Infectie & Afweer
Inhoud
1. Bacteriën en fungi ............................................................................................. 5
1.1 Situering van bacteriën ............................................................................... 6
1.2 Anatomie van bacteriën .............................................................................. 7
1.3 Metabolieten, celdeling en fenotypische adaptatie ....................................... 9
1.4 Naamgeving en taxonomie ........................................................................ 10
1.5 Genotypische variatie bij bacteriën ............................................................ 10
1.5.1 Belang van genotypische verschillen ................................................... 11
1.5.2 Serotypering van bacteriën ................................................................. 11
1.5.3 Genotypering van bacteriën................................................................ 11
1.6 De voornaamste (orale) microbiota ............................................................ 11
1.6.1 Grampositieve kokken ........................................................................ 11
1.6.2 Grampositieve staven ........................................................................ 12
1.6.3 Gramnegatieve kokken ....................................................................... 12
1.6.4 Gramnegatieve staven ....................................................................... 13
1.7 Fungi: gisten en schimmels ....................................................................... 13
1.8 Infecties met Candida sp. ......................................................................... 14
1.9 Predisponerende risicofactoren vaan candidiase ........................................ 15
1.10 Aspergillus spp. en aspergillose ................................................................. 15
1.11 Behandeling van mycosen: antimycotische middelen ................................. 16
2. Antibiotica en virostatica.................................................................................. 17
2.1 Antibiotica: inleiding ................................................................................. 17
2.2 Interactie van antibiotica met bacterie en gastheer ..................................... 17
2.3 Voorspellen van de werkzaamheid in de patiënt .......................................... 19
2.3.1 Dilutie-antibiogram ............................................................................ 19
2.3.2 Diffusie-antibiogram .......................................................................... 19
2.3.3 Werkzaamheid in de patiënt voorspellen ............................................. 20
2.3.4 Klinisch breekpunt ............................................................................. 20
2.4 Overzicht van de antibiotica en hun werkingsmechanisme .......................... 21
2.4.1 Antibiotica die inwerken op de celwandstructuur en -synthese ............. 21
1
, 2.4.2 Antibiotica die inwerken op de eiwitsynthese ....................................... 22
2.4.3 Antibiotica die inwerken op de nucleïnezuursynthese ........................... 22
2.5 Antibioticaresistentie van bacteriën ........................................................... 22
2.5.1 Drijvende kracht(en) van resistentie .................................................... 22
2.5.2 Mechanismen van resistentie ............................................................. 22
2.5.3 Kinetiek van ontstaan en verspreiding van resistentie ........................... 23
2.5.4 Persisters (en het onderscheid met resistentie-mutanten) .................... 24
2.5.5 Hoe resistentie voorkomen in inperken? .............................................. 24
2.6 Het profylactisch gebruik van antibiotica .................................................... 25
2.7 Antibiotherapie in de tandartspraktijk......................................................... 26
2.7.1 Naar een concrete antibiotherapie: wat komt er zoal bij kijken? .................. 26
2.8 Middelen tegen virussen ........................................................................... 26
2.8.1 Antivirale middelen (virostatica) grijpen in op de virale levenscyclus ........... 26
2.8.2 Anti-herpes middelen: acyclovir en valacyclovir ........................................ 26
3. Diagnostiek ..................................................................................................... 27
3.1 Inleiding ................................................................................................... 27
3.1.1 De taken van het medisch microbiologisch lab .................................... 27
3.2 Directe detectie........................................................................................ 27
3.2.1 Microscopie ...................................................................................... 27
3.2.2 Niet-microscopische methoden ......................................................... 28
3.3 Detectie na amplificatie ............................................................................ 29
3.3.1 Basistechniek voor kweek van micro-organismen ................................ 29
3.3.2 Identificatie van de opgegroeide bacteriën .......................................... 29
3.3.3 Kweek van moeilijker kweekbare micro-organismen............................. 30
3.3.4 Interpretatie in het bacteriologisch onderzoek ..................................... 30
3.3.5 Detectie na moleculaire amplificatie................................................... 32
3.4 Serologie ................................................................................................. 33
3.5 Microbiologische diagnostiek en de tandheelkunde .................................... 34
4. De barrières, de normale flora en ontstaan van plaque en cariës ......................... 36
4.1 Inleiding ................................................................................................... 36
4.2 Barrières tegen micro-organismen .................................................................. 36
4.2.1 De fysieke barrières die het lichaam scheiden van de externe omgeving ...... 36
2
, 4.2.2 Chemische barrière ................................................................................. 36
4.2.3 Barrière-functie: de normale flora ............................................................. 37
4.3 Overzicht van de verschillende lichaamsoppervlakken met hun barrières en
hun microflora .................................................................................................... 38
4.3.1 Huidbarrière ...................................................................................... 38
4.3.2 Mondholte en bovenste luchtweg ....................................................... 38
3.3.3 Diepe luchtwegen .............................................................................. 39
4.4 Abnormale flora en dysbacteriose ............................................................. 40
4.4.1 Abnormale flora (kolonisatie) .............................................................. 40
4.4.2 Dysbacteriose ................................................................................... 40
4.5 Positieve beïnvloeding van de microflora .................................................... 40
4.6 De orale microflora: van kolonisatie tot plaque ........................................... 41
4.7 De orale microflora: van plaque tot cariës .................................................. 41
4.7.1 Het koolstof- of suikermetabolisme van orale bacteriën ....................... 41
4.7.2 Plaque met veel zuurvormende bacteriën leidt tot demineralisatie ........ 42
4.7.3 De oorzaak (verwekker) van cariës? ..................................................... 42
4.7.4 Cariës, zoals veel ziekten is multifactorieel .......................................... 43
4.7.5 Cariës: principes van preventie ........................................................... 43
4.8 De gevolgen van cariës.............................................................................. 43
5. Infectiepreventie ............................................................................................. 44
5.1 Inleiding: Belang, historiek en definitie van infectiepreventie ....................... 44
5.2 Belang van infectiepreventie in TMK ........................................................... 45
5.3 De infectieketen ....................................................................................... 45
5.4 Infectiepreventie – breaking the chain ........................................................ 48
5.5 Standaardvoorzorgen ................................................................................ 49
5.5.1 Handhygiëne -randvoorwaarden/basisvereisten .................................. 49
5.5.2 PBM (persoonlijk beschermingsmiddel): niet-steriele handschoenen ......... 50
5.5.3 PBM: bescherming van de kledij en slijmvliezen van het aangezicht ....... 50
5.5.4 Respiratoire hygiëne en hoestetiquette ............................................... 51
5.5.5 Overdracht van bloedoverdraagbare virussen ...................................... 51
5.6 Reiniging en desinfectie van omgeving en zorgmateriaal .............................. 52
5.6.1 Medisch materiaal................................................................................... 52
3
, 5.6.2 Omgeving ............................................................................................... 52
5.6.3 Behandelunit..................................................................................... 53
5.7 Relevante micro-organismen voor de tandheelkundige praktijk en de te nemen
voorzorgsmaatregelen ......................................................................................... 55
6. Gingivale en parodontale infecties .................................................................... 58
6.1 Van attachment tot plaque ........................................................................ 58
6.1.1 Vloeistofstromen in de mind: invloed op de habitats ............................ 58
6.2 Unieke kenmerken van de sulcus gingivalis ................................................ 58
6.3 Plaque in het (sub)gingivaal gebied ............................................................ 60
6.4 Specifieke paropathogenen ....................................................................... 60
6.4.1 Inleiding ............................................................................................ 60
6.4.2 Biologische kenmerken van paropathogenen ....................................... 60
6.4.3 Keystone pathogen ............................................................................ 61
6.5 Klinische gevolgen van parodontale inflammatie ............................................. 61
6.5.1 Klinische vormen van parodontale ziekten: ............................................... 62
6.5.2 Systemische gevolgen van parodontale infecties ....................................... 62
6.6 Behandeling en preventie .......................................................................... 62
4
,1. Bacteriën en fungi
- Tandplak: zitten bacteriën op
- Parodontitis = ontstoken tandvlees door reactie op iets (bloedtoevoer is verhoogd)
- Van huid → lip → mondholte: gaat van verhoornd epitheel naar niet-verhoornd
epitheel (buitenste epitheellaag bevat levende cellen)
Verhoornd epitheel schilfert continu af dus als bacteriën zich daar aanhechten dan
schilfert het af
- Mondholte is vochtig = aangenamer voor bacteriën (kunnen niet uitdrogen)
- Virussen hebben levende cellen nodig om zich voort te planten → dode huid is
belangrijke bescherming tegen virale infectie
- Iedereen maakt constant virussen aan (vooral herpes) vb
koortsblaasjes → door minder weerstand vb stress,
menstruatie
Eens je Herpes hebt, gaat het nooit meer uit je lichaam
Extremen t.o.v. elkaar
Filosofie: Het ene bestaat slechts dankzij het ander
→ belangrijk in microbiologie
Wij bestaan dankzij micro-organismen, zonder
micro-organismen zouden we bv geen placenta
kunnen aanmaken
Het belang van de (orale) microbiologie voor tandarts:
• Caries, parodontitis als destructieve processen
• Invasie van dentine, van pulpa; ontstaan van orale abcessen en cellulitis,
systemische effecten/pathologie op lichaam
• Primaire infecties van de mondholte: herpes simplex (virus), …
• Voor tandarts en personeel is de mondholte (bloed) en speeksel een bron van
infecties (virussen zoals griep, herpes, HIV, hepatitis B…, bacteriën (tuberculose)
• Kwetsbaarheid van de patiënt voor infecties (van tandarts en zijn kabinet) tijdens
een sessie
5
,Het belang van orale micro-organismen:
• > 700 verschillende soorten bacteriën in de mondholte
• Aërobe, anaërobe en facultatief-anaërobe bacteriën
• Plaque: 1011 bacteriën per gram
• Interacties tussen gastheer en bacteriën, tussen de bacteriën onderling
• Cariës en parodontale pockets veranderen het milieu waardoor er weer andere
microflora opduiken
• Beschermen tegen indringers (kolonisatie-resistentie)
• Orale bacterien zijn de bron van opportunistische infecties (caries, parodontitis,
abcessen…)
• Kennis over de te verwachten kiemen is nuttig (bv. voor keuze van antibiotica)
1.1 Situering van bacteriën
Rode bol = 1ste levend organisme
Wij wijken niet zo ver af van fungi
Diversiteit vooral in prokaryoten, wij kunnen
ons veel trager aanpassen aan nieuwe
omgeving
Algemene vorm en anatomie van bacteriën vs. eukarya
Bacteriën:
- Celmembraan + celwand (meestal)
- Cytoplasma
- Ribosomen
- 1 circulair chromosoom maar geen kern (genetisch materiaal los in cytoplasma)
- Geen mitochondriën
- Geen ER
Groeien extracellulair, gemakkelijk te kweken & groeien snel
Eukaryoten:
- Wel een kern
- Vaak diploïd: fungi, dieren, planten, protozoa
Virussen: Obligate intracellulaire parasieten
6
,1.2 Anatomie van bacteriën
Celmembraan bestaat uit fosfolipiden
Meeste bacteriën hebben ook celwand, sommigen niet (mycoplasmata en chlamydiae)
- Celwand bestaat uit grampositieve en gramnegatieve bacteriën
- Grampositieven: celwand heeft grote hoeveelheid peptidoglycaan als
bouwsteen
- Gramnegatieven: celwand omvat dunne laag peptidoglycaan en een 2de
lipidenmembraan dat bestaat uit LPS (lipopolysacchariden)
Door middel van gramkleuring kan men bacteriën onderscheiden:
- Celwand bepaalt vorm van bacterie: meestal bolvormig (kok) of staafvormig
(bacillen)
- Samenstelling verklaart de gramkleurbaarheid: + (blauw) en – (rood)
- Details: kokken in kettingen zijn meestal streptokokken, kokken in trosjes zijn
stafylokokken
Structuur LPS-molecule:
- Vetcomponent (fatty acids) en suikercomponent (O-
antigen)
- Heeft een krachtige toxische werking bij de mens:
veroorzaakt koorts, inflammatie…
- Synoniem: endotoxine
Experiment met muizen:
- Stal met muizen: 8 per groep
- In buik van muizen injectie van LPS opgezuiverd uit bacterie
- 10 mg per kg muis → alle muizen blijven leven
- 22 mg per kg muis → na 3 dagen zijn ze dood (sterven aan toxiciteit van LPS)
7
,Celwand van mycobacteriën: een andere samenstelling (dense laag mycolzuren)
Gevolgen: - Lange overleving in de natuur
- Besmettelijkheid en ziekmakend
- Resistentie tegenover veel antibiotica
- Zuurvast
Het bacterieel genoom:
- 1 chromosoom: een circulair dubbelstrengig DNA molecule
- Heel compact opgevouwen
- Gyrasen en topoisomerasen maken openen/ontvouwen en weer
sluiten/opvouwen van chromosomen mogelijk (hebben hier specifieke antibiotica
tegen)
Extra structuren:
1. Kapsel: polysaccharidenlaag rond celwand. Beschermt
de bacterie tegen fagocytose
2. Flagellen: zorgen voor beweeglijkheid
3. Fimbriae: uitstulpingen van membraan/celwand.
Aanhechtingsmoleculen die binden op specifieke receptoren. (belangrijk bij
kolonisatie en virulentie)
➔ Gastheer maakt neutraliserende antilichamen als
bescherming tegen deze pathogenen
4. Pili: contactbuizen voor overdracht van genetisch materiaal
8
,1.3 Metabolieten, celdeling en fenotypische adaptatie
- Metabolisme: omzetting van organische moleculen met o.a. energie productie
- Bacteriën delen enorm snel! Logaritmische vermenigvuldiging: grote aantallen in
korte tijd → deling ong elke 30min
- Na een adaptiefase is er een logaritmische toename, met een
stationaire fase bij uitputting van de bronnen, waarna het
afsterven begint te domineren
Invloed van de omgeving: vb temperatuur beïnvloedt groeisnelheid →
bacteriën zullen minder snel groeien bij hoge temperatuur
➔ Er is wel een optimale temp, min, max en een range
Invloed van zuurtegraad, CO2, O2: verschilt per bacterie
Vb. Haemophilus: groeit beter in omgeving met hoge CO2 spanning
Bacteriën passen hun metabolisme aan volgens de omgevingsomstandigheden.
Vb. Bacterie laten groeien op glucose: bij uitputting van het substraat zien we
dat een nieuw substraat aangeboord wordt. Daarvoor zijn nieuwe enzymen
nodig
Planktonische bacteriën: vorm waar bacterie in suspensie zit (vloeibaar
medium)
Sessiele bacteriën: situatie waarbij ze op vast oppervlakte zitten
Verschijnselen fenotypische variaties:
- Persisters: een proces waarbij een bacterie minder
metabool actief is, en daardoor ongevoelig is voor
antibiotica.
- Fenotypisch switchen (‘bet hedging’): een populatie heeft
vaak meerdere subpopulaties, een deel is klaar voor een
nieuwe uitdagende omgeving (maar wellicht niet aangepast aan de huidige), ze
zijn klaar voor een andere situatie (een disaster), waarop de hoofdpopulatie
‘sneuvelt’ (bet hedging: risicospreiding).
- Sporen: overlevingsvorm waarbij de cel zich inkapselt in een resistente structuur
om extreme omstandigheden zoals hitte of droogte te overleven.
➔ Kan terug ‘ontsporen’ als het in een goede omgeving komt
- Biofilm en quorum sensing
• Biofilm = georganiseerde gemeenschap van bacteriën die zich aan een
oppervlak hechten en omgeven zijn door een zelfgeproduceerde
beschermende slijmlaag. (zie filmpje dia 29)
9
, • Quorum sensing = Bacteriën scheiden boodschappermoleculen uit die
pas bij hoge concentraties effect hebben. Wanneer de bacteriële densiteit
stijgt, bereiken deze moleculen een kritische drempel, waardoor
genexpressie verandert en een nieuw metabolisme ontstaat.
Interacties in biofilm: bacteriën zitten met heel veel samen en gaan met elkaar
interageren: soms elkaar helpen, soms elkaar pesten
1.4 Naamgeving en taxonomie
Naamgeving en taxonomie is gesteund op fenotypische kenmerken
Ribosomaal RNA als leidraad
Studie van verwantschap: gen voor ribosomaal 16S-RNA is ideaal molecule
16 S subunit RNA:
- Heeft een belangrijke structurele functie in het ribosoom
- Vitaal: structurele veranderingen (mutaties) geven aanleiding tot andere
structuur, dat kan heel kritisch zijn in de functie
- De wijzigingen gebeuren heel traag, sommige regio’s zijn daarin minder kritisch
dan andere, bevatten grotere variatie dan de conservatieve regio’s
- In bepaalde regio’s weerspiegelt het verschil de evolutieduur, dus de
verwantschap, en dit kan gebruikt worden voor taxonomische indeling, indeling in
genus en tenslotte zelfs species (en kan dus gebruikt worden voor identificatie).
Als 2 isolaten tenminste 99% gelijken in 16S sequentie: van zelfde soort.
1.5 Genotypische variatie bij bacteriën
Genotypische variatie zit definitief verworven & zit vast in de genetische info
Genetische variatie ontstaat door gewone mutatie en selectie, of door uitwisseling van
grote stukken erfelijk materiaal.
Mechanisme van genetische uitwisseling:
1. Transformatie: opname DNA uit de omgeving (verwante species) en inbouw in
eigen chromosoom.
2. Transductie: genen via faagvirussen overgebracht.
3. Conjugatie: genen op extrachromosomaal DNA (plasmiden) dat overgedragen
wordt via pili. Genen zitten vaak reeds op transposons (kleine gen-wagonnetjes
die gemakkelijk loskomen en op een andere plaats integreren, vaak in genetische
regio’s die daarvoor zijn voorbehouden)
10
Inhoud
1. Bacteriën en fungi ............................................................................................. 5
1.1 Situering van bacteriën ............................................................................... 6
1.2 Anatomie van bacteriën .............................................................................. 7
1.3 Metabolieten, celdeling en fenotypische adaptatie ....................................... 9
1.4 Naamgeving en taxonomie ........................................................................ 10
1.5 Genotypische variatie bij bacteriën ............................................................ 10
1.5.1 Belang van genotypische verschillen ................................................... 11
1.5.2 Serotypering van bacteriën ................................................................. 11
1.5.3 Genotypering van bacteriën................................................................ 11
1.6 De voornaamste (orale) microbiota ............................................................ 11
1.6.1 Grampositieve kokken ........................................................................ 11
1.6.2 Grampositieve staven ........................................................................ 12
1.6.3 Gramnegatieve kokken ....................................................................... 12
1.6.4 Gramnegatieve staven ....................................................................... 13
1.7 Fungi: gisten en schimmels ....................................................................... 13
1.8 Infecties met Candida sp. ......................................................................... 14
1.9 Predisponerende risicofactoren vaan candidiase ........................................ 15
1.10 Aspergillus spp. en aspergillose ................................................................. 15
1.11 Behandeling van mycosen: antimycotische middelen ................................. 16
2. Antibiotica en virostatica.................................................................................. 17
2.1 Antibiotica: inleiding ................................................................................. 17
2.2 Interactie van antibiotica met bacterie en gastheer ..................................... 17
2.3 Voorspellen van de werkzaamheid in de patiënt .......................................... 19
2.3.1 Dilutie-antibiogram ............................................................................ 19
2.3.2 Diffusie-antibiogram .......................................................................... 19
2.3.3 Werkzaamheid in de patiënt voorspellen ............................................. 20
2.3.4 Klinisch breekpunt ............................................................................. 20
2.4 Overzicht van de antibiotica en hun werkingsmechanisme .......................... 21
2.4.1 Antibiotica die inwerken op de celwandstructuur en -synthese ............. 21
1
, 2.4.2 Antibiotica die inwerken op de eiwitsynthese ....................................... 22
2.4.3 Antibiotica die inwerken op de nucleïnezuursynthese ........................... 22
2.5 Antibioticaresistentie van bacteriën ........................................................... 22
2.5.1 Drijvende kracht(en) van resistentie .................................................... 22
2.5.2 Mechanismen van resistentie ............................................................. 22
2.5.3 Kinetiek van ontstaan en verspreiding van resistentie ........................... 23
2.5.4 Persisters (en het onderscheid met resistentie-mutanten) .................... 24
2.5.5 Hoe resistentie voorkomen in inperken? .............................................. 24
2.6 Het profylactisch gebruik van antibiotica .................................................... 25
2.7 Antibiotherapie in de tandartspraktijk......................................................... 26
2.7.1 Naar een concrete antibiotherapie: wat komt er zoal bij kijken? .................. 26
2.8 Middelen tegen virussen ........................................................................... 26
2.8.1 Antivirale middelen (virostatica) grijpen in op de virale levenscyclus ........... 26
2.8.2 Anti-herpes middelen: acyclovir en valacyclovir ........................................ 26
3. Diagnostiek ..................................................................................................... 27
3.1 Inleiding ................................................................................................... 27
3.1.1 De taken van het medisch microbiologisch lab .................................... 27
3.2 Directe detectie........................................................................................ 27
3.2.1 Microscopie ...................................................................................... 27
3.2.2 Niet-microscopische methoden ......................................................... 28
3.3 Detectie na amplificatie ............................................................................ 29
3.3.1 Basistechniek voor kweek van micro-organismen ................................ 29
3.3.2 Identificatie van de opgegroeide bacteriën .......................................... 29
3.3.3 Kweek van moeilijker kweekbare micro-organismen............................. 30
3.3.4 Interpretatie in het bacteriologisch onderzoek ..................................... 30
3.3.5 Detectie na moleculaire amplificatie................................................... 32
3.4 Serologie ................................................................................................. 33
3.5 Microbiologische diagnostiek en de tandheelkunde .................................... 34
4. De barrières, de normale flora en ontstaan van plaque en cariës ......................... 36
4.1 Inleiding ................................................................................................... 36
4.2 Barrières tegen micro-organismen .................................................................. 36
4.2.1 De fysieke barrières die het lichaam scheiden van de externe omgeving ...... 36
2
, 4.2.2 Chemische barrière ................................................................................. 36
4.2.3 Barrière-functie: de normale flora ............................................................. 37
4.3 Overzicht van de verschillende lichaamsoppervlakken met hun barrières en
hun microflora .................................................................................................... 38
4.3.1 Huidbarrière ...................................................................................... 38
4.3.2 Mondholte en bovenste luchtweg ....................................................... 38
3.3.3 Diepe luchtwegen .............................................................................. 39
4.4 Abnormale flora en dysbacteriose ............................................................. 40
4.4.1 Abnormale flora (kolonisatie) .............................................................. 40
4.4.2 Dysbacteriose ................................................................................... 40
4.5 Positieve beïnvloeding van de microflora .................................................... 40
4.6 De orale microflora: van kolonisatie tot plaque ........................................... 41
4.7 De orale microflora: van plaque tot cariës .................................................. 41
4.7.1 Het koolstof- of suikermetabolisme van orale bacteriën ....................... 41
4.7.2 Plaque met veel zuurvormende bacteriën leidt tot demineralisatie ........ 42
4.7.3 De oorzaak (verwekker) van cariës? ..................................................... 42
4.7.4 Cariës, zoals veel ziekten is multifactorieel .......................................... 43
4.7.5 Cariës: principes van preventie ........................................................... 43
4.8 De gevolgen van cariës.............................................................................. 43
5. Infectiepreventie ............................................................................................. 44
5.1 Inleiding: Belang, historiek en definitie van infectiepreventie ....................... 44
5.2 Belang van infectiepreventie in TMK ........................................................... 45
5.3 De infectieketen ....................................................................................... 45
5.4 Infectiepreventie – breaking the chain ........................................................ 48
5.5 Standaardvoorzorgen ................................................................................ 49
5.5.1 Handhygiëne -randvoorwaarden/basisvereisten .................................. 49
5.5.2 PBM (persoonlijk beschermingsmiddel): niet-steriele handschoenen ......... 50
5.5.3 PBM: bescherming van de kledij en slijmvliezen van het aangezicht ....... 50
5.5.4 Respiratoire hygiëne en hoestetiquette ............................................... 51
5.5.5 Overdracht van bloedoverdraagbare virussen ...................................... 51
5.6 Reiniging en desinfectie van omgeving en zorgmateriaal .............................. 52
5.6.1 Medisch materiaal................................................................................... 52
3
, 5.6.2 Omgeving ............................................................................................... 52
5.6.3 Behandelunit..................................................................................... 53
5.7 Relevante micro-organismen voor de tandheelkundige praktijk en de te nemen
voorzorgsmaatregelen ......................................................................................... 55
6. Gingivale en parodontale infecties .................................................................... 58
6.1 Van attachment tot plaque ........................................................................ 58
6.1.1 Vloeistofstromen in de mind: invloed op de habitats ............................ 58
6.2 Unieke kenmerken van de sulcus gingivalis ................................................ 58
6.3 Plaque in het (sub)gingivaal gebied ............................................................ 60
6.4 Specifieke paropathogenen ....................................................................... 60
6.4.1 Inleiding ............................................................................................ 60
6.4.2 Biologische kenmerken van paropathogenen ....................................... 60
6.4.3 Keystone pathogen ............................................................................ 61
6.5 Klinische gevolgen van parodontale inflammatie ............................................. 61
6.5.1 Klinische vormen van parodontale ziekten: ............................................... 62
6.5.2 Systemische gevolgen van parodontale infecties ....................................... 62
6.6 Behandeling en preventie .......................................................................... 62
4
,1. Bacteriën en fungi
- Tandplak: zitten bacteriën op
- Parodontitis = ontstoken tandvlees door reactie op iets (bloedtoevoer is verhoogd)
- Van huid → lip → mondholte: gaat van verhoornd epitheel naar niet-verhoornd
epitheel (buitenste epitheellaag bevat levende cellen)
Verhoornd epitheel schilfert continu af dus als bacteriën zich daar aanhechten dan
schilfert het af
- Mondholte is vochtig = aangenamer voor bacteriën (kunnen niet uitdrogen)
- Virussen hebben levende cellen nodig om zich voort te planten → dode huid is
belangrijke bescherming tegen virale infectie
- Iedereen maakt constant virussen aan (vooral herpes) vb
koortsblaasjes → door minder weerstand vb stress,
menstruatie
Eens je Herpes hebt, gaat het nooit meer uit je lichaam
Extremen t.o.v. elkaar
Filosofie: Het ene bestaat slechts dankzij het ander
→ belangrijk in microbiologie
Wij bestaan dankzij micro-organismen, zonder
micro-organismen zouden we bv geen placenta
kunnen aanmaken
Het belang van de (orale) microbiologie voor tandarts:
• Caries, parodontitis als destructieve processen
• Invasie van dentine, van pulpa; ontstaan van orale abcessen en cellulitis,
systemische effecten/pathologie op lichaam
• Primaire infecties van de mondholte: herpes simplex (virus), …
• Voor tandarts en personeel is de mondholte (bloed) en speeksel een bron van
infecties (virussen zoals griep, herpes, HIV, hepatitis B…, bacteriën (tuberculose)
• Kwetsbaarheid van de patiënt voor infecties (van tandarts en zijn kabinet) tijdens
een sessie
5
,Het belang van orale micro-organismen:
• > 700 verschillende soorten bacteriën in de mondholte
• Aërobe, anaërobe en facultatief-anaërobe bacteriën
• Plaque: 1011 bacteriën per gram
• Interacties tussen gastheer en bacteriën, tussen de bacteriën onderling
• Cariës en parodontale pockets veranderen het milieu waardoor er weer andere
microflora opduiken
• Beschermen tegen indringers (kolonisatie-resistentie)
• Orale bacterien zijn de bron van opportunistische infecties (caries, parodontitis,
abcessen…)
• Kennis over de te verwachten kiemen is nuttig (bv. voor keuze van antibiotica)
1.1 Situering van bacteriën
Rode bol = 1ste levend organisme
Wij wijken niet zo ver af van fungi
Diversiteit vooral in prokaryoten, wij kunnen
ons veel trager aanpassen aan nieuwe
omgeving
Algemene vorm en anatomie van bacteriën vs. eukarya
Bacteriën:
- Celmembraan + celwand (meestal)
- Cytoplasma
- Ribosomen
- 1 circulair chromosoom maar geen kern (genetisch materiaal los in cytoplasma)
- Geen mitochondriën
- Geen ER
Groeien extracellulair, gemakkelijk te kweken & groeien snel
Eukaryoten:
- Wel een kern
- Vaak diploïd: fungi, dieren, planten, protozoa
Virussen: Obligate intracellulaire parasieten
6
,1.2 Anatomie van bacteriën
Celmembraan bestaat uit fosfolipiden
Meeste bacteriën hebben ook celwand, sommigen niet (mycoplasmata en chlamydiae)
- Celwand bestaat uit grampositieve en gramnegatieve bacteriën
- Grampositieven: celwand heeft grote hoeveelheid peptidoglycaan als
bouwsteen
- Gramnegatieven: celwand omvat dunne laag peptidoglycaan en een 2de
lipidenmembraan dat bestaat uit LPS (lipopolysacchariden)
Door middel van gramkleuring kan men bacteriën onderscheiden:
- Celwand bepaalt vorm van bacterie: meestal bolvormig (kok) of staafvormig
(bacillen)
- Samenstelling verklaart de gramkleurbaarheid: + (blauw) en – (rood)
- Details: kokken in kettingen zijn meestal streptokokken, kokken in trosjes zijn
stafylokokken
Structuur LPS-molecule:
- Vetcomponent (fatty acids) en suikercomponent (O-
antigen)
- Heeft een krachtige toxische werking bij de mens:
veroorzaakt koorts, inflammatie…
- Synoniem: endotoxine
Experiment met muizen:
- Stal met muizen: 8 per groep
- In buik van muizen injectie van LPS opgezuiverd uit bacterie
- 10 mg per kg muis → alle muizen blijven leven
- 22 mg per kg muis → na 3 dagen zijn ze dood (sterven aan toxiciteit van LPS)
7
,Celwand van mycobacteriën: een andere samenstelling (dense laag mycolzuren)
Gevolgen: - Lange overleving in de natuur
- Besmettelijkheid en ziekmakend
- Resistentie tegenover veel antibiotica
- Zuurvast
Het bacterieel genoom:
- 1 chromosoom: een circulair dubbelstrengig DNA molecule
- Heel compact opgevouwen
- Gyrasen en topoisomerasen maken openen/ontvouwen en weer
sluiten/opvouwen van chromosomen mogelijk (hebben hier specifieke antibiotica
tegen)
Extra structuren:
1. Kapsel: polysaccharidenlaag rond celwand. Beschermt
de bacterie tegen fagocytose
2. Flagellen: zorgen voor beweeglijkheid
3. Fimbriae: uitstulpingen van membraan/celwand.
Aanhechtingsmoleculen die binden op specifieke receptoren. (belangrijk bij
kolonisatie en virulentie)
➔ Gastheer maakt neutraliserende antilichamen als
bescherming tegen deze pathogenen
4. Pili: contactbuizen voor overdracht van genetisch materiaal
8
,1.3 Metabolieten, celdeling en fenotypische adaptatie
- Metabolisme: omzetting van organische moleculen met o.a. energie productie
- Bacteriën delen enorm snel! Logaritmische vermenigvuldiging: grote aantallen in
korte tijd → deling ong elke 30min
- Na een adaptiefase is er een logaritmische toename, met een
stationaire fase bij uitputting van de bronnen, waarna het
afsterven begint te domineren
Invloed van de omgeving: vb temperatuur beïnvloedt groeisnelheid →
bacteriën zullen minder snel groeien bij hoge temperatuur
➔ Er is wel een optimale temp, min, max en een range
Invloed van zuurtegraad, CO2, O2: verschilt per bacterie
Vb. Haemophilus: groeit beter in omgeving met hoge CO2 spanning
Bacteriën passen hun metabolisme aan volgens de omgevingsomstandigheden.
Vb. Bacterie laten groeien op glucose: bij uitputting van het substraat zien we
dat een nieuw substraat aangeboord wordt. Daarvoor zijn nieuwe enzymen
nodig
Planktonische bacteriën: vorm waar bacterie in suspensie zit (vloeibaar
medium)
Sessiele bacteriën: situatie waarbij ze op vast oppervlakte zitten
Verschijnselen fenotypische variaties:
- Persisters: een proces waarbij een bacterie minder
metabool actief is, en daardoor ongevoelig is voor
antibiotica.
- Fenotypisch switchen (‘bet hedging’): een populatie heeft
vaak meerdere subpopulaties, een deel is klaar voor een
nieuwe uitdagende omgeving (maar wellicht niet aangepast aan de huidige), ze
zijn klaar voor een andere situatie (een disaster), waarop de hoofdpopulatie
‘sneuvelt’ (bet hedging: risicospreiding).
- Sporen: overlevingsvorm waarbij de cel zich inkapselt in een resistente structuur
om extreme omstandigheden zoals hitte of droogte te overleven.
➔ Kan terug ‘ontsporen’ als het in een goede omgeving komt
- Biofilm en quorum sensing
• Biofilm = georganiseerde gemeenschap van bacteriën die zich aan een
oppervlak hechten en omgeven zijn door een zelfgeproduceerde
beschermende slijmlaag. (zie filmpje dia 29)
9
, • Quorum sensing = Bacteriën scheiden boodschappermoleculen uit die
pas bij hoge concentraties effect hebben. Wanneer de bacteriële densiteit
stijgt, bereiken deze moleculen een kritische drempel, waardoor
genexpressie verandert en een nieuw metabolisme ontstaat.
Interacties in biofilm: bacteriën zitten met heel veel samen en gaan met elkaar
interageren: soms elkaar helpen, soms elkaar pesten
1.4 Naamgeving en taxonomie
Naamgeving en taxonomie is gesteund op fenotypische kenmerken
Ribosomaal RNA als leidraad
Studie van verwantschap: gen voor ribosomaal 16S-RNA is ideaal molecule
16 S subunit RNA:
- Heeft een belangrijke structurele functie in het ribosoom
- Vitaal: structurele veranderingen (mutaties) geven aanleiding tot andere
structuur, dat kan heel kritisch zijn in de functie
- De wijzigingen gebeuren heel traag, sommige regio’s zijn daarin minder kritisch
dan andere, bevatten grotere variatie dan de conservatieve regio’s
- In bepaalde regio’s weerspiegelt het verschil de evolutieduur, dus de
verwantschap, en dit kan gebruikt worden voor taxonomische indeling, indeling in
genus en tenslotte zelfs species (en kan dus gebruikt worden voor identificatie).
Als 2 isolaten tenminste 99% gelijken in 16S sequentie: van zelfde soort.
1.5 Genotypische variatie bij bacteriën
Genotypische variatie zit definitief verworven & zit vast in de genetische info
Genetische variatie ontstaat door gewone mutatie en selectie, of door uitwisseling van
grote stukken erfelijk materiaal.
Mechanisme van genetische uitwisseling:
1. Transformatie: opname DNA uit de omgeving (verwante species) en inbouw in
eigen chromosoom.
2. Transductie: genen via faagvirussen overgebracht.
3. Conjugatie: genen op extrachromosomaal DNA (plasmiden) dat overgedragen
wordt via pili. Genen zitten vaak reeds op transposons (kleine gen-wagonnetjes
die gemakkelijk loskomen en op een andere plaats integreren, vaak in genetische
regio’s die daarvoor zijn voorbehouden)
10
