160816 y2 LS phat trien doi tuong nc, hinh the, cau truc, sinh ly VK, VR, phage, vi sinh vat trong tu nhien, cac duong truyen benh

Kock 24/3/1882 Nhuộm soi Vi sinh vật có hình thể, cách săp xếp, tính chất bắt mμu, di động điển hình Nhuộm soi Đặc điểm nuôi cấy Tính chất sinh vật hóa học Tính chất kháng nguyên Tính ch

Mục tiêu

1 Trình bμy được một số khái niệm: Vi sinh vật, vi sinh vật học, vi sinh vật y học, vi khuẩn, vi rút

2 Mô tả được đối tượng nghiên cứu của vi sinh vật y học, khái niệm về danh pháp vμ phân loại vi sinh vật

3 Trình bμy Hình thể, cấu trúc, sinh lý VK, VR

4 Mô tả sự phân bố vi sinh vật, các đ ư ờng truyền bệnh

Tμi liệu tham khảo

• Hại

Impact of Infectious Disease

Smallpox

Caused two airborne virus variants,

Variola major and Variola minor.

Deadly disease that, in survivors,

can cause disfigurement and

Images: Girl with smallpox, James Hicks, CDC; Electron micrograph

of smallpox virus, Magnus Manske; Smallpox vs Chickenpox From the Virtual Microbiology Classroom on ScienceProfOnline.com

Impact of Infectious Disease

SARS New coronavirus

Severe acute respiratory syndrome caused by the SARS coronavirus, an enveloped RNA virus

One near pandemic to date, with 8,096 known infected cases and 774 deaths (fatality rate of 9.6%)

Within a matter of weeks in early

2003, SARS spread from a province

of China to infect individuals in 37 countries.

Majority of those who became sick were household contacts and health care workers.

In 2012, new coronavirus

Images: Sars coronavirus, CDC

H5N1, H1N1, H7N9 “So s¸nh vi khuÈn vμ ng ư êi”

Xuất hiện trªn tr¸i đất

- 1774: Otto Muller: Kh¸i niÖm gièng/chi vμ loμi

- 1840: Friedrich Henle (BÖnh häc Đức): “germ”

- 1870-1880s: Rober Koch và Louis Pasteur

“Căn nguyên và Bệnh nhiễm trùng”

- 1910: Paul Ehrlich (Đức): antibacterial agent

- 1928: Flemings: Penicillin

(sulfonamide-1935, streptomycin-1943)

- 1946: John Enders (Mỹ): Nuôi cấy vi rút

Dựa vào cấu tạo tế bào

+ Eucaryotic cells + Procaryotic cells

Dựa vào hình thể, chuyển hóa

+ Animalia: Động vật + Plantae: tế bào có nhân điển hình, quang hợp + Fungi: Eucaryotic, dinh dưỡng thẩm thấu, đa bào + Protista: Eucaryotic đơn hoặc đa bào, thiếu mô + Procaryotae: Procaryotic

Danh ph¸p cña vi rót Phân loại vi sinh vật

phân loại vi khuẩn

lịch sử Phân loại vi khuẩn

-1653 tại Hμ Lan: Kính hiển vi

-7/9/1674: Leeuwenhoek mô tả “VK”

-> CK, TK, XK: Phân loại đầu tiên

- Phân loại Cổ điển vμ Hiện đại

lịch sử Phân loại vi khuẩn

Phân loại Cổ điển

-Chủ yếu dựa vμo hình thể

-Cha có nuôI cấy thuần (R Kock 24/3/1882)

Nhuộm soi

Vi sinh vật có hình thể, cách săp xếp, tính chất bắt mμu, di

động điển hình

Nhuộm soi

Đặc điểm nuôi cấy Tính chất sinh vật hóa học Tính chất kháng nguyên Tính chất ly giải bởi phage Tính chất gây bệnh thực nghiệm

Hình tròn, bầu dục, nến…

Kích thước (đường kính) khoảng 1 m

Đơn cầu, song cầu, tứ cầu, tụ cầu, liên cầu

+ Trực khuẩn:

Hình que, đầu tròn hay vuông

Kích thước 1 x 2-5 m

Bacteria: Không sinh nha bμo (VK đường ruột…)

Bacilli: Sinh nha bμo, hiếu khí (B anthracis)

Clostridia: Sinh nha bμo, kị khí (C tetani, C botulinum…)

+ Xoắn khuẩn:

Hình sợi, lượn sóng

Cầu khuẩn

Đặc điểm nuôi cấy

Vi sinh vật có tính chất phát triển đặc biệt

Nhuộm soi

Đặc điểm nuôi cấy

Tính chất sinh vật hóa học

Tính chất kháng nguyên

Tính chất ly giải bởi phage

Tính chất gây bệnh thực nghiệm

Giá trị:

- Một số trường hợp đặc biệt

- Vi hiếu khí, kị khí, hiếu kị khí tùy tiện,

cần CO2, cần máu, cần vitamin

Khuẩn lạc

Tính chất sinh vật hóa học

Đặc điểm chuyển hóa riêng của từng vi sinh vật

Nhuộm soi

Đặc điểm nuôi cấy

Tính chất sinh vật hóa học

Tính chất kháng nguyên

Tính chất ly giải bởi phage

Tính chất gây bệnh thực nghiệm

Nhuộm soi

Đặc điểm nuôi cấy

Tính chất sinh vật hóa học

Tính chất kháng nguyên

Tính chất ly giải bởi phage

Tính chất gây bệnh thực nghiệm

Giá trị:

- Dùng để xác định

- Phụ thuộc vμo các Bộ kháng thể đặc hiệu

Tính chất ly giải bởi phage

Khả năng bị ly giải bởi phage

đặc hiệu

Nhuộm soi

Đặc điểm nuôi cấy Tính chất sinh vật hóa học Tính chất kháng nguyên Tính chất ly giải bởi phage Tính chất gây bệnh thực nghiệm

Giá trị:

- Dùng để xác định

- Phức tạp, không đủ phage

Gây bệnh thực nghiệm

Khả năng của vi sinh vật tạo ra tổn thừơng đặc hiệu trên súc vật thí nghiệm

Nhuộm soi

Đặc điểm nuôi cấy

Tính chất sinh vật hóa học

Tính chất kháng nguyên

Tính chất ly giải bởi phage

Tính chất gây bệnh thực nghiệm

Giá trị:

- Dùng để xác định

- Phức tạp, tốn kém, tốn thời gian

Máy định danh

• Số lượng test chuyển hóa >= 30

• Định danh dựa vμo động học chuyển

- Phân loại Cổ điển vμ Hiện đại

New, Emerging and Re-emerging Diseases, 2008

1992> J Lederberg, S Morse, R Shope, S Oaks,

M Hamburg, M Smolinski, others development of the concept of New, Emerging and Re-emerging Infectious Diseases, the basis for rebuilding infectious disease research

H×nh trßn, bÇu dôc, nÕn…

KÝch thưíc (®ưêng kÝnh) kho¶ng 1 m

§¬n cÇu, song cÇu, tø cÇu, tô cÇu, liªn cÇu + Trùc khuÈn:

H×nh que, ®Çu trßn hay vu«ng KÝch thưíc 1 x 2-5 m Bacteria: Kh«ng sinh nha bμo (VK ®ưêng ruét…)

Bacilli: Sinh nha bμo, hiÕu khÝ (B anthracis) Clostridia: Sinh nha bμo, kÞ khÝ (C tetani, C botulinum…)

+ Xo¾n khuÈn:

H×nh sîi, lưîn sãng KÝch thưíc: Dμi tíi 30 m

Cấu trúc tế bμo vi khuẩn

• ADN dμi khoảng 1mm, khép kín

• ADN hoạt động giống tế bμo khác

hoá cho 4288 protein.

dạng vòng khép kín

-Có khả năng tự sao chép

-Kích thớc thay đổi từ 1,5-400 Kb

2 loại

-Plasmid tiếp hợp (tự truyền):

+ plasmid lớn (60-120 Kb), ví dụ các R-factor,

F-factor.

+ Mang bộ gen tra (transfer gene) -> bộ máy tiếp

hợp -> các gen của plasmid từ vi khuẩn nμy sang vi

khuẩn khác (có thể cùng loμi hoặc khác loμi) khi

chúng tiếp xúc trực tiếp với nhau

-Plasmid không tiếp hợp (không tự

truyền)

+ plasmid nhỏ (1,5-15Kb), ví dụ mang một số gen

sinh bacteriocin, một số quyết định đề kháng

Tế bμo chất

• 80% nước, dạng gel

• Bao gồm các thμnh phần hòa tan như

protein, peptit, acid amin, vitamin, ARN, ribosom, các muối khoáng (Ca,

Na, P ) vμ một số nguyên tố hiếm

• Có cấu trúc chung của mμng

• Có nhiều vai trò quan trọng

Vách tế bμo vi khuẩn

• Có ở mọi vi khuẩn trừ Mycoplasma

• Cấu tạo bởi đại phân tử glycopeptid

(peptidoglycan, mucopeptid, murein)

• Gram D ương: bao gồm nhiều lớp

peptidoglycan (40 lớp, 15-80nm)

• Gram Âm: chỉ bao gồm một lớp

peptidoglycan, vμ protein, lipid A vμ

polysaccarid

Vỏ tế bμo vi khuẩn

• Một lớp nhμy lỏng lẻo, sền sệt, không

rõ rệt bao quanh vi khuẩn

• Tùy loại vi khuẩn có cấu trúc khác

nhau

• Bảo vệ vi khuẩn

• Độc lực

Lông của tế bμo vi khuẩn

• Sợi protein dμi vμ xoắn tạo thμnh từ

các acid amin

• Lμ cơ quan vận động

• Vị trí, số lượng khác nhau

• Ứng dụng trong định danh

Di động của vi khuẩn (1) Pili của tế bμo vi khuẩn

• Pili có cấu trúc như lông nhưng ngắn

• ADN vμ các thμnh phần khác của nguyên sinh

chất nằm trong thể nguyên sinh (thể cơ bản) với tỷ

• Hai lớp áo ngoμi vμ trong bao hai lớp vách.

Nha bμo C tetani

Sinh lý của vi khuẩn

- Quan trọng (phản ứng trong tế bμo, kiểu cách

chuyển hoá, nhu cầu dinh dưỡng, cấu trúc)

- Nhiệt độ tối u hẹp

Maximum tem for growth: hơn 3-5 độ

Minimum tem for growth: dưới 20-40 độ

- Khoảng pH hẹp, xung quanh 7

- Một số điều kiện khắc nghiệt (extremophiles) Mọc ở pH thấp (acidophiles), pH cao (alkaliphiles)

- Một số yếu tố đặc biệt

Sinh lý của vi khuẩn

Dinh dưỡng của vi khuẩn

• Cần nguồn dinh dưỡng lớn

• Carbon, acid amin, ni-tơ

• Các enzyme phân hủy các đại phân

tử

Dinh dưỡng của vi khuẩn

• Cần nguồn dinh dưỡng lớn

• Carbon, acid amin, ni-tơ

• Các enzyme phân hủy các đại phân

tử

Sự phát triển của vi khuẩn (2)

1 Thích ứng 2 Theo hμm số mũ 3 Dừng tối đa 4 Suy tμn

Log số lợng

vi khuẩn

1 2

3

4

Trong môi trờng lỏng

Sinh sản của vi khuẩn

• Theo kiểu phân đôi

Hô hấp của vi khuẩn

• Lμ quá trình trao đổi chất tạo năng

lượng vμ tổng hợp chất mới

• Hô hấp hiếu khí

• Hô hấp kị khí

• Hô hấp hiếu kị khí tùy tiện

Hô hấp của vi khuẩn

Hô hấp của vi khuẩn

• Hô hấp hiếu kị khí tùy tiện

Vi khuẩn hiếu khí có thể hô hấp theo kiểu lên men

Chuyển hóa của vi khuẩn

• Hệ enzyme phức tạp để chuyển hóa

• Chuyển hóa glucid, acid amin…

• Tạo ra sản phẩm cuối, độc tố, chất

gây sốt, kháng sinh, vitamin…

Phân loại vi rút Cấu trúc vi rút Phage

Sự nhân lên của vi rút Hậu quả sự tương tác VR-TB

Cấu trúc cơ bản

1 Acid nucleic

- Mã di truyền đặc trưng cho từng vi rút.

- Quyết định khả năng gây nhiễm trùng của vi rút trong

+ Tính kháng nguyên đặc hiệu của vi rút + Hình thái vμ kích thước của vi rút luôn được ổn định.

Cấu trúc riêng

1 Bao ngoμi

- Phức hợp: protein, lipid, carbohydrat, nói chung lμ

lipoprotein hoặc glycoprotein Nếu chỉ có mμng

(dilipid) Nếu có gai nhú (spike) (glycoprotein).

- Chức năng riêng của envelop:

+ Bám Ví dụ: gp120 của HIV hoặc hemagglutinin của vi

rút cúm.

+ Giai đoạn lắp ráp vμ giải phóng vi rút

+ Tính ổn định kích thước vμ hình thái của vi rút

-Luôn ổn định đối với từng loại vi rút

-Tùy theo cách sắp xếp của acid nucleic vμ capsid mμ

vi rút được chia lμm hai loại đối xứng:

+ Hình xoắn ốc: hình lò xo đều hay không đều.

+ Hình khối: khi các capsomer của virus được sắp xếp

thμnh các hình khối cầu đa diện.

+ Phối hợp trên từng phần của vi rút: đối xứng phức tạp.

có thể giao thoa với các hạt vi rút bình thường (virion)

để tạo những hạt vi rút hoμn chỉnh.

- Giả virus (Pseudovirion) Trong quá trình trùng hợp các capsid của vi rút, đôi khi lại bao bọc acid nucleic của tế bμo chủ

không có khả năng tạo lại các hạt vi rút mới có acid nucleic "nhầm lẫn" trên.

Bacteriophage lμ vi rút mμ tế bμo cảm thụ lμ vi

khuẩn, nghĩa lμ nó có khả năng gây bệnh cho vi

khuẩn, do đó người ta còn gọi bacteriophage lμ

vi rút của vi khuẩn vμ thường gọi tắt lμ phage.

Cấu trúc

1 Đầu

- Khối, nhiêu capsomer

- Acid nucleic (phần lớn lμ ADN)

2 Phage ôn hoμ

- Tiền phage (prophage)

- AN gắn vμo bộ gen VK -> tồn tại, phân chia cùng

- Vi khuẩn gọi lμ VK tiềm tan hoặc tế bμo sinh dung giải, bị phá huỷ khi phage phát triển

Ph¸ huû vi khuÈn Nghiªn cøu Sù nh©n lªn vμ

Xâm nhập của vi rút

- Sự xâm nhập thμnh phần quan trọng nhất lμ

acid nucleic theo các cơ chế sau:

+ Nhờ enzym cởi vỏ của tế bμo giúp vi rút cởi

vỏ, giải phóng acid nucleic nhờ enzym

decapsidase.

+ Vi rút qua mμng tế bμo qua cơ chế ẩm bμo

hoặc nhờ phần vỏ capsid co bóp, bơm acid

nucleic qua vách tế bμo, xâm nhập vμo trong tế

- VR có vỏ bao: liên quan sự hòa mμng

- VR không có vỏ bao: ít nghiên cứu

- Vai trò của đồng thụ cảm thể

Cởi vỏ (Uncoating)

- Bộ gen được giải phóng khỏi

nucleocapsid vμo trong bμo tương

tế bμo

- Liên quan chặt chẽ đến Xâm nhập

Tổng hợp các thμnh phần của vi rút

-Đây lμ giai đoạn phức tạp nhất của quá

trình nhân lên của vi rút vμ nó phụ thuộc loại AN của vi rút

-Nhưng kết quả cuối cùng lμ để tổng hợp

được AN vμ các thμnh phần cấu trúc khác của vi rút

-Ví dụ về ba loại vi rút có hai loại AN khác nhau:

Tổng hợp các thμnh phần của vi rút

ADN hai sợi:

- Từ khuôn mẫu ADN -> mARN -> ADN

polymerase vμ ADN mới.

- ADN mới -> mARN -> protein capsid vμ

ARN vμ enzyme sao chép ngược:

-ADN polymerase phụ thuộc ARN (reverse transcriptase-RT) (ví dụ virus HIV)

-Từ ARN -> ADN trung gian

-ADN tích hợp -> NST của TB

-ADN -> ARN (mARN) -> cấu trúc khác của virus

-ADN tích hợp có thể nằm im ở dạng provirus vμ dẫn đến các hậu quả khác

Lắp ráp

Enzym cấu trúc của vi rút hoặc enzym

của tế bμo cảm thụ -> lắp ráp theo

khuôn mẫu của vi rút -> hạt vi rút mới.

Giải phóng hạt vi rút

-Vi rút -> phá vỡ vách tế bμo sau vμi giờ tới vμi ngμy tuỳ chu kỳ nhân lên của từng vi rút -> vi rút ra khỏi tế bμo

để tiếp tục một chu kỳ mới

-Vi rút -> giải phóng = nẩy chồi từng hạt vi rút ra khỏi tế bμo sau chu kỳ nhân lên

Phân loại vi rút

Cấu trúc vi rút Phage

Sự nhân lên của vi rút

Hậu quả sự tương tác VR-TB

Hậu quả của sự tương tác VR

động vật trên tế bμo

3 Lîi vμ h¹i cña vi sinh vËt

4 §èi tưîng cña Vi sinh vËt y häc

VSV trong môi trường

1 Vi sinh vật trong đất

- Kho chứa vi sinh vật

- Điều kiện thuận lợi

VSV trong môi trường

3 Vi sinh vật trong không khí

- ít vi sinh vật

- Điều kiện không thuận lợi

- Từ nguồn khác (đất, nước, khác)

- Lây truyền nhanh

- Vi khuẩn lao, trực khuẩn bạch hầu, liên

cầu tan máu nhóm A, tụ cầu vμng, vi

- Mô vμ cơ quan tiếp xúc với môi trường

Có bao nhiêu vi sinh vật ???

- Người bình thường: 300 – 400 loμi

- Vi khuẩn chiếm đa số

Trực khuẩn Gram (+)Corynebacterium

hoffmanii, Corynebacterium xerosis,

Điều kiện không thuận lợi

Có vi khuẩn Ruột

Vi khuẩn xuất hiện sau vμi giờ Nhiều loại, phân bố tuỳ vùng

Trong đường tiêu hoá

Miệng:

- Nhiều chất dinh dưỡng, tế bμo biểu mô bong -> lý

tưởng cho vi sinh vật phát triển -> Lợi + Hại

- Giúp cạnh tranh với các vi sinh vật xâm nhập

- Streptococci, lactobacilli, staphylococci and

corynebacteria, nhiều vi khuẩn kị khí.

- Sinh thái miệng thay đổi theo tuổi:

Chưa sinh: Vô khuẩn

Vμi giờ sau đẻ: Có vi khuẩn

Streptococcus salivarius 98% đến khi mọc răng

Trong đường tiêu hoá

Dạ dμy:

- pH rất thấp

- Rất ít vi sinh vật tồn tại được ở đây