Mircobiologie - cursustekst
Les 1 – introductie
SL3: Terminologie
o Medische microbiologie bestudeert microscopische
organismen, waaronder bacteriën, virussen, parasieten en
schimmels, die ziekten kunnen veroorzaken
Bacteriën zijn eencellige micro-organismen die schade
aanrichten door toxinen of invasie
Virussen, die zelf niet leven, infecteren gastheercellen en
vermenigvuldigen zich daarin
Parasieten leven in of op een gastheer en kunnen
aanzienlijke schade veroorzaken
Schimmels (= fungi), als eukaryote micro-organismen,
leiden vooral bij immuungecompromitteerde personen
tot infecties
o Elk pathogeen heeft een specifiek gevoeligheids- of
resistentieprofiel en kan intrinsieke of verworven
resistentiemechanismen ontwikkelen tegen antimicrobiële
middelen
SL4: Verschil tussen eukaryote en prokaryote cellen
Eukaryote (menselijke) cellen Prokaryote (bacteriele)
cellen
Celkern waarin DNA is Hebben geencelkern, DNA
opgeslagen zweeft vrij in het cytoplasma
DNA is veel kleiner dan van
eukaryoten
Organellen zoals Missen kleine organellen;
mitochondrien en hebben wel ribosomen
endoplasmatisch reticulum
Groot, complex en hbb Eenvoudig van structuur,
membraanstructuur die maar knn zich snel delen en
gespecialiseerde functies aanpassen aan verschillende
mogelijk maakt omgevingen
o Kort gezegd: eukaryoten zijn complex en georganiseerd, terwijl
prokaryoten eenvoudig en flexibel zijn
SL5: Menselijk microbioom
= een complexe gemeenschap van micro-organismen, waaronder
bacteriën, schimmels en virussen, die verschillende lichaamsdelen
bewonen, zoals de huid, mond, darmen en urogenitale tractus
o Dit ecosysteem ondersteunt de gezondheid, maar verstoringen
(dysbiose) kunnen ontstekingen en ziekten veroorzaken, zoals
hart- en vaatziekten
1
, o Disbiose = verandering in de samenstelling van
bacteriën
o Mond: Voorkomt overgroei van schadelijke bacteriën
dysbiose leidt tot cariës, parodontitis en mogelijk systemische
ziekten.
o Huid: Werkt als barrière en traint het immuunsysteem
verstoringen kunnen acne, eczeem en infecties veroorzaken.
o Darmen: Speelt een sleutelrol bij spijsvertering en
immuunregulatie dysbiose wordt gelinkt aan IBD, PDS,
obesitas en zelfs psychische aandoeningen.
o Urogenitale tractus: Vooral bij vrouwen essentieel voor
gezondheid lactobacillen beschermen tegen infecties, terwijl
verstoringen het risico op SOA's en andere aandoeningen
verhogen
o Ieder orgaan hft eigen samenstelling
SL6: Onderscheid bacterien
o Bacteriën knn onderscheiden worden op basis van hun
vermogen om ziekte te veroorzaken, en de omstandigheden
waaronder dit gebeurt
o Obligate pathogenen
Zijn micro-organismen die bijna altijd tot ziekte leiden
wanneer ze het lichaam binnendringen.
Ze hebben zich gespecialiseerd in het infecteren van een
gastheer en veroorzaken doorgaans een duidelijk
ziektebeeld, ook bij personen met een gezond
immuunsysteem.
Denk bijvoorbeeld aan de bacterie Mycobacterium
tuberculosis, de veroorzaker van tuberculose.
o Opportunistische pathogenen
veroorzaken doorgaans geen ziekte bij gezonde mensen,
maar kunnen wel schadelijk worden als iemands
weerstand vermindert of als de bacterie op de verkeerde
plek in het lichaam terechtkomt.
Een voorbeeld is Pseudomonas aeruginosa, die onder
normale omstandigheden in water en bodem leeft, maar
ernstige infecties kan veroorzaken bij mensen met een
verzwakte afweer of in wonden.
o Niet-pathogene bacteriën
over het algemeen onschadelijk zijn of zelfs een gunstige
rol vervullen voor mens en dier, zoals een belangrijke
plaats innemen in de normale darmflora of bijdragen aan
de afbraak van afvalstoffen in de natuur.
2
, Hoewel hun aanwezigheid vaak positief is, kan bij een
drastische verstoring van het ecosysteem zelfs een niet-
pathogene bacterie onder bepaalde omstandigheden
een risico vormen.
Toch blijven deze bacteriën doorgaans onschuldig
en spelen ze een cruciale rol in het in stand
houden van gezondheid en evenwicht in het
milieu.
o SL7: Bacteriële cellen bevatten verschillende structurele
componenten die interactie hebben met het immuunsysteem.
De celwand
opgebouwd uit peptidoglycan
biedt structuur en wordt herkend door humane
receptoren wat een immuunrespons activeert.
Gram-negatieve bacteriën bevatten
lipopolysacchariden (LPS) in hun buitenmembraan,
die als endotoxinen werken en een sterke
inflammatoire reactie veroorzaken.
Gram-positieve bacteriën hebben teichoïnezuren
en lipoteichoïnezuren in hun celwand, die ook
immuunreacties stimuleren.
Bacteriën kunnen zich voortbewegen met behulp van
flagellen, die worden ook herkend en een immuunreactie
opwekken.
Daarnaast helpen pili en fimbriae bij de hechting
aan gastheercellen, wat het immuunsysteem
eveneens kan detecteren.
Tot slot produceren sommige bacteriën exotoxinen,
eiwitten die direct schade toebrengen aan
gastheercellen en een sterke immuunrespons uitlokken.
Sommige bacteriën hebben een kapsel van
polysachariden dat hen beschermt tegen fagocytose,
waardoor ze moeilijker te elimineren zijn.
o Deze bacteriële componenten bepalen hoe het
immuunsysteem een infectie herkent en bestrijdt, en of een
bacterie succesvol wordt geëlimineerd of een ziekte kan
veroorzaken.
SL8 : Fagocytose is het proces waarbij gespecialiseerde
afweercellen, zoals macrofagen en neutrofielen, ziekteverwekkers of
andere deeltjes opsporen, opnemen en uiteindelijk afbreken.
o Bij bacteriële infecties herkennen deze afweercellen bepaalde
moleculaire patronen op het oppervlak van de bacterie, wat de
eerste stap in de fagocytose in gang zet.
3
, o Zodra de bacterie is gebonden aan de receptor op de
afweercel, vormt de membraan van de afweercel een
uitstulping die de bacterie omsluit en een zogenoemd
fagosoom creëert.
Dit fagosoom fuseert vervolgens met lysosomen, die een
hoge concentratie aan lytische enzymen bevatten.
Deze enzymen zorgen voor de afbraak van de bacterie in
kleinere bestanddelen die kunnen worden gerecycled of
geëlimineerd.
o Hoewel de grote lijnen van dit mechanisme goed bekend zijn,
is er nog altijd onzekerheid over de precieze interacties tussen
verschillende receptoren, signaalmoleculen en de vele eiwitten
die bij het tot stand komen van de fagosoom-lysosoom-fusie
zijn betrokken.
SL8 : Wanneer de afweercel in contact komt met een bacterie,
treden er veranderingen op in het RNA-profiel (de expressie van
verschillende genen) van zowel de gastheercel als de bacterie zelf.
o RNA wordt gebruikt als tussenstap in de productie van
eiwitten, waardoor veranderingen in RNA-concentraties vaak
een vroegtijdige aanwijzing vormen voor de strategieën die de
cel inzet tijdens de afweer of, aan de kant van de bacterie,
voor de mechanismen om te overleven in de gastheer.
o Dankzij moderne technieken zoals RNA-sequencing (RNA-seq)
kan men gedetailleerd in kaart brengen welke genen op welk
moment worden aan- of uitgezet.
Zo kan blijken dat macrofagen bijvoorbeeld extra genen
activeren die coderen voor antimicrobiële eiwitten en
signaalmoleculen, terwijl de bacterie juist genen
aanschakelt die haar helpen om zich te verbergen of te
beschermen tegen de agressieve omgeving in het
fagosoom.
SL9 : Overlevingsstrategieën van Bacteriën
o Intracellulair Leven: Bacteriën verbergen zich voor fagocyten
door binnen fagocyten te leven.
o Antigenische Variatie: Verandering in antigenen om
immuunherkenning te ontwijken.
o Immunomodulatie: Productie van moleculen die de
immuunrespons onderdrukken of moduleren.
SL10 : productie van toxines
o Endotoxinen
Vrijgegeven door gramnegatieve bacterien (bv
lipopolysacchariden, LPS)
Knn ernstige ontstekingsreacties veroorzaken
4
Les 1 – introductie
SL3: Terminologie
o Medische microbiologie bestudeert microscopische
organismen, waaronder bacteriën, virussen, parasieten en
schimmels, die ziekten kunnen veroorzaken
Bacteriën zijn eencellige micro-organismen die schade
aanrichten door toxinen of invasie
Virussen, die zelf niet leven, infecteren gastheercellen en
vermenigvuldigen zich daarin
Parasieten leven in of op een gastheer en kunnen
aanzienlijke schade veroorzaken
Schimmels (= fungi), als eukaryote micro-organismen,
leiden vooral bij immuungecompromitteerde personen
tot infecties
o Elk pathogeen heeft een specifiek gevoeligheids- of
resistentieprofiel en kan intrinsieke of verworven
resistentiemechanismen ontwikkelen tegen antimicrobiële
middelen
SL4: Verschil tussen eukaryote en prokaryote cellen
Eukaryote (menselijke) cellen Prokaryote (bacteriele)
cellen
Celkern waarin DNA is Hebben geencelkern, DNA
opgeslagen zweeft vrij in het cytoplasma
DNA is veel kleiner dan van
eukaryoten
Organellen zoals Missen kleine organellen;
mitochondrien en hebben wel ribosomen
endoplasmatisch reticulum
Groot, complex en hbb Eenvoudig van structuur,
membraanstructuur die maar knn zich snel delen en
gespecialiseerde functies aanpassen aan verschillende
mogelijk maakt omgevingen
o Kort gezegd: eukaryoten zijn complex en georganiseerd, terwijl
prokaryoten eenvoudig en flexibel zijn
SL5: Menselijk microbioom
= een complexe gemeenschap van micro-organismen, waaronder
bacteriën, schimmels en virussen, die verschillende lichaamsdelen
bewonen, zoals de huid, mond, darmen en urogenitale tractus
o Dit ecosysteem ondersteunt de gezondheid, maar verstoringen
(dysbiose) kunnen ontstekingen en ziekten veroorzaken, zoals
hart- en vaatziekten
1
, o Disbiose = verandering in de samenstelling van
bacteriën
o Mond: Voorkomt overgroei van schadelijke bacteriën
dysbiose leidt tot cariës, parodontitis en mogelijk systemische
ziekten.
o Huid: Werkt als barrière en traint het immuunsysteem
verstoringen kunnen acne, eczeem en infecties veroorzaken.
o Darmen: Speelt een sleutelrol bij spijsvertering en
immuunregulatie dysbiose wordt gelinkt aan IBD, PDS,
obesitas en zelfs psychische aandoeningen.
o Urogenitale tractus: Vooral bij vrouwen essentieel voor
gezondheid lactobacillen beschermen tegen infecties, terwijl
verstoringen het risico op SOA's en andere aandoeningen
verhogen
o Ieder orgaan hft eigen samenstelling
SL6: Onderscheid bacterien
o Bacteriën knn onderscheiden worden op basis van hun
vermogen om ziekte te veroorzaken, en de omstandigheden
waaronder dit gebeurt
o Obligate pathogenen
Zijn micro-organismen die bijna altijd tot ziekte leiden
wanneer ze het lichaam binnendringen.
Ze hebben zich gespecialiseerd in het infecteren van een
gastheer en veroorzaken doorgaans een duidelijk
ziektebeeld, ook bij personen met een gezond
immuunsysteem.
Denk bijvoorbeeld aan de bacterie Mycobacterium
tuberculosis, de veroorzaker van tuberculose.
o Opportunistische pathogenen
veroorzaken doorgaans geen ziekte bij gezonde mensen,
maar kunnen wel schadelijk worden als iemands
weerstand vermindert of als de bacterie op de verkeerde
plek in het lichaam terechtkomt.
Een voorbeeld is Pseudomonas aeruginosa, die onder
normale omstandigheden in water en bodem leeft, maar
ernstige infecties kan veroorzaken bij mensen met een
verzwakte afweer of in wonden.
o Niet-pathogene bacteriën
over het algemeen onschadelijk zijn of zelfs een gunstige
rol vervullen voor mens en dier, zoals een belangrijke
plaats innemen in de normale darmflora of bijdragen aan
de afbraak van afvalstoffen in de natuur.
2
, Hoewel hun aanwezigheid vaak positief is, kan bij een
drastische verstoring van het ecosysteem zelfs een niet-
pathogene bacterie onder bepaalde omstandigheden
een risico vormen.
Toch blijven deze bacteriën doorgaans onschuldig
en spelen ze een cruciale rol in het in stand
houden van gezondheid en evenwicht in het
milieu.
o SL7: Bacteriële cellen bevatten verschillende structurele
componenten die interactie hebben met het immuunsysteem.
De celwand
opgebouwd uit peptidoglycan
biedt structuur en wordt herkend door humane
receptoren wat een immuunrespons activeert.
Gram-negatieve bacteriën bevatten
lipopolysacchariden (LPS) in hun buitenmembraan,
die als endotoxinen werken en een sterke
inflammatoire reactie veroorzaken.
Gram-positieve bacteriën hebben teichoïnezuren
en lipoteichoïnezuren in hun celwand, die ook
immuunreacties stimuleren.
Bacteriën kunnen zich voortbewegen met behulp van
flagellen, die worden ook herkend en een immuunreactie
opwekken.
Daarnaast helpen pili en fimbriae bij de hechting
aan gastheercellen, wat het immuunsysteem
eveneens kan detecteren.
Tot slot produceren sommige bacteriën exotoxinen,
eiwitten die direct schade toebrengen aan
gastheercellen en een sterke immuunrespons uitlokken.
Sommige bacteriën hebben een kapsel van
polysachariden dat hen beschermt tegen fagocytose,
waardoor ze moeilijker te elimineren zijn.
o Deze bacteriële componenten bepalen hoe het
immuunsysteem een infectie herkent en bestrijdt, en of een
bacterie succesvol wordt geëlimineerd of een ziekte kan
veroorzaken.
SL8 : Fagocytose is het proces waarbij gespecialiseerde
afweercellen, zoals macrofagen en neutrofielen, ziekteverwekkers of
andere deeltjes opsporen, opnemen en uiteindelijk afbreken.
o Bij bacteriële infecties herkennen deze afweercellen bepaalde
moleculaire patronen op het oppervlak van de bacterie, wat de
eerste stap in de fagocytose in gang zet.
3
, o Zodra de bacterie is gebonden aan de receptor op de
afweercel, vormt de membraan van de afweercel een
uitstulping die de bacterie omsluit en een zogenoemd
fagosoom creëert.
Dit fagosoom fuseert vervolgens met lysosomen, die een
hoge concentratie aan lytische enzymen bevatten.
Deze enzymen zorgen voor de afbraak van de bacterie in
kleinere bestanddelen die kunnen worden gerecycled of
geëlimineerd.
o Hoewel de grote lijnen van dit mechanisme goed bekend zijn,
is er nog altijd onzekerheid over de precieze interacties tussen
verschillende receptoren, signaalmoleculen en de vele eiwitten
die bij het tot stand komen van de fagosoom-lysosoom-fusie
zijn betrokken.
SL8 : Wanneer de afweercel in contact komt met een bacterie,
treden er veranderingen op in het RNA-profiel (de expressie van
verschillende genen) van zowel de gastheercel als de bacterie zelf.
o RNA wordt gebruikt als tussenstap in de productie van
eiwitten, waardoor veranderingen in RNA-concentraties vaak
een vroegtijdige aanwijzing vormen voor de strategieën die de
cel inzet tijdens de afweer of, aan de kant van de bacterie,
voor de mechanismen om te overleven in de gastheer.
o Dankzij moderne technieken zoals RNA-sequencing (RNA-seq)
kan men gedetailleerd in kaart brengen welke genen op welk
moment worden aan- of uitgezet.
Zo kan blijken dat macrofagen bijvoorbeeld extra genen
activeren die coderen voor antimicrobiële eiwitten en
signaalmoleculen, terwijl de bacterie juist genen
aanschakelt die haar helpen om zich te verbergen of te
beschermen tegen de agressieve omgeving in het
fagosoom.
SL9 : Overlevingsstrategieën van Bacteriën
o Intracellulair Leven: Bacteriën verbergen zich voor fagocyten
door binnen fagocyten te leven.
o Antigenische Variatie: Verandering in antigenen om
immuunherkenning te ontwijken.
o Immunomodulatie: Productie van moleculen die de
immuunrespons onderdrukken of moduleren.
SL10 : productie van toxines
o Endotoxinen
Vrijgegeven door gramnegatieve bacterien (bv
lipopolysacchariden, LPS)
Knn ernstige ontstekingsreacties veroorzaken
4
