DAI CUONG VI SINH VAT VI SINH ĐẠI HỌC Y DƯỢC

ĐẠI CƯƠNG VI SINH VẬT ĐẠI CƯƠNG VI SINH VẬT GS TS Nguyễn Thanh Bảo ĐẠI CƯƠNG VI SINH VẬT Giới sinh vật Thực vật, động vật 1866 Ernest Hackel Vi sinh vật = protista Protista thượng đẳng tảo (trừ tảo la.

Trang 1

ĐẠI CƯƠNG VI SINH VẬT

GS.TS Nguyễn Thanh Bảo

Trang 2

 Giới sinh vật: Thực vật, động vật

• 1866

Ernest Hackel: Vi sinh vật = protista

– Protista thượng đẳng: tảo (trừ tảo lam lục), protozoa, nấm, mốc – Protista hạ đẳng: vk + tảo lục lam

• 1969:

* Giới tiền hạch (procaryotes):

– VSV quang tổng hợp (tảo lam lục)

– Vk (kể cả Rickettsia, Chlamydia, Micoplasma)

Trang 3

Trang 4

Trang 6

CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN

I MÀNG TẾ BÀO

– Gồm Phospholipids và >200 loại protein khác nhau.

CHỨC NĂNG:

1 Khả năng thẩm thấu và vận chuyển:

Màng TBC tạo thành 1 hàng rào không ưa nước  không thể thẩm thấu đv phần lớn phần tử ưa nước.

3 cơ chế vận chuyển qua màng:

a, vc thụ động

b, vc chủ động

c, Group translocation: chuyển vị nhóm

Trang 7

a, Vc thụ động: dựa vào sự khuếch tán (nồng độ chất hòa tan bên ngoài>bên trong tb), không sd năng lượng

• KT đơn giản: 1 ít chất dd gồm O2 hòa tán, CO2 và nước.

• KT có hỗ trợ (facilitated diffusion): cũng không sd năng lượng  vì vậy chất tan không bao giờ đạt nồng độ bên trong

tb lớn hơn bên ngoài Kiểu KT này thường gặp ở Eukaryotic microorganisms (vd: yeast), hiếm gặp ở Prokaryotes Glycerol là 1 trong số ít hợp chất đi vào prokaryotic cells bởi

KT có hỗ trợ.

• Channel proteins: tạo những kênh chọn lọc để các pt đặc biệt

đi qua

Trang 8

b, Vc chủ động: phụ thuộc nguồn năng lượng được sd

* Vc kết hợp – Ion (Ion – coupled transport):

P/tử đi qua màng là do khuynh độ Ion (Ion gradient) đã được

thiết lập trước đó như lực proton-motive hay sodium-motive

* VC ABC (ATP-binding cassette transport)

Cơ chế này sd ATP trực tiếp để vc chất tan vào tb

- VK gr(-): sự vc các chất nhờ specific binding proteins nằm ở

khoảng gian bào

- VK gr(+): binding proteins gắn ở mặt ngoài của tb

 Các proteins này vc các chất đã gắn  đến 1 phức hợp

protein-gắn ở màng Sự thủy phân ATP được kích hoạt sau

đó, và năng lượng được sd để mở lỗ ở màng  chất di chuyển 1 chiều vào trong tb.

Trang 9

c, Group translocation: chuyển vi nhóm

- Thực hiện việc đưa vào tb 1 số đường (glucose, mannose)

- Trong quá trình này, 1 carrier protein ở màng trước tiên được phosphoryl hóa ở trong TBC, sau đó gắn với đường tự do ở mặt ngoài màng và vc đường vào TBC, phóng thích đường như là sugar-phosphate.

Hệ thống vc này được gọi là hệ thống phosphotransferase.

Trang 10

d, Special transport processes.

- Iron (Fe): là 1 chất dd cần thiết

• Ở đk kỵ khí, Fe ở dạng Oxyd hóa 2 + và tan được

• Ở đk hiếu khí, Fe ở dạng Oxyd hóa 3 + và không tan

 VK tiết siderophores – hợp chất kẹp Fe và xúc tiến sự vc như 1 phức hợp hòa tan.

Một nhóm chính của siderophores gồm các dẫn xuất của Hydroxamic acid, kẹp sắt rất mạnh.

Phức hợp iron – hydroxamate được vc vào tb nhờ tđ của nhóm proteins nối màng ngoài – periplasm – màng trong Fe được phóng thích, và hydroxamate ra khỏi tb và được sd lại để vc Fe

Trang 11

2 Electron Transport and oxidative phosphorylation.

Cytochromes và các Enzymes khác, và các thành phần của chuỗi hô hấp bao gồm 1 số dehydrogenases thì nằm trong màng tb Màng tb như vậy có chức năng giống màng ty thể Cơ chế sinh ATP được kết hợp với electron transport

Trang 12

3 Sự bài tiết các Enzymes thủy phân ngoại bào và các proteins có tính gây bệnh.

- Vk tiết các Enzymes thủy phân để thoái hóa các polymers thành các tiểu đv thấm được qua màng tb (tiết vào mt bên ngoài hoặc vào khoảng gian bào)

Trang 13

4 Chức năng sinh tổng hợp

- Màng tb là nơi của carrier lipids trên đó các tiểu đv của vách tb được hợp thành, cũng là nơi của các Enzymes sinh tổng hợp vách tb, tổng hợp phospholipids

5 Chemotactic systems: hệ thống hóa ứng động

Attractants (chất hấp dẫn) và repellents (chất khước từ) gắn với thụ thể chuyên biệt màng vk

Có ít nhất 20 chemoreceptors khác nhau ở màng vk E.coli,

1 số trong đó cũng có chức năng như bước đầu tiên trong quá trình vc

Trang 14

• Vk gr(+): vẫn giữ màu của hợp chất crystal violet (màu

tím) và Iodine sau khi bị tẩy với alcohol hay Aceton, nên sau khi nhuộm lại với Safranin (màu đỏ), vk vẫn ăn màu tím

• Vk gr(-): bị tẩy màu với Alcohol hay Aceton, nên sẽ ăn

màu đỏ của safranin

Vách tb có khả năng thẩm thấu không chọn lọc, tuy nhiên màng ngoài ở vk gr(-) không cho p/tử lớn đi qua

Trang 15

Trang 16

B CÁC TP ĐẶC BIỆT CỦA VÁCH TB GR(+)

1 Teichoic acids và Teichuronic acids:

50% W khô của vách và 10% W khô của toàn tb.

* Teichoic acid: mang điện tích âm

- WTA (wall teichoic acid): nối với peptidoglycan

Membrane teichoic acid = lipoteichoic acid (LTA): nối với màng glycolipid.

- Peptidoglycan + WTA + LTA  tạo mạng đa-anion

(polyanionic network = matrix) có chức năng co giãn, xốp, sức căng và tính chất tĩnh điện của vỏ bao.

- Teichoic acids tạo nên những KN chính ở bề mặt:

S.Pneumoniae mang những quyết định KN (KN Forsman)

S.Pyogens LTA + 1p/tử protein M nhô ra ở màng tb  microfibrils giúp vk bám vào tb ĐV

Trang 17

* Teichuronic acid:

Là những polymers tương tự, nhưng

các đv lập lại gồm sugar acids

(thay vì phosphoric acids)

Được tổng hợp thay teichoic acid khi

phosphate bị hạn chế

2 Polysaccharides:

Gồm các tiểu đv là các loại đường: Neutral sugars (mannose, arabinose, rhamnose và glucosamine) và acidic sugars (glucuronic A và manuronic A)

Trang 18

Trang 19

•Các protein chính ở màng ngoài:

Porin: + OmpC, D, F và PhoE (E.coli + S.typhimurium) là

những trimeric proteins xâm nhập cả 2 mặt màng ngoại  tạo

những lỗ đặc hiệu cho phép khuếch tán những chất tan ái nước

qua màng.

+ Các porin ở các loại vk #  có giới hạn thaỉ trừ #

MW thay đổi từ 600 (E.coli + S.typhimurium) đến >3000 (P.aeruginosa)

LamB + Tsx:

LamB  khuêch tán xuyên màng của maltose + maltodextrins

Tsx  khuếch tán xuyên màng của Nucleosides và 1 số Aas

OmpA: Neo màng ngoài với lớp peptidoglycan.

Cũng là thụ thể của sexpilus (tiếp hợp vk qua trung gian F)

Proteins vc những p/tử đặc biệt: B12, iron-siderophore

complex

Protein là enzymes: phospholipase, Proteinase

Trang 20

2 Lipopolysaccharides: LPS

- Là 1 complex glycolipid gồm:

+ lipid A: gắn vào lá ngoài của màng, neo LPS

+ Lõi polysaccharides: gồm 2 đường: KDO

Trang 21

Trang 22

4 Periplasmic space:

-Nằm giữa màng trong và màng ngoài.

-Gồm: peptidoglycan + dd protein dạng gel: 20-40% thể tích tb.

Các periplasmic proteins:

+ Binding proteins  cho những chất chuyên biệt (AAs,

sugars, Vitamins, Ions)

+ Enzymes thủy giải: Alkaline phosphatase, 5’-nucleotidase  phá vỡ những chất không thể chuyên chở thành những chất có thể chuyên chỏ.

+ Enzymes kháng thuốc: -lactamase, Aminoglycoside –

phosphorylase.

+ Membrane – derived oligosaccharides: có vai trò điều hòa thẩm thấu.

Trang 23

Trang 24

D ACID – FAST CELL WALL:

Vk lao và các mycobacteria khác, có vách chứa 1 lượng lớn sáp (Mycolic Acids)

Trang 25

Trang 26

IV RI BÔ THỂ (RIBOSOME)

– Hạt nhỏ khoảng 20nm, có 2

tiểu đơn vị 50S và 30S

– Tổng hợp protein cho TB

Trang 27

Trang 28

o Pili thường: gắn vào ký chủ

o Pili phái tính: cầu nối giữa

2 VK để truyền vật liệu dt

Trang 29

Trang 30

• Cấu trúc DNA:

– 2 chuỗi liên kết nhau bởi cầu nối hydrogen giữa các bases kế cận Có 4 bases nhưng cầu nối chỉ có thể giữa Adenine với Thyamin (A-T) và Guanine với Cytosine (G-C)  trình tự của 1 chuỗi là G-C-C-A-C-T-C-A chuỗi bổ túc phải là C-G-G-T-G-A-G-T

Trang 32

• Nhiệm vụ của DNA:

Như một cái khuôn để sản xuất proteins, một số proteins là enzymes có trách nhiệm đối với mọi hoạt động tế bào: biến dưỡng chất dinh dưỡng, tạo vách, sinh sản, chống lại tác động của kháng sinh…

 Một enzyme chỉ xúc tác 1 phản ứng chuyên biệt  vi khuẩn cần hàng ngàn enzyme để tồn taiji và hoạt động

 Việc sản xuất một enzyme do 1 đoạn của chromosome chịu trách nhiệm gọi là 1 gene  toàn bộ chromosome là

1 tập hợp gens nối với nhau thành chuỗi dài

Trang 33

 DNA là cái khuôn để tạo protein.

 Giai đoạn dịch mã tương đối phức tạp có liên quan đến Ribosomes  có nhiệm vụ đọc mRNA và nối các acid amin theo trình trự thích hợp.

Trang 34

Trang 35

HÌNH DẠNG VI KHUẨN

Các VK khác nhau về hình dạng, kích thước, phần phụ,…

Trang 38

3 Dạng Spirillar:

Trực khuẩn cong và xoắn

Trang 40

sợi dài, có bào tử  tồn

tại ở những điều kiện

khác nhau.

Trang 41

5 L-Forms và Spheroplast

• Spheroplast:

– VK nhân lên có vách không hoàn chỉnh  rất nhạy cảm

và thay đổi kích thước theo áp suất thẩm thấu của môi trường.

– Spheroplast xuất hiện sau khi tiếp xúc KS (-lastam)  ức chế tổng hợp vách TB

– Spheroplast có thể sinh sản băng cách chẻ đôi  L-forms

Ở môi trường không có KS L-forms  TB bình thường

– Khi điều trị bằng -lastam  VKL-forms tái nhiễm khi ngừng điều trị

Trang 42

SỰ SINH SẢN-TĂNG TRƯỞNG-

SINH LÝ HỌC VK

• Những loại VK khác nhau  đòi hỏi những đk môi trường khác nhau để tồn tại (VD: 1 số VK mọc tốt ở ruột do đó đk kiềm và yếm khí)

• Hiểu biết những nhu cầu chuyên biệt  có thể xác định được những VK gây bệnh có thể có trong nhiễm trùng  định hướng điều trị thích hợp.

Trang 43

1 Sự sinh sản:

• Nhân lên = chia đôi:

– TB dài ra

– DNA nhân đôi

– Xuất hiện vách ngăn +

màng TB ở giữa  tách

thành 2 TB con giống hệt

nhau.

Trang 44

1 Sự sinh sản:

• Nhân đôi DNA:

– DNA gyrase mở vòng

– Chuỗi đôi DNA  2 chuỗi đơn

– Mỗi chuỗi đơn sẽ có 1 chuỗi bổ

Trang 45

2 Mô hình phát triển VK:

• Lag phase: TB đáp ứng môi

trường xung quanh  nhân

Trang 46

3 Dinh dưỡng

• Nhu cầu chung

• Nhu cầu riêng

• Một số nhu cầu chưa biết  khó nuôi cấy

Trang 47

3 Dinh dưỡng

• Nhu Cầu Chung:

– Carbon: nguyên tố cơ bản cho tất cả các thành phần

TB  yêu cầu với lượng lớn

– Nước: cần thiết để tăng trưởng (một số có thể tồn tại

mà không có hơi nước, dưới dạng bào tử)

– Nitrogen: cần thiết tổng hợp protein

– Minerals: phosphorus, potassium, sodium, sulphur, magnesium, calsium, sắt  những nhu cầu thiết yếu.– Vitamins: một số VK cần, một số sản xuất vitamins cần thiết cho ký chủ (VKĐR)

Trang 48

4 Ảnh Hưởng Của Điều Kiện Môi Trường:

• Oxygen: Nhu cầu sử dụng oxygen rất thay đổi ích lợi cho việc định danh

– Aerobes: đa số VK gây bệnh

Trang 49

4 Ảnh Hưởng Của Điều Kiện Môi Trường:

• Acid/Kiềm:

pH> 7: kiềm pH< 7: acid

– pH thích hợp cho phần lớn VK là hơi acid, tuy nhiên VKĐR lại phát triển tốt ở mọi môi trường kiềm của đoạn ruột dưới.

– Phần lớn VK có thể sống pH: 2,5-9

– Cân bằng nước  VK không thể sống trong môi trường quá đậm đặc hoặc quá loãng – Các mô và dịch cơ thể có áp suất thẩm thấu thích hợp cho VK.

• CO2

– Phần lớn VK cần một lượng nhỏ CO2 để sống

– Một số có thể sống không có CO2 nhưng không tăng trưởng.

Trang 50

ĐỊNH DANH VI KHUẨN

• BS lâm sàng thường chẩn đoán VK gây bệnh dựa vào kinh nghiệm, căn cứ : bệnh sử, vị trí nhiễm khuẩn, biểu hiện bệnh lý  chọn thuốc theo kinh nghiệm

• Ở BV: Nuôi cấy  KSĐ cùng lúc

•  24-48h điều trị không hiệu quả  kết quả xét nghiệm

sẽ giúp ích chọn lựa thuốc thích hợp

Trang 51

1 Chẩn đoán vi sinh lâm sàng:

• Bệnh phẩm: mẫu BP cho định

hướng VK gây bệnh

• Nhuộm Gram: Quan trọng 

hướng định danh, hướng sử dụng

Trang 53

• Xác định dòng gây bệnh (strain): áp dụng dịch tể học

Trang 55

Nuôi cấy:

− Vạch ba chiều trên môi trường đặc

− Mỗi vi khuẩn sẽ phát triển thành một khúm – mỗi loại

VK sẽ cho mội kiểu khúm khác nhau (màu sắc, độ lớn,

độ lồi lõm…)

− Nếu sử dụng các loại môi trường chọn lọc, ủ ở các điều kiện khác  có hướng định danh VK gây bệnh

Trang 57

THỬ NGHIỆM TÍNH NHẠY CẢM ĐỐI

VỚI KHÁNG SINH

1 Phương pháp khuếch tán trên đĩa thạch: Kirby Bauer

Trang 58

Trang 59

2 Phương pháp xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC = Minimum inhibitory concentrations)

 Trong môi trường lỏng:

− Có thể phát hiện tác động diệt khuẩn trong một số bệnh nhân: suy giảm miễn dịch  không diệt được vi khuẩn, hoặc nhiễm trùng nặng như endocarditis  cần xác định nồng độ diệt khuẩn.

− MBC = minimum bactericidal concentration

Trang 60

MIC TRONG MÔI TRƯỜNG LỎNG

Trang 61

 Phương pháp xác định MBC (Minimum

Bactericidal Concentration)

Trang 62

THỬ NGHIỆM TÍNH NHẠY CẢM ĐỐI VỚI

KHÁNG SINH

3 Break – Pointests:

−Chỉ thử một nồng độ thuốc tương ứng với nồng độ có thể đạt được trong cơ thể

−Chính xác hơn phương pháp khuếch tán trên thạch

−Tuy nhiên cũng có những bèn cãi về tính Break – point

−Đã có sẵn những viên chứa một lượng KS đã biết  để pha vào môi trường với nồng độ chuẩn

−Mọc trên plate không có KS (plate kiểm C’) và không mọc trên plate có nồng độ break – point  nhạy cảm

Trang 63

3 Break – Pointests:

•Một số chủng vi khuẩn nhạy cảm dùng để kiểm C’ cũng được cấy trên cùng plate

Định dạng
Số trang	63
Dung lượng	3,55 MB