuur bevatten
- Zeer weerstandig aan conventionele desinfectie-processen
- Lange incubatieduur
- Niet kweekbaar in vitro
- Verwekken geen immuunrespons
-> Transmissie van prionen
- Ingestie van gecontamineerd materiaal (variante vorm van de ziekte van Creutzfeldt-
Jacob)
- Iatrogeen via medische procedures (groeihormonen, duraplastiek, ooglenstransplantatie);
ziekte van CJD
-> Diagnose van prionziekten: moeilijk -> geen immuunrespons en kunnen niet gekweekt worden
-> diagnose vermoed op basis van de klinische symptomen; beeldvorming (CJD en CJD) en
liquoronderzoek op eiwitten (alleen CJD) hebben redelijk voorspellende waarde -> meestal is
enkel postmortem bevestiging mogelijk (of hersenbiopt)
Viroiden: vreemde naakte nucleïnezuren binnen een cel -> gekend als verwekkers van
ziekten bij planten
Virussen: geen cellen; geen levende organismen omdat ze niet over een eigen stofwisseling
beschikken
-> Obligate celparasieten (infecteren cellen van alle drie domeinen van het leven Eukarya,
Bacteria en de Archaea)
-> 20-200 nm partikel (virion) = extracellulaire fysisch-chemisch gedefinieerde en volledige
partikel
- 1 type nucleinezuur (DNA of RNA)
- Geen structuren voor de proteinesynthese
- Geen mechanismen voor energiewinning
-> Virus = de infectieuze eigenschappen zijn ingesloten in het begrip = uit proteine en
nucleinezuren samengesteld partikel, dat in staat is een gastcel binnen te dringen en
beschadiging van de cel door de productie van nakomelingen (nieuwe virussen) uit te lokken
-> Structuur en klassificatie van virussen: op basis van het type nucleïnezuur
(RNA of DNA) en van andere structurele elementen
- Nucleïnezuur: enkelstrengig of dubbelstrengig - DNA of RNA - lineair of
circulair
- Capside met capsomeren -> verschillende symmetrie : icosahedraal,
helicaal, complex
- Envelop of membraan (facultatief
Prokaryoten: eencellige organismen, die zowel DNA als RNA bezitten -> hebben geen
kernmembraan, die het erfelijk materiaal afzondert van het cytoplasma
- Archaea (geen peptidoglycaan; leven in extreme omstandigheden); geen rol als
pathogeen bij de mens Bacteria (celwand bevat peptidoglycaan): geen nucleus; DNA ligt
vrij in het cytoplasma -> is aanwezig onder de vorm van een enkelvoudig circulair
chromosoom (of bijkomend in de vorm van plasmiden) ->
cytoplasma is omgeven door een cytoplasmatisch membraan en een celwand
(uitzondering: mycoplasma)
-> Bacteriën hebben een complexe stofwisseling met een eigen proteïnesyntheseapparaat
-> Vermenigvuldigen zich ongeslachtelijk door binaire celdeling
Eukaryoten: hebben een kern (nucleus) omgeven door een kernmembraan, mitochondriën en
ER
-> Van microbiologisch belang zijn
- Fungi: uni- of multicellulair, celkern met deels diploide en haploide chromosomen, starre
celwand (chitine), kunnen niet bewegen, zijn koolstofheterotroof (beschikken niet over
mogelijkheden tot fotosynthese) => moeten zich voeden door afbraak van organisch
materiaal
2
, -> Zeer veel species; slechts klein aantal spelen rol als pathogeen bij de mens
- Meercellige filamenteuze fungi (schimmels) : vermenigvuldigen zich door sporen
die vaak kenmerkend zijn voor de soort
- Eencellige gisten: vermenigvuldigen zich via budding (knopvorming) -> soms
pseudomycelium
-> Types van infecties veroorzaakt door fungi
- Oppervlakkige mycosen of dermatomycosen: bij huid, haar, nagels, mucosae
- Systemische of diepe mycosen : in onze streken - bij patiënten met verminderde
weerstand
- Protozoa: bezitten over een celmembraan en celkern, die chromosomen bevat, het
cytoplasma bevat gedifferentieerde organellen, voor de voortplanting en stofwisseling,
kunnen voortbewegen door middel van pseudopoden, flagellen of cilia, leven in de vrije
natuur of als parasieten in andere organismen, geslachtelijke of ongeslachtelijke
voortplanting, worden op basis van structuur en beweeglijkheid onderverdeeld in 4
groepen: sporozoa (steeds intracellulair) // flagellaten // amoeben // ciliaten
- Helminthen (wormen): meercellig en behoren tot het dierenrijk:
- Platwormen: cestoden (lintwormen) Trematoden (zuigwormen)
- Rondwormen of nematoden
- Artropoden (geleedpotigen): kunnen medisch belangrijk zijn als vector (overdracht van
virussen, bacteriën, protozoa en wormen) en meer zelden als directe ziekteverwekker:
spinachtigen (8 poten), teken en mijten, insekten (6 poten): vlooi, luis, wantsen, muggen
en vliegen
-> Distributie van humane pathogene species in de belangrijkste groepen van organismen
-> indeling en structuur van micro-organismen
Gastheer-parasiet relatie: complexe interactie tussen planten, dieren, mensen en hun diverse
micro-organismen -> hoe groter de complexiciteit van het leefsysteem hoe groter de diversiteit
voor andere organismen om deze te koloniseren -> warmbloedige dieren (inclusief mensen)
beschikken over de meeste voedingsmiddelen, ze hebben een diversiteit aan leefmilieu’s en zijn
dus het sterkst gekoloniseerd door micro-organismen.
3
, Normale microbiota
- In utero is de mens gewoonlijk kiemvrij
- Na de geboorte treedt kolonisatie met microörganismen op, die permanent het lichaam
koloniseren zonder ziekte te veroorzaken maken deel uit van de normale microbiota
Transiente microbiota: kiemen zijn slechts tijdelijk aanwezig
Symbiosis = relatie tussen de normale microbiota en de gastheer; een relatie tussen 2
organismen waar minstens 1 afhankelijk is van de ander -> 3 brede categorieën kunnen worden
onderscheiden op basis van het relatieve voordeel verkregen door iedere partner -> deze
definities zijn niet absoluut en gaan in elkaar over
- Commensaal: vele micro-organismen, die deel uitmaken van onze normale microbiota
zijn commensalen -> leven op secreties en afgeschilferde cellen; zij zijn noch voordelig,
noch nadelig voor de gastheer -> soms schadelijk (bij gewijzigde omstandigheden), maar
kunnen ook nuttig zijn
VB.: Beschermen voor invasie met pathogene species, afscheiden van nuttige
metabolieten
VB.: corynobacteria op oppervlakte oog, coagulase-neg stafylococcen op huid
- Mutualisme: vorm van symbiose, die voordelig is voor beide organismen
VB.: bacteriën in de dikke darm synthetiseren vitamine K en sommige vitamine B ->
worden geabsorbeerd in de bloedstroom en verdeeld over de lichaamscellen => dikke
darm levert nutriënten, die gebruikt worden door de bacteriën, waardoor ze overleven
- Parasitisme: vorm van symbiose waar de voordelen enkel voor de parasiet zijn -> niet
enkel toepasbaar op protozoa en wormen => alle pathogenen zijn parasieten
VB. Rabiesvirus kan voorkomen bij wilde zoogdieren (vleermuizen) zonder schade aan te
richten, maar bij de mens veroorzaakt die schade (hondsdolheid)
-> Veel micro-organismen zijn parasieten en worden geparasiteerd -> is een evolutionair
succes: heeft dus zekere voordelen -> gastheer kan parasitisme controleren (aanpassing
receptoren voor aanhechting, door inflammatoire en immunologische reactie ...) => zo
geen geschikte gastheer: dood van de parasiet
-> Parasiet ontwikkelt mechanismen om langdurig te overleven in de buitenwereld
(viruspartikeltjes, bacteriële sporen, protozoa cysten en wormeieren) en het
maximaliseren van een succesvol contact met een geschikte gastheer (tussengastheer)
=> parasiet past zich aan om gastheer respons te ontwijken
- Minimale respons uitlokken (Herpes simplex virussen; overleven in gastheercellen
in latent stadium, geen pathologie)
- Effecten van gastheerrespons ontwijken (Mycobacteria overleven in granulomen,
bedoeld om de infectie lokaal te houden en te neutraliseren)
- Verminderen van de respons van de gastheer (HIV-vernietiging T cellen; malaria-
vermindering immuunrespons
- Wijzigingen in parasiet (antigenen) zelf (virussen, spirocheten, trypanosomen):
wijzigen het target van immuunrespons
- Snelle replicatie (virussen, bacteria, protozoa): acute infectie
- Parasiteren van individuen met verminderde respons
-> Sociale en gedragswijzingen kunnen veranderingen in relatie tussen gastheer en
parasiet veroorzaken
- Gewijzigde omgeving
- Veranderingen in voedselproductie en voedselbehandeling
- Routine gebruik van antibiotica in geneeskunde
- Routine gebruik van immunosuppressieve therapie
- Gewijzigde seksuele gewoontes
- Stukgaan van filtratiesystemen, overgebruik van beperkte watervoorraden
- Contact met huisdieren (in het bijzonder met exotische)
- Toename reizen naar tropische en subtropische gebieden
Symbiosis
Commensalisme Mutualisme Parasitisme
Voordelig voor één organisme, geen Voordelig voor beide Voordelig voor één organisme,
effect op het ander organisme organismen maar nadelig voor het andere
Opportunistische pathogenen
Door sommige omstandigheden kunnen eigenschappen van symbiotische relaties wijzigen
4