Form Betragtet i mikroskop ser bakterier meget forskellige ud. Efter form kan de inddeles i følgende:

Transkript

1 Mikrobiologi Revideret uddrag af Andersen SS, Pertersen G, Sedum-Larsen I. Farmaci. 3. Udgave. Hillerød: Pharmakon; udgave, revideret af Sandie Olesen Mikroorganismer er organismer, der er så små, at de ikke kan ses med det blotte øje men kun i mikroskop. De varierer meget i størrelse - de mindste virus er omkring 0,01 μm og de største svampe er omkring 30 μm (1 μm (= my meter) er 10-3 mm). Dette bilag omhandler bakterier, virus og svampe, som er de mikroorganismer, der typisk er årsagen til infektioner hos mennesker. Der findes desuden flere typer mikroorganismer, fx klamydier, mykoplasmer og protozoer, men disse omtales ikke her. Biologiske systemer Celler inddeles i eukaryote og prokaryote celler efter deres udviklingsgrad. Prokaryote betyder primitiv på græsk og prokaryote celler har en meget simpel opbygning. Cellen har ingen cellekerne og kun et kromosom med en cirkulær opbygning samt mindre DNA-stykker kaldet plasmider. Prokaryote celler indeholder ikke organeller på nær frie ribosomer. Prokaryote celler har derfor ikke et stofskifte, som eukaryote celler, men indeholder i stedet stofskifteenzymer i cellemembranen. Prokaryote celler har udover en cellemembran også en cellevæg. Cellevæggen har til formål at give cellen en afgrænset form samt en øget beskyttelse overfor udefrakommende trusler. Eukaryote betyder rigtig kerne på græsk. Eukaryote celler indeholder desuden organeller i cytoplasmaet, fx mitochondrierne, som alle har forskellige funktioner. De deltager blandt andet i cellens stofskifte ved at danne energi og proteiner. Dyr, planter og svampe er eksempler på eukaryote organismer. Bakterier Bakterier er den største og mest udbredte gruppe af mikroorganismer. Der findes over 1600 forskellige bakteriearter, men det er kun en lille del af dem, der er patogene, dvs. kan fremkalde sygdomme hos mennesker og dyr. Størrelse Bakterier er af størrelsesordenen 0,3-2 μm. Det betyder, at bakterier kan fjernes ved filtrering gennem et bakterietilbageholdende filter med en porevidde på 0,22 μm. Form Betragtet i mikroskop ser bakterier meget forskellige ud. Efter form kan de inddeles i følgende: Kokker, der er runde: Stafylokokker lejrer sig i klaser. Eksempler på sygdomme er betændelse, bylder, madforgiftning. Medicinsk-farmaceutisk Kompendium 1.3 Mikrobiologi Side 1 af 16

2 Streptokokker lejrer sig i kæder. Eksempler på sygdomme er halsbetændelse, skarlagensfeber, gonore. Baciller, der er stavformede: Eksempler på sygdomme er stivkrampe, tuberkulose, urinvejsinfektion, tyfus. Spiriller, der er bøjede eller snoede: Eksempler på sygdomme er kolera og syfilis. De kan forekomme enkeltvis eller lejret sammen på forskellig måde. Bakterier er encellede organismer uden cellekerne og med kun et kromosom (genom). Det betyder, at bakteriecellen er meget simpel i sin opbygning. Bakterien består af cytoplasma, cellemembran og cellevæg. Cytoplasmaet kaldes også cellevæsken. I cytoplasmaet ses endvidere ribosomer der består af RNA (RiboNucleinAcid). De producerer bakteriens proteinstoffer. Kilde: Kampp, Jørgen: Infektion. For lægesekretærer. Tellus, DNA Bakterien har ingen kerne. Bakteriens arvemateriale er en kæde opbygget af stoffet DNA (DeoxyriboNucleinAcid (Acid=syre)). Kæden ligger i cellens cytoplasma som en krøllet dobbelttråd og kaldes bakteriens genom. Desuden kan der i cytoplasmaet forekomme små stykker arvemateriale uden for genomet, kaldet plasmider. De kan overføres til andre bakterier og indkobles i deres genom. Det forklarer bl.a. hvordan resistens kan overføres fra en bakterie til en anden og udvikles. Cellemembran Omkring cytoplasmaet har bakterien en cellemembran. Det er en selektiv permeabel membran, der regulerer cellens osmotiske tryk og kun tillader passage af lavmolekylære stoffer (vand, salte, næring og affaldsstoffer). Cellemembranen indeholder bakteriens stofskifteenzymer. Cellevæg Bakterier har en cellevæg. Cellevæggen ligger uden om cellemembranen og giver bakterien beskyttelse og form. Bakterier inddeles i 2 grupper alt efter opbygningen af denne cellevæg. Denne inddeling sker på baggrund af en farvemetode kaldet gramfarvningen. Gramfarvningen er en farvemetode hvor bakterierne først farves med et blåt farvestof som efterfølgende forsøges vasket bort med ethanol. Derefter farves de med et rødt farvestof. Hvis begge far- Medicinsk-farmaceutisk Kompendium 1.3 Mikrobiologi Side 2 af 16

3 vestoffer bindes til cytoplasma vil den blå farve dominerer. Dette sker hos grampositive bakterier som efter gramfarvningen fremstår blå. Grampositive bakterier har en cellevæg opbygget af et tykt lag peptidoglykan, og det er dette tykke lag, der hindrer at farven vaskes bort. De gramnegative bakterier vil fremstå røde efter en gramfarvning. Gramnegative bakteriers cellevæg er kun opbygget af et tyndt lag peptidoglykan samt et dobbelt lipidlag. Den humane organisme har ikke en cellevæg rundt om cellerne. Det udnyttes i antibiotikabehandling, hvor man kan designe lægemidler, der specifikt hæmmer cellevægssyntesen og dermed kun skader bakterien og ikke menneskets celler. Kapsel Bakterierne kan yderligere være omgivet af en kapsel, der beskytter bakterierne mod angreb udefra. Det kan fx være mod udtørring, desinfektionsmidler eller fagocytose. Tykkelsen af kapslen er meget forskellig fra den ene bakterietype til den anden, og tykkelsen har måske betydning for bakteriens virulens, dvs. evnen til at trænge ind i og beskadige værtsorganismen. Sporer Nogle stavformede bakterier kan danne en hvileform, som er meget modstandsdygtig over for fx varme, kulde, indtørring og desinfektionsmidler. Denne særlige form kaldes sporer. Det er DNA- og RNA-molekyler, omgivet af en skal af protein, som dannes inde i bakterien. Sporedannelsen har stor betydning for bakteriernes overlevelse under vilkår, der ikke tillader vækst og formering. Sporedannelsen induceres ved mangel på et eller flere stoffer. Bakterier på sporeform kan ikke formere sig. Når der igen kommer bedre forhold, kan sporerne udvikle sig til formeringsdygtige bakterier, også kaldet vegetative bakterier. Pili På overfladen af bakterien kan der være tynde udløbere, pili (pilus=hår), der gør, at bakterien kan hæfte sig fast til fx slimhindeceller i respirationsveje i tarmkanalen eller i urinvejene. Flageller Der kan også være svingtråde, kaldet flageller, som foretager bølgebevægelser og derved driver bakterien fremad. Formering Da bakterierne ikke findes i han- og hunformer, formerer de sig ikke kønnet, men ved simpel tværdeling. Først spaltes DNA-kæden i to, og efter dannelse af to nye komplementære kæder, trækker de to nydannede DNA-molekyler, som er identiske med det oprindelige, sig væk fra hinanden. Bakterien tværdeles imellem dem, idet cellemembranen snører sig sammen, hvorved der fås to nye bakterier, der er helt ens. Processen kaldes kløvning. Kilde: Lademanns Lægeleksikon: Kampen mod infektioner. Lademann, Medicinsk-farmaceutisk Kompendium 1.3 Mikrobiologi Side 3 af 16

4 Generationstid Hastigheden for formeringen er dels afhængig af bakteriearten og dels af de omgivelsesmæssige betingelser (næring, vand, temperatur). Under gunstige betingelser kan visse bakteriearter dele sig hvert 20. minut. Dette gælder fx for E.coli bakterier. Det tidsrum, som en deling tager, kaldes generationstiden eller fordoblingstiden. Vækstkurve Denne vækst forudsætter, at der er plads og næringsstoffer til, at bakterierne kan formere sig. En vækstkurve vil i almindelighed se således ud. Kilde: Herluf Thougaard et al: Teoretisk mikrobiologi. Teknisk Forlag, Nølefasen er det tidsrum, hvor bakterierne "vænner" sig til miljøet. I vækstfasen foregår delingen med den hastighed, der er karakteristisk for arten. I den stationære fase dør der lige så mange, som dannes ved delingen, og i nedgangsfasen dør bakterierne hurtigere, end de formerer sig. Der er grænser for, hvor længe bakterier kan befinde sig i vækstfasen. Det skyldes bl.a., at der bliver mangel på et eller flere vigtige næringsstoffer, eller at der ophobes stofskifteprodukter, fx alkohol eller mælkesyre, der hæmmer den videre vækst. Vegetative bakterier Formeringsdygtige bakterier kaldes vegetative bakterier eller kim. Vækstbetingelser Nogle bakterier kan tåle meget høje temperaturer, andre meget lave temperaturer. Nogle lever normalt i menneskets tarmkanal, hvor de gør nytte ved at deltage i stoffernes fordøjelse og forhindre vækst af patogene bakterier. Nogle lever dårligt hos mennesker, men godt hos dyr eller planter. For at bakterierne kan overleve og formere sig, kræves næsten de samme næringsstoffer som for mennesket, nemlig stoffer hørende til grupperne: kulhydrater proteiner fedtstoffer vitaminer mineraler. Næringsstoffer anvendes til opbygning af nye celler, og derudover dannes der ved deres nedbrydning, energi som bruges til opbygningsprocesserne. Udover næringsstoffer kræver bakterierne også andre vækstbetingelser såsom: vand oxygen temperatur ph-værdi. Medicinsk-farmaceutisk Kompendium 1.3 Mikrobiologi Side 4 af 16

5 Vand Vand udgør en stor del af celleindholdet og anvendes desuden som transportmiddel for næringsstoffer ind i cellen og for affaldsstoffer ud af cellen. Visse bakterier kan vokse i vand i relativ lang tid, nogle bakterier dør efter kort tid hvis der ikke er vand, mens andre kan overleve i lang tid uden vand; det gælder fx bakterier på sporeform, som er resistente overfor indtørring. En tørring kan bruges til at standse vækst af bakterier, men kan ikke altid dræbe bakterierne. Isotoni Inde i bakteriecellen findes cytoplasmaet også kaldet cellevæsken. I cellevæsken findes opløste stoffer i en koncentration svarende til 0,9 % natriumchlorid. En sådan opløsning kaldes isotonisk. I en hypotonisk opløsning er indhold af opløste stoffer mindre end svarende til 0,9 % salt, og i en hypertonisk opløsning er der mere opløst stof end svarende til 0,9 % salt. En isotonisk opløsning giver bakterien de maksimale vækstbetingelser, idet der vandrer lige meget vand ind i og ud af cellen, mens en hypotonisk væske vil bevirke, at der trænger vand ind i bakteriecellen med det resultat, at den sprænges og dermed dræbes. Anbringes bakterien i en hypertonisk opløsning, vil der suges vand ud af cellen, så den skrumper ind. Bakterier formerer sig i vand og tynde, vandige opløsninger, fordi disse har omtrent samme osmotiske tryk som bakteriecellen. Men i stærke salt- eller sukkeropløsninger er det osmotiske tryk så stort, at der suges meget vand ud af bakterien, så bakterien ikke kan overleve. Oxygen (ilt) Nogle bakterier behøver luftformig fri oxygen (aerobe bakterier), andre lever bedst uden (anaerobe bakterier). Sidstnævnte bakterier frigør oxygen fra oxygenholdige stoffer ved hjælp af enzymer. Der er også nogle bakterier, der kan vokse såvel med som uden fri oxygen (fakultativt anaerobe bakterier). a. Aerobe bakterier kræver frit ilt - de vokser kun i overfladen. b. Anaerobe bakterier bruger bunden ilt, som de frigør ved hjælp af enzymer - de vokser i bunden. c. Fakultativt anaerobe bakterier bruger den ilt, der er til rådighed - de vokser i hele glasset. Kilde: Herluf Thougaard et al: Teoretisk mikrobiologi. Teknisk Forlag, Medicinsk-farmaceutisk Kompendium 1.3 Mikrobiologi Side 5 af 16

6 Temperatur De fleste bakterier kan leve fra lidt over 0 C til op imod 80 C. Under ca. 5 C går formeringen i stå, men formeringsevnen bevares selv ved dybfrysning, således at bakterien igen kan formere sig efter optøning. Omkring 80 C dræbes langt de fleste bakterier. Det er ikke alle sporer, der dræbes ved kogning, nogle arter kan tilmed overleve en autoklavering, som er en sterilisationsproces, der omfatter en opvarmning i mættet vanddamp til 121 C i 15 minutter. Patogene bakterier lever bedst omkring almindelig legemstemperatur (36-37 C), og selv en lille temperaturforhøjelse kan virke hæmmende på disse bakteriers vækst (feber!). Den laveste temperatur, hvor bakterier overhovedet kan vokse, kaldes deres minimumstemperatur. Øges temperaturen, stiger bakteriers væksthastighed indtil en bestemt temperatur. Hvis temperaturen øges yderligere, vil væksthastigheden aftage, indtil den øvre grænse for vækst, maksimumtemperaturen, er nået. Kilde: Herluf Thougaard et al: Teoretisk mikrobiologi. Teknisk Forlag, ph-værdi De fleste bakterier kræver et neutralt miljø, dvs. en ph-værdi på 6-8, for at kunne overleve. Dette udnyttes ofte i forbindelse med fremstilling af levnedsmidler, idet et surt miljø, opnået ved tilsætning af fx eddike, virker konserverende. Men heller ikke i basisk miljø kan bakterien overleve, idet proteinerne i cellen ødelægges. Inddeling Inddeling af bakterier kan foretages ved gramfarvning, idet bakterier herved adskilles i 2 store grupper: grampositive og gramnegative. De grampositive lader sig farve blå ved farvemetoden, mens gramnegative bliver røde. Denne forskel beror på en vigtig forskel i opbygningen af bakteriernes cellevæg, og har betydning for deres følsomhed over for antimikrobielle midler. Medicinsk-farmaceutisk Kompendium 1.3 Mikrobiologi Side 6 af 16

7 Bakterie Grampositive kokker Gramnegative kokker Gule stafylokokker Pyrogene streptokokker Meningokokker Infektioner Sår, bylder, bronchitis Halsbetændelse, børnesår Lungebetændelse, mellemørebetændelse Meningitis Gonoré Grampositive stave Tetanus bakterien Stivkrampe Tuberkulose Gramnegative stave Coli-bakterier Salmonella Urinvejsinfektion Mave-tarm infektioner Mavesår Spiriller Treponeme Syfilis Udslæt, kronisk led- og nervebetændelse Virus Virus har ikke cytoplasma eller organeller til at udføre stofskifteprocesser, og kan derfor ikke betragtes som en levende organisme. Virus er afhængig af en værtscelle for at kunne formere sig. Virus er i de biologiske systemer derfor hverken en prokaryot eller en eukaryot, men betragtes som en subcellulær struktur. Antallet af virusarter er meget stort, men kun en vis del kan give mennesket sygdomme. Størrelse Virus er meget små - mellem 0,01 og 0,3 m og kan derfor kun ses i et elektronmikroskop. Opbygning Et virus består af arvemateriale (et genom) med et hylster omkring. Kilde: Jensen, Klaus: Klinisk mikrobiologi. Forlaget for Faglitteratur, Medicinsk-farmaceutisk Kompendium 1.3 Mikrobiologi Side 7 af 16

8 Arvemateriale Virus arvematerialet kan enten være DNA eller RNA (nukleoproteiner), der er formet som en spiral eller et nøgle. DNA et eiler RNA et kan betragtes som små kromosomer, der koder for proteiner. DNA'et og RNA'et kan være enkelt- eller dobbeltstrenget. Kapsid Omkring arvematerialet er der lejret et hylster, som kaldes et kapsid. Det består som regel af flere ensartede byggesten af protein, kaldet kapsomerer, arrangeret i flere velordnede lag omkring arvematerialet, således at virus får en meget regelmæssig facon som en kugle, kasse, cylinder eller mere specielt et prisme. Kapsomerer Underenhederne af kapsidet kaldes kapsomerer. Det smarte ved mange mindre bestanddele er, at det kræver mindre kapacitet at fremstille små repeterende enheder end en stor enhed. Desuden kan arvematerialet nemmere transporteres ud mellem enhederne, når virus inficerer nye værtsceller. Kilde: Ropke, Carsten: Infektionsbiologi. Carsten Ropke og Munksgaard, 1989 Figuren viser forskellige virus. Der står beskrevet hvilken form deres arvemateriale har, samt hvilken sygdom de fremkalder: 1. Poxvirus (DNA), Kopper. 2. Papovavirus (DNA), vorter. 3. Orthovirus (RNA), Influenza. 4. Picornavirus (RNA) Polio. 5. Herpesvirus (DNA), forkølelsessår, skoldkopper, helvedesild. 6. Para-myxovirus (RNA), Fåresyge, mæslinger. 7. Stregen viser længden af 1/ mm i ca. samme forstørrelse som virustyperne. Type 1, 3, 5 og 6 er omgivet af en membran, medens type 2 og 4 kun består af nukleinsyre med proteinkappe. Membran Yderst er nogle virus omgivet af en membran, som består af fedtstof og protein. Den ligner den almindelige cellemembran, men proteinerne i membranen er dog særegne for virus. Denne ydre membran samles omkring virus, mens dette er på vej ud af værtscellen. Dette bevirker, at nogle virus kan forlade værtscellen, uden at værtscellens cellemembran går i stykker, hvorved værtscellen overlever men stadig kan være inficeret med virus. Medicinsk-farmaceutisk Kompendium 1.3 Mikrobiologi Side 8 af 16

9 Formering Et virus formerer sig ved at trænge ind i en celle. Her indgår det som en del af cellens DNA eller RNA og styrer cellestofskiftet, så cellen producerer flere virus af samme slags, med det samme arvemateriale og det samme kapsid. 1. Virus sætter sig fast til en celleoverflade. 2. og 3. Arvematerialet optages i cellen. 4. Proteinkappen opløses, således at virusarvematerialet - her DNA - ligger frit i cytoplasmaet. 5. De to DNA-kæder skilles, og en bruges som model til nye DNA-kæder. 6. Den anden bruges til at danne RNA. 7. RNA bruges til dannelse af nyt kappeprotein i stor mængde. 8. De mange nye DNA-kæder omsluttes af det nydannede kappeprotein. 9. Nye viruspartikler er dannet og kan forlade cellen (9). Kilde: Ropke, Carsten: Infektionsbiologi. Carsten Ropke og Munksgaard,1989 Cyklus I nogle tiifælde ødelægges cellen, og viruspartikler frigives til omgivelserne, hvor de kan invadere nye værtsceller. Dette gælder fx for influenzavirus. I andre tilfælde frigives viruspartikler, uden at cellen ødelægges, dette gælder fx rubellavirus, der fremkalder røde hunde. En tredje mulighed er, at virus bliver i cellen, men ved hver celledeling går der virus med over i de nye celler, fx HIV der kun inficere t-lymfocytter. Endelig kan der ske det, at værtscellen overlever frigivelsen af nye virus men omdannes til en cancercelle pga. ændringer i værtscellens egen arvemateriale. Dette kan ske ved inficering af de såkaldte oncogene virus. Hepatitis-virus er et oncogent virus og kan på denne måde være medvirkende til leverkræft. Medicinsk-farmaceutisk Kompendium 1.3 Mikrobiologi Side 9 af 16

10 Virus Respirationsvejsvirus Enterovirus Morbilli Parotis Rubella Herpesvirus Hepatitisvirus Papillomavirus Rabiesvirus HIV Infektioner Influenza Forkølelse Polio Tarminfektioner Mæslinger Fåresyge Røde hunde Skoldkopper HelvedesiId Forkølelsessår Mononukleose Leverbetændelse (Hepatitis A, B, C) Vorter Hundegalskab AIDS Svampe Svampe klassificeres som en eukaryote organisme. De er opbygget med en cellemembran, cytoplasma, cellekerne og organeller og har desuden, til forskel fra andre eukaryote organismer, også en cellevæg. Cellevæggen er dog anderledes opbygget end bakteriernes. Den indeholder ikke peptidoglykan men chitin, glukan og cellulose. Cellemembranen er hos svampe opbygget forskelligt fra humane celler. Begge membraner består hovedsageligt af fosfolipider, men hvor cellemembranen i humane celler holdes stabil med kolesterol, anvendes der ergosterol i svampenes cellemembran. Denne forskel gør, at svampeinfektioner kan behandles med lægemidler, som ikke påvirker de humane celler. De almindeligst forekommende mikroskopiske svampe kan deles op i hovedgrupperne gærsvampe og skimmelsvampe. Gærsvampe Gærsvampe er ligesom bakterier encellede mikroorganismer. De er almindeligvis kugle- eller ægformede med en størrelse på 1-30 m. Gærsvampes formeringsform kaldes knopskydning. Knopskydning begynder med dannelse af en lille udposning, som under væksten er forbundet med modercellen ved en kort kanal. Den nye celle løsrives, når den får en vis størrelse. Medicinsk-farmaceutisk Kompendium 1.3 Mikrobiologi Side 10 af 16

11 De fleste gærsvampe formerer sig hurtigst ved C. Gærsvampe kan formere sig ved O C, men dræbes ved opvarmning til C i nogle minutter. Gærsvampes næringskrav er ellers stort set som bakteriernes, men det er karakteristisk, at alle gærsvampe kræver organiske forbindelser til deres stofskifteprocesser, især i form af sukkerarter. Derfor er det bl.a. i sukkerholdige miksturer, der kan forekomme vækst af gærsvampe. Langt de fleste gærsvampe er uskadelige for mennesker, men der kendes dog eksempler på gærsvampe, der er sygdomsfremkaldende. Gærsvampen Candida albicans er eksempelvis årsag til de hvide belægninger (trøske), småbørn og patienter med nedsat immunitet kan få i munden. Skimmelsvampe Skimmelsvampe består af forgrenede, ofte flerceilede tråde, hvis diameter almindeligvis er over 2 m. Skimmelsvampe formerer sig ved hjælp af sporer (ikke at forveksle med bakteriesporer). Svampens sporer kan dannes på forskellige måder, fx ved afsnøring fra en trådende eller i sporehuse, hvor mange sporer er samlet i et kugleformet sporehus på en trådende. De fleste skimmelsvampe formerer sig ligesom gærsvampe hurtigst ved C og dræbes ved C. Skimmelsvampenes næringskrav svarer stort set til bakteriernes, men alle skimmelsvampe kræver organiske stoffer af forskellig art. Desuden kræver alle skimmelsvampene luftformigt oxygen. De ses derfor ofte vokse på overfladen af fx syltetøj. Skimmelsvampe kan være sygdomsfremkaldende (patogene), og kan ødelægge de produkter, de befinder sig i. Der kan desuden opstå sygdom på grund af toksiner udskilt af skimmelsvampe, ligesom visse svampe kan være allergifremkaldende eller være årsag til infektioner som fx fodsvamp og ringorm. Endelig kan visse svampe trænge ind i levende væv og fx give alvorlige lungesygdomme. Mikroorganismers forekomst Mikroorganismer findes overalt, hvor de kan finde gode vækstbetingelser og næringsstoffer. I naturen forekommer de i luft, jord, vand og på planter. I og på mennesker og dyr forekommer de på hud, hår, slimhinder og i tarmkanalen. Medicinsk-farmaceutisk Kompendium 1.3 Mikrobiologi Side 11 af 16

12 Forekomst i naturen Mikroorganismer i luften kommer hovedsagelig fra mennesker og dyr. De hvirvles desuden op fra jorden ved alle former for bevægelse. I luften aftager bakterietætheden opefter, dels på grund af mangel på næringsstoffer, dels fordi solens ultraviolette stråler virker dræbende på mikroorganismer. I udyrkede og tyndt befolkede områder er der få mikroorganismer i luften. Mikroorganismer er nødvendige, for at jorden kan dyrkes, da den ellers ikke er frugtbar. Mikroorganismerne er nødvendige for næringsstoffernes kredsløb i naturen. Foruden i dyrket jord findes der mange mikroorganismer i søer og åer, navnlig hvis der er udløb fra kloak og lignende, samt hvor der er stor forrådnelse af døde dyr og planter. Nogle mikroorganismer deltager i nedbrydningen af døde dyr og planter til mindre sammensatte dele, som andre mikroorganismer kan nedbryde til grundelementer. Disse kan planterne ved hjælp af fotosyntesen opbygge til stoffer, der tjener som næringsstoffer for mennesker og dyr. I dette kredsløb af stoffer i naturen er mikroorganismerne uundværlige. Forekomst i og på mennesker og dyr På mennesker findes der mikroorganismer på hele den ydre overflade, på slimhinderne og i mave-tarmkanalen. Dette kaldes normalfloraen, og er med til at beskytte mod vækst af patogene bakterier. Huden er til stadighed dækket af den såkaldte normale hudflora, som kan variere i sammensætning med tiden og fra en person til en anden. Denne blanding af mikroorganismer beskytter huden mod angreb af fremmede mikroorganismer. Denne beskyttelse opnås, dels gennem de stofskifteprodukter, som den normale flora udskiller, dels gennem konkurrence om næringsstofferne. Denne konkurrence vinder normalfloraen oftest, når huden ellers er sund og fri for rifter. Slimhinderne begynder, hvor huden slutter, og en del af slimhinderne er i tæt kontakt med luften omkring os. Derfor vil der komme en del mikroorganismer på fx øjets, mundens, svælgets og næsens slimhinder. I næsen og svælget fanges mikroorganismer og andre partikler af små hår og forhindres i at nå ned i lungerne. I alle slimhinderne produceres endvidere bakteriehæmmende (bakteriostatiske) og bakteriedræbende (baktericide) stoffer, som forhindrer vækst af langt de fleste mikroorganismer, og derved beskytter vores organisme mod infektion af disse. I tarmkanalen findes mange mikroorganismer. En del af dem deltager i fordøjelsen af føden. Andre sørger for at opretholde en passende surhedsgrad, og atter andre medvirker i produktionen af vitaminer, som er nødvendige for den menneskelige organisme. Det drejer sig om B 12 - og K-vitamin. Enterobakterier er en stor familie af gramnegative bakterier, fx colibakterier. De spiller en stor rolle som årsag til infektioner i mave-tarmkanalen og i urinveje. De fleste dyr er værter for mange mikroorganismer, hvor nogle kan overføres til mennesker ved direkte eller indirekte kontakt. Sygdomme som fx gul feber og malaria kan via myg overføres fra et individ til et andet. Medicinsk-farmaceutisk Kompendium 1.3 Mikrobiologi Side 12 af 16

13 Mikroorganismers gavnlige virkninger Som nævnt, er det kun en lille del af alle forekommende mikroorganismer, der er patogene. Langt de fleste er gavnlige for os som omtalt ovenfor. Men derudover kan menneskene også udnytte svampe og bakterier på forskellige måder. Visse svampe danner ved deres vækst stoffer, som har dræbende virkning på andre mikroorganismer. Det er stoffer, vi kender og anvender som antimikrobieiie midler, også kaldet antibiotika, fx penicilliner. Derfor indgår brug af svampe i produktionen af visse antimikrobielle midler. Ved gensplejsning udnytter man mikroorganismer såsom colibakterier og gærceller til at producere insulin, væksthormon og antigener, som så anvendes i lægemidler, blandt andet vacciner. I levnedsmiddelindustrien benyttes mikroorganismer i stor stil. Mange oste- og surmælksprodukter fremstilles ved hjælp af svampe og/eller bakterier. Brødbagning samt øl- og vinproduktion foregår oftest ved hjælp af gærsvampe. Patogenitet Nogle mikroorganismer, men langt fra alle, kan fremkalde sygdomme, hvis de trænger ind i den menneskelige organisme. Sådanne mikroorganismer kaldes patogene. At en mikroorganisme er patogen betyder, at den tilhører en art, som kan forårsage infektion. Absolut patogene mikroorganismer som fx tuberkelbaciller forårsager altid infektion, når de kommer i værtsorganismen. Lejlighedsvis patogene mikroorganismer som fx colibakterier findes som en del af den normale flora hos mennesket uden at forårsage infektion, men kan fremkalde infektion, når de kommer ind i fx sår og urinveje, hvor de ikke hører hjemme. Opportunistiske mikroorganismer er mikroorganismer, som kun kan forårsage infektion i svækkede organismer, fx pneumocystis carinii hos patienter med AIDS. Apatogene bakterier, fx mælkesyrebakterier kan ikke forårsage infektion. Imidlertid er det ikke altid selve bakterien, der er årsag til sygdommen. Det kan ofte være stofskifteprodukter udskilt ved bakteriens vækst, eller stoffer frigjort ved cellens død, der kan fremkalde sygdom. Sådanne stoffer kaldes toksiner. En speciel gruppe toksiner fremkalder feber, hvis de kommer i direkte kontakt med blodbanen, dvs. hvis de sprøjtes ind i patienten. Disse kaldes pyrogener. Nogle pyrogener er ekstra aktive. Det er giftstoffer, frigjort fra bestemte stavformede bakteriers cellevæg. De kaldes endotoksiner. Når mennesker eller dyr angribes af mikroorganismer, som får lejlighed til at formere sig og fremkalde sygdom, er der opstået infektion. Medicinsk-farmaceutisk Kompendium 1.3 Mikrobiologi Side 13 af 16

14 Smittemåder og smitteveje Infektioner kan forårsages af mikroorganismer, der tilhører normalfloraen, men som ved spredning til andre områder i kroppen forårsager sygdom. Andre infektioner forårsages af mikroorganismer, der stammer fra en smittekilde uden for kroppen, og som via en smittevej finder en indgangsport. Kroppens indgangsporte for infektioner og udgangsporte for udskillelse af mikroorganismer: 1. Øje (conjunctiva) 2. Næse 3. Mund 4. Injektion, transfusion mv. 5. Lunger 6. Mave-tarmkanal 7. Urinveje og genitalier 8. Hudlæsion 9. Anus. Kilde: Mogens Viberg: Patologi og farmakologi. FADL's forlag, Intakt hud beskytter næsten mod alle mikroorganismer, men selv meget små hudlæsioner kan give adgang for bakterier som fx stafylokokker eller virus, som fx hepatitisvirus. Slimhinder, der er meget lettere gennemtrængelige for mikroorganismerne, beskyttes af et slim lag, der bl.a. indeholder enzymer og antistoffer. Trænger mikroorganismerne gennem de første barrierer, afhænger det videre forløb af balancen mellem mikroorganismernes evne til at fremkalde infektion (patogenicitet) og kroppens modstandsdygtighed (immunforsvaret). Oftest smittes man af andre mennesker eller af dyr, som er inficeret af den patogene mikroorganisme. Mikroorganismerne kan spredes på flere måder. Fra sygdomme i luftvejene spredes de via nys og host, fra tarmsygdomme spredes de med afføringen, fra urinvejssygdomme spredes de med urinen, og fra kønssygdomme spredes de med sekreter fra kønsorganerne. Endvidere udskilles der store mængder mikroorganismer med pus fra sår eller byl- Medicinsk-farmaceutisk Kompendium 1.3 Mikrobiologi Side 14 af 16

15 der. Sygdomme kan smitte på følgende måder: 1. Via kontakt, direkte eller indirekte 2. Luftbåren 3. Alimentær 4. Insektbåren 5. Parenteral. Kontakt Kontaktsmitte kan foregå ved direkte eller indirekte kontakt. Direkte kontakt Smitten sker ved direkte kontakt med smittekilden. Dette sker fx ved kys og samleje, men kan også ske via inficerede sår på hænderne. Nogle mikroorganismer, fx syfilisbakterien og visse virus, kan kun overleve få minutter udenfor et varmblodet legeme. Det kræver derfor direkte kontakt mellem smittebæreren og den raske, for at smitte kan finde sted (eller hurtig overførsel via indirekte kontakt med andet materiale). Denne form for smitte kaldes kontaktsmitte. Hvis kontaktsmitten typisk finder sted ved seksuel kontakt, taler man om en seksuelt overførbar sygdom. Disse infektioner kan angribe andre organer end kønsorganerne. De mest frygtede af disse har gennem tiden være syfilis og gonore, i dag er det AIDS. Men klamydiainfektion og herpes genitalis-infektion skal også nævnes, da sygdommene er meget almindelige. Indirekte kontakt Smitte ved indirekte kontakt foregår ved, at mikroorganismerne fra smittekilden afsættes på berørte ting (håndklæder, håndtag, andre brugsgenstande mv.), hvorfra andre personer så ved efterfølgende kontakt med disse ting kan blive smittet. Det er ofte hænderne, der overfører smitte fra en person til en genstand. I denne forbindelse er specielt fugtige ting som fx håndklæder og karklude farlige, da der her er gode vækstbetingelser for mikroorganismer. Luftbåren Luftbåren smitte kan forekomme via dråber eller støv. Dråbesmitte forekommer, når et menneske nyser, spytter eller hoster, hvorved der spredes store og små dråber ud i rummet. Er dråberne større end cirka 1/10 mm, når de ikke længere væk end 1-2 meter, før de falder til jorden. Så tæt skal man altså være på en syg for at blive smittet med fx meningokokker, der kan give meningitis. Til gengæld kan mæslinge- og skoldkoppevirus klare sig et stykke tid i nogle såkaldte dråbekerner, som er små indtørrede dråber, der kan svæve i timevis og smitte over større afstande. Forkølelse og influenza spredes mest ved dråbesmitte. Man smittes, når man er sammen med mange mennesker. Et enkelt nys i en bus, og der er virus nok til, at alle passagererne kan blive smittet. Dråber, som tørrer ud, bliver til en del af "husstøvet': Indånder man støv, eller får man det i et sår, kan man blive inficeret. Bakterier som streptokokker og stafylokokker kan smitte via støv. Udendørs støv og snavs er ikke så smittefarligt, idet mange patogene bakterier dræbes af sollys. Alimentær Alimentær smitte er smitte via levnedsmidler, altså infektion via mave-tarmkanalen. Kontaminerede levnedsmidler har været årsag til talrige epidemier. Tyfus og kolera er eksempler på bakterieepidemier, der optræder under dårlige hygiejniske forhold. Drikkevand forurenes Medicinsk-farmaceutisk Kompendium 1.3 Mikrobiologi Side 15 af 16

16 af fæces, en proces der fremmes af, at sygdommen forårsager diarre med tørst til følge. Visse mikroorganismer, fx stafylokokker, kan formere sig i mad, der ikke opbevares tilstrækkeligt køligt. Hvis maden koges igen, dræbes bakterierne, men et toksin som de har produceret, ødelægges ikke ved kogningen og kan give diarre og opkastninger. I de senere år har der været en opblussen af infektioner med levnedsmidler, forårsaget af mikroorganismer, der forårsager sygdomme hos dyr, fx salmonella. Smitten stammer fra fjerkræ, svin og kvæg m.m. Årsagen er dels, at importeret foder indeholder disse mikroorganismer, dels at moderne stordrift kan øge risikoen for optræden af infektioner i besætninger og gøre bekæmpelsen vanskelig. Endvidere tillader moderne madlavningsmetoder ofte, at mikroorganismer overlever og får lejlighed til at formere sig og spredes. Korte tilberedningstider, fx tilberedning af frosne retter i mikrobølgeovn, tillader ikke ordentlig opvarmning af maden, hvorved bakterier kan overleve. Insektbåren Nogle infektionssygdomme overføres via insektstik eller bid. Fx kan skovflåten huse en bakterie af Borrelia-familien. Når flåten suger blod af et menneske, kan bakterien overføres og eventuelt give anledning til infektion. Bortset fra dette eksempel spiller insektbåren smitte ikke nogen større rolle her i landet, mens den spiller en stor rolle ved spredning af visse tropesygdomme, fx malaria, sovesyge og gul feber. Parenteral Parenteral smitte er smitte via blodbanen. Den kaldes også inokulationsinfektion. Denne form for smitte kan forekomme ved uforsvarligt udførte injektioner, hvor der fx er anvendt usterile væsker, sprøjter og kanyler. Ved en injektion kommer mikroorganismer uden om organismens naturlige forsvar direkte ind i blodbanen. Især hepatitis og HIV har på den måde smittet stofmisbrugere. Blødere er også blevet smittet med HIV gennem blodtransfusioner, indtil man begyndte at screene blodet for HIV antistoffer. Medicinsk-farmaceutisk Kompendium 1.3 Mikrobiologi Side 16 af 16