Lecture 1: General introduction
1. Microcopische wereld
Pathogene micro-organismen variëren in grootte: uiterst kleine virussen tot grotere bacteriën
<-> menselijke cellen zijn veel groter en complexer
Virussen
- Kleinste: 20-300 nm
- EM nodig (niet zichtbaar op LM)
- Ontbreken essentiële kenmerken van cellen: geen eigen metabolisme, afhankelijk van
GHcellen voor replicatie en E-productie
Bacteriën
- Groter dan virussen: 0,5-5 micrometer
Schimmels (gisten en schimmels)
- Gisten: eencellig, 3-40 micrometer
- Schimmels: meercellige structuren = hyfen: enkele micrometers-mm
Parasieten
- Eencellige protozoa of meercellige parasitaire wormen
- Grootte varieert v soort en type (kleiner of groter dan menselijke cel)
Eukaryoten (menselijke en plantaardige cellen, schimmels en parasieten)
- Hebben ware kern + omhulsel
- Mitose voor lichaamscellen, meiose voor gameten
Prokaryoten (bacteriën)
- Eencellig, eenvoudiger en kleiner
- Geen kern
- Genetisch materiaal zit in cirkelvormig stuk DNA in cytoplasma
- Deling: binaire splitsing à 2 identieke dochtercellen
2. Microbiële eigenschappen
ME = menselijke microbiota of microbioom: bacteriën, virussen, schimmels en archaea
- Samenstelling varieert tussen individuen en afh van lichaamslocatie
Huid
- Bacteriën: Staphylococcus, Streptococcus en Propionibacterium
o Propionibacterium acnes (P. acnes): van nature op opp vd huid en in haarzakjes
§ Voeding = talg: als dit toeneemt door hormonale veranderingen à
snelle vermenigvuldiging à overgroei à ontstekingsreactie = acne-
laesies
- Schimmels: Malassezia of Candida
- Functie: gezondheid vd huid, immuunreacties en bescherming ziekteverwekkers
,Mond
- Bacteriën: Streptococcus, Actinomyces, Prevotellasoorten
- Schimmels: Candida
- Functie: mondgezondheid, afbraak voedsel
- Bijtwond-gerelateerde infecties: omvatten bacteriën die doorgaans voorkomen in
mondflora van mens en dier
o B uit mondholte in diepe weefsels à infectie
o Vb: Streptococcus-soorten, Eikenella corrodens,…
o Anaerobe b (bv Bacteroides, prevotella en fusobacterium): diepe & puntige
wonde
Darm
- Vnl bacteriën: Bacteroides, Firmicutes en Actinobacteria
- Functie: spijsvertering, opname voedingsstoffen, IS en metabole processen
- Samenstelling in verband met metabole aandoeningen bv Diabetes type 2
o Onbalans in SS = dysbiose:
§ (1) ontstekingsreactie en verhoogde darmperm à bacteriële
endotoxines = lipopolysacchariden komen in de bloedbaan terecht à
sys ontsteking à insulineresistentie
§ (2) minder SCFA (korteketenvetzuren) à metabole disfunctie
Vagina
- Lactobacillus-soorten: dominant in gezonde vaginale microbiota
o Produceren melkzuur à zure pH à inhibeert groei ziekteverwekkende
organismen à voorkomt infectie
- Bacteriële vaginose = verstoring evenwicht microbioom à 2 veranderingen
o (1) afname Lactobacillen: hogere pH à overgroei schadelijke bacteriën
o (2) toename pathogene bacteriën (bv Gardnerella vaginalis, Prevotella…)
o Symtomen: afscheiding, geur, irritatie
3. Pathogeniciteit van bacteriën
Onderverdeling in groepen obv vermogen om ziekte te veroorzaken en in welke
omstandigheden
1. Obligate pathogenen
- Veroorzaken ziekte onder normale omstandigheden bij gezonde individuen = intact
immuunsysteem
- Bv Vibrio cholerae: geeft Cholera (diarreeziekte)
2. Opportunistische pathogenen
- Immunocompetente gastheren: opp bact veroorzaken meestal geen ziekte bij
individuen met gezond immuunsysteem <-> worden pathogeen bij verzwakte
afweermechanismen
, o Bv Enterococcus faecalis: komt veel voor in maagdarmkanaal, is onschadelijk
bij gezonde individuen <-> urineweginfecties en endocardiditis bij verzwakt
IS/hartafwijkingen
- Immunocompromised gastheren: veroorzaken infecties bij verzwakt IS tgv HIV/AIDS,
chemo of orgaantransplantatie
o Bv: Mycobacterium avium
- Gezondheidzorg: bacteriën met resistentie tegen meerdere antibiotica =
multiresistente organismen (MDRO’s) à veroorzaken infectie in ziekenhuizen of
langdurige zorgfaciliteiten
o Bv Pseudomonas aerugninosa, methicilline-resistente Staphylococcus aureus
(MRSA) of extended-spectrum beta-lactamase-producerende
Enterobacteriaceae (ESBL-)
3. Niet-pathogene bacteriën
- Veroorzaken geen ziekte, maar leven samen met gastheer
o Bv Escherichia coli id darm (zelf nuttige functies bv spijsvertering)
4. Oorsprong bacteriële pathogenen
Endogene pathogenen: oorsprong in eigen microbiota, veroorzaken infecties wanneer ze
andere delen vh lichaam binnen dringen
Exogene pathogenen: komen uit externe bronnen, veroorzaken infecties wanneer ze in het
lichaam binnenkomen à via verschillende infectieroutes
1. Vectorgedragen overdracht: overdracht via beet van geleedpotige vectoren (muggen,
teken en vlooien)
o Kunnen pathogene bacteriën dragen en ze in bloedbaan vd GH brengen tijdens
voeden
o Bv ziekte van Lyme: Borrelia burgdoferi, overgedragen door beet van
geïnfecteerde teek
2. Blootstelling ad omgeving: pathogenen kunnen aanw zijn in milieubronnen à
besmetting via contact met verontreinigde materialen of oppervlakken
o Watergedragen overdracht: bv Vibrio cholerae (Cholera), Escherichia Coli (GI-
infecties)
o Voedseloverdracht: bv Salmonella, Campylobacter, aanwezig in onvoldoende
gekookte of verontreindigde voedingsmiddelen
o Bodem: verontreinigde grond (vnl tijdens landbouw/tuinieren)
3. Airborne transmission: overdracht via luchtdruppels, wanneer geïnfecteerde persoon
hoest, niest, of praat à worden ingeademd door anderen id buurt
o Bv Streptococcus pneumoniae (longontsteking), Mycobacterium tuberculosis
(tuberculose)
4. Direct contact: overdracht via direct contact met verontreinigde oppervlakken of
geïnfecteerde individuen (fysiek contact of lichaamsvloeistoffen)
o Bv MRSA: huid-op-huid contact of opp
5. Zoonotische overdracht: overdracht via dier op mens: besmette dieren,
lichaamsvloeistoffen of verontreinigde dierlijke producten
o Bv Brucella-soorten (brucellose)
, 5. Biofilm en quorumsensing
Biofilm
- Complexe gemeenschap van micro-organismen wanneer bacteriën zich hechten aan
oppervlakken en een extracellulaire matrix produceren
o Matrix = slijmerige en beschermende structuur (polysacchariden, eiwitten,
lipiden en DNA)
o Geproduceerd door bacteriën zelf
o Omhult bacteriën
- Ondersteunende omgeving waarin bacteriën gedijen en met elkaar interageren: deze
communicatie heet quorumsensing
Quorumsensing
- Chemische signalen worden afgegeven in omgeving à signalen hopen op naarmate
bacteriepopulatie groeit à bereiken drempel à bacteriën reageren gezamenlijk
door hun gedrag te veranderen
- Functie: helpt bij coördineren van activiteiten zoals matrixproductie en expressie
virulentiefactoren (gevolgen voor gedrag en weerstand tegen
omgevingsstressfactoren)
6. Bacteriële structuur
Cytoplasma
- Gelachtige substantie, vult interieur vd cel, bevat ribosomen, enzymes en genetisch
materiaal
DNA
- Georganiseerd in nucleoïde (bacteriën hebben geen kern)
- Sommige bacteriën hebben plasmiden: kleine, circulaire DNA-moleculen, dragen vaak
genen die bacteriën voordelen bieden zoals AB-resistentie
o Plasmiden en transposons = mobiele genetische elementen die snelle
verspreiding van genen tussen bacteriën mogelijk maken à kunnen zich
aanpassen aan verschillende omgevingen
Ribosomen
- Verantwoordelijk voor eiwitsynthese: translatie/vertalen van genetische informatie in
mRNA à functionele eiwitten
- Kleiner dan menselijke: kleine en grote subeenheid, 16S rRNA bevat geconserveerde
regio’s en variabele regio’s (ook nog 23S)
- Eukaryote ribosomen hebben anderen rRNA’s (18S en 28S): veel antibiotica
waaronder tetracyclines en macroliden, verstoren selectief de bacteriële ribosomen
Binnenste membraan (IM)
- Bestaat uit fosfolipide dubbellaag = elektrochemische barriere
- Ook receptoren en transportsystemen
- CM is belangrijk voor cellulaire processen (E-productie en opname voedingsstoffen)
1. Microcopische wereld
Pathogene micro-organismen variëren in grootte: uiterst kleine virussen tot grotere bacteriën
<-> menselijke cellen zijn veel groter en complexer
Virussen
- Kleinste: 20-300 nm
- EM nodig (niet zichtbaar op LM)
- Ontbreken essentiële kenmerken van cellen: geen eigen metabolisme, afhankelijk van
GHcellen voor replicatie en E-productie
Bacteriën
- Groter dan virussen: 0,5-5 micrometer
Schimmels (gisten en schimmels)
- Gisten: eencellig, 3-40 micrometer
- Schimmels: meercellige structuren = hyfen: enkele micrometers-mm
Parasieten
- Eencellige protozoa of meercellige parasitaire wormen
- Grootte varieert v soort en type (kleiner of groter dan menselijke cel)
Eukaryoten (menselijke en plantaardige cellen, schimmels en parasieten)
- Hebben ware kern + omhulsel
- Mitose voor lichaamscellen, meiose voor gameten
Prokaryoten (bacteriën)
- Eencellig, eenvoudiger en kleiner
- Geen kern
- Genetisch materiaal zit in cirkelvormig stuk DNA in cytoplasma
- Deling: binaire splitsing à 2 identieke dochtercellen
2. Microbiële eigenschappen
ME = menselijke microbiota of microbioom: bacteriën, virussen, schimmels en archaea
- Samenstelling varieert tussen individuen en afh van lichaamslocatie
Huid
- Bacteriën: Staphylococcus, Streptococcus en Propionibacterium
o Propionibacterium acnes (P. acnes): van nature op opp vd huid en in haarzakjes
§ Voeding = talg: als dit toeneemt door hormonale veranderingen à
snelle vermenigvuldiging à overgroei à ontstekingsreactie = acne-
laesies
- Schimmels: Malassezia of Candida
- Functie: gezondheid vd huid, immuunreacties en bescherming ziekteverwekkers
,Mond
- Bacteriën: Streptococcus, Actinomyces, Prevotellasoorten
- Schimmels: Candida
- Functie: mondgezondheid, afbraak voedsel
- Bijtwond-gerelateerde infecties: omvatten bacteriën die doorgaans voorkomen in
mondflora van mens en dier
o B uit mondholte in diepe weefsels à infectie
o Vb: Streptococcus-soorten, Eikenella corrodens,…
o Anaerobe b (bv Bacteroides, prevotella en fusobacterium): diepe & puntige
wonde
Darm
- Vnl bacteriën: Bacteroides, Firmicutes en Actinobacteria
- Functie: spijsvertering, opname voedingsstoffen, IS en metabole processen
- Samenstelling in verband met metabole aandoeningen bv Diabetes type 2
o Onbalans in SS = dysbiose:
§ (1) ontstekingsreactie en verhoogde darmperm à bacteriële
endotoxines = lipopolysacchariden komen in de bloedbaan terecht à
sys ontsteking à insulineresistentie
§ (2) minder SCFA (korteketenvetzuren) à metabole disfunctie
Vagina
- Lactobacillus-soorten: dominant in gezonde vaginale microbiota
o Produceren melkzuur à zure pH à inhibeert groei ziekteverwekkende
organismen à voorkomt infectie
- Bacteriële vaginose = verstoring evenwicht microbioom à 2 veranderingen
o (1) afname Lactobacillen: hogere pH à overgroei schadelijke bacteriën
o (2) toename pathogene bacteriën (bv Gardnerella vaginalis, Prevotella…)
o Symtomen: afscheiding, geur, irritatie
3. Pathogeniciteit van bacteriën
Onderverdeling in groepen obv vermogen om ziekte te veroorzaken en in welke
omstandigheden
1. Obligate pathogenen
- Veroorzaken ziekte onder normale omstandigheden bij gezonde individuen = intact
immuunsysteem
- Bv Vibrio cholerae: geeft Cholera (diarreeziekte)
2. Opportunistische pathogenen
- Immunocompetente gastheren: opp bact veroorzaken meestal geen ziekte bij
individuen met gezond immuunsysteem <-> worden pathogeen bij verzwakte
afweermechanismen
, o Bv Enterococcus faecalis: komt veel voor in maagdarmkanaal, is onschadelijk
bij gezonde individuen <-> urineweginfecties en endocardiditis bij verzwakt
IS/hartafwijkingen
- Immunocompromised gastheren: veroorzaken infecties bij verzwakt IS tgv HIV/AIDS,
chemo of orgaantransplantatie
o Bv: Mycobacterium avium
- Gezondheidzorg: bacteriën met resistentie tegen meerdere antibiotica =
multiresistente organismen (MDRO’s) à veroorzaken infectie in ziekenhuizen of
langdurige zorgfaciliteiten
o Bv Pseudomonas aerugninosa, methicilline-resistente Staphylococcus aureus
(MRSA) of extended-spectrum beta-lactamase-producerende
Enterobacteriaceae (ESBL-)
3. Niet-pathogene bacteriën
- Veroorzaken geen ziekte, maar leven samen met gastheer
o Bv Escherichia coli id darm (zelf nuttige functies bv spijsvertering)
4. Oorsprong bacteriële pathogenen
Endogene pathogenen: oorsprong in eigen microbiota, veroorzaken infecties wanneer ze
andere delen vh lichaam binnen dringen
Exogene pathogenen: komen uit externe bronnen, veroorzaken infecties wanneer ze in het
lichaam binnenkomen à via verschillende infectieroutes
1. Vectorgedragen overdracht: overdracht via beet van geleedpotige vectoren (muggen,
teken en vlooien)
o Kunnen pathogene bacteriën dragen en ze in bloedbaan vd GH brengen tijdens
voeden
o Bv ziekte van Lyme: Borrelia burgdoferi, overgedragen door beet van
geïnfecteerde teek
2. Blootstelling ad omgeving: pathogenen kunnen aanw zijn in milieubronnen à
besmetting via contact met verontreinigde materialen of oppervlakken
o Watergedragen overdracht: bv Vibrio cholerae (Cholera), Escherichia Coli (GI-
infecties)
o Voedseloverdracht: bv Salmonella, Campylobacter, aanwezig in onvoldoende
gekookte of verontreindigde voedingsmiddelen
o Bodem: verontreinigde grond (vnl tijdens landbouw/tuinieren)
3. Airborne transmission: overdracht via luchtdruppels, wanneer geïnfecteerde persoon
hoest, niest, of praat à worden ingeademd door anderen id buurt
o Bv Streptococcus pneumoniae (longontsteking), Mycobacterium tuberculosis
(tuberculose)
4. Direct contact: overdracht via direct contact met verontreinigde oppervlakken of
geïnfecteerde individuen (fysiek contact of lichaamsvloeistoffen)
o Bv MRSA: huid-op-huid contact of opp
5. Zoonotische overdracht: overdracht via dier op mens: besmette dieren,
lichaamsvloeistoffen of verontreinigde dierlijke producten
o Bv Brucella-soorten (brucellose)
, 5. Biofilm en quorumsensing
Biofilm
- Complexe gemeenschap van micro-organismen wanneer bacteriën zich hechten aan
oppervlakken en een extracellulaire matrix produceren
o Matrix = slijmerige en beschermende structuur (polysacchariden, eiwitten,
lipiden en DNA)
o Geproduceerd door bacteriën zelf
o Omhult bacteriën
- Ondersteunende omgeving waarin bacteriën gedijen en met elkaar interageren: deze
communicatie heet quorumsensing
Quorumsensing
- Chemische signalen worden afgegeven in omgeving à signalen hopen op naarmate
bacteriepopulatie groeit à bereiken drempel à bacteriën reageren gezamenlijk
door hun gedrag te veranderen
- Functie: helpt bij coördineren van activiteiten zoals matrixproductie en expressie
virulentiefactoren (gevolgen voor gedrag en weerstand tegen
omgevingsstressfactoren)
6. Bacteriële structuur
Cytoplasma
- Gelachtige substantie, vult interieur vd cel, bevat ribosomen, enzymes en genetisch
materiaal
DNA
- Georganiseerd in nucleoïde (bacteriën hebben geen kern)
- Sommige bacteriën hebben plasmiden: kleine, circulaire DNA-moleculen, dragen vaak
genen die bacteriën voordelen bieden zoals AB-resistentie
o Plasmiden en transposons = mobiele genetische elementen die snelle
verspreiding van genen tussen bacteriën mogelijk maken à kunnen zich
aanpassen aan verschillende omgevingen
Ribosomen
- Verantwoordelijk voor eiwitsynthese: translatie/vertalen van genetische informatie in
mRNA à functionele eiwitten
- Kleiner dan menselijke: kleine en grote subeenheid, 16S rRNA bevat geconserveerde
regio’s en variabele regio’s (ook nog 23S)
- Eukaryote ribosomen hebben anderen rRNA’s (18S en 28S): veel antibiotica
waaronder tetracyclines en macroliden, verstoren selectief de bacteriële ribosomen
Binnenste membraan (IM)
- Bestaat uit fosfolipide dubbellaag = elektrochemische barriere
- Ook receptoren en transportsystemen
- CM is belangrijk voor cellulaire processen (E-productie en opname voedingsstoffen)
