1. דר' מירה נעמד MIRA@SZMC.ORG.IL
מיקרוביולוגיה
דר' מירה נעמד

3. מיקרוביולוגיה מיקרו- קטן ביו- חיים לוגיה- מדע
מיקרו- קטן ביו- חיים לוגיה- מדע
מדע העוסק ביצורים קטנים פחות מ- 100 mm.
רק במאה ה-17 נראו לראשונה המיקרואורגניזמים
בעקבות ההתפתחות הטכנולוגית שהביאה להרחבת יכולת ההתבוננות.
המיקרוסקופים הראשונים של לוונהוק עד מיקרוסקופ האור
התפתחות מדע כימי ביולוגי, זיהוי חומצות גרעין, PCR

4. היסטוריה בקיצור
1020 אבן סינא מפרסם הספר הקנון של הרפואה המתאר את המחלות הידועות בתקופתו. בספר מוצגת ההשערה בנוגע לשחפת ומחלות מידבקות אחרות שעוברות באוויר. הוא אף ממליץ לטפל בהתפשטות המחלות בעזרת בידוד.
בשנת 1546, ג'ירולמו פרקסטורו מעלה השערה בספרו על הדבקה ומחלות מידבקות כי המחלות נגרמות מיצורים חיים.
1677 : גילוי הבקטריות על ידי אנטוני ואן לוונהוק שנחשב לאבי תורת המיקרוביולוגיה. הוא כינה ייצורים אלו אנימלקולס מלטינית: יצורים קטנים.

5. 1828: כריסטיאן גוטפריד אהרנברג היה הראשון שהשתמש בשם בקטריה.
1840: הפתולוג הגרמני יאקוב הנלה מעלה את התיאוריה למחלות מידבקות.
: לואי פסטר מראה במחקריו כי המחלות מראות על קיומם של מיקרואורגניזמים. היה הראשון שביצע מחקרים מסודרים על מספר מחלות כמו גם על חיסונים. במחקריו דחה את תיאוריית הספונטניות.

6. 1873-1882: רוברט קוך הצליח לגלות את החיידק שגורם למחלת השחפת
: רוברט קוך הצליח לגלות את החיידק שגורם למחלת השחפת. בנוסף ניסח את האקסיומות של קוך הקובעות מתי אורגניזם הוא פתוגני.
1884: הרופא דני הנס כריסטיאן גרם המציא שיטה ראשונית לסיווג חיידקים. השיטה נקראת על שמו צביעת גרם.

7. 1912: פאול ארליך טיפול יעיל נגד עגבת.
1917: גילוי הבקטריופאג'
1928: פרדריך גריפית' גילה את טרנספורמציה. יסוד של הגנטיקה מולקולרית.
1929: אלכסנדר פלמינג גילה חומר אנטי-בקטריאלי שאותו כינה פניצילין.
1944: אלברט שץ וזלמן אברהם וקסמן גילו את הסטרפטומיצין ותרופה הראשונה שהופקה למחלת השחפת.

8. מיקרוביולוגיה עוסקת ביצורים שונים:
חיידקים- bacteria
נגיפים- viruses
פיטריות- fungi
אצות- algae
פרוטוזואה- protozoa
פריונים- Prions

9. מיקרואורגניזמים מצויים בסביבתיינו:
באדמה באוויר במזון במים על ובתוך הגוף
רוב המיקרואורגניזמים אינם מזיקים לאדם וחלקם מועילים:
מזון- יין, בירה, שמרים, מוצרי חלב ולחם
פירוק פסולת- ביוב, דשן אורגני, דשן חנקתי, פירוק כתמי נפט

10. הנדסה גנטית- חלבונים, הורמונים, אנטיביוטיקה, חיסונים
גוף האדם – יצור ויטמין K, ויטמין B
חיידקים במערכת העיכול- פירוק המזון
הגנה – מניעת חדירת חיידקים לגוף

11. חיידקים פרוביוטיים (למען החיים)
חיידקים פרוביוטיים (למען החיים)
הפלורה הטבעית
במעיים יש למעלה מ- 400 סוגי חיידקים
הגנה מפני מחלות:
מחזקים פעילות לימפוציטים ומאקרופאפאגים
מניעת שיגשוג של חיידקים פתוגניים ע"י שינוי הסביבה:

12. חיידקים פרוביוטיים (המשך)
תחרות על מקום וחומרי גידול
יצור חומרים דמויי אנטיביוטיקה
סביבה לא נוחה (שחרור חומרים מעכבי גדילה)
ספיגת יסודות מזון (ויטמין K, ויטמין B)
סיוע בעיכול מוצרי חלב

13. מיקרואורגניזמים כגורמי מחלות שינוי היסטוריה כלכלה וחברה
מפלת סנחריב (מלכים ב)
מחלת הדבר באירופה ובאסיה (המגיפה השחורה)
מחלת הכולרה באירופה
נגיף תפו"א באירלנד
נגיף השפעת (השפעת הספרדית)
מגיפת ה- AIDS
נגיף ה- SARS
נגיף שפעת העופות, שפעת החזירים

14. תהליכים מטבוליים
מטבוליזם- תהליכי יצירה ופירוק בתא החי
קטבוליזם- תהליכי פירוק
אנבוליזם- תהליכי בניה
יצירת אנרגיה
ATP- מטבע האנרגיה בתא
מקור האנרגיה: glucose
תהליך אירובי: דורש חמצן
תהליך אנאירובי: אינו דורש חמצן. שימוש במולקולות אחרות כגון ניטראט NO3-

15. תהליך אירובי:
1 glucose ATP
תהליך אנאירובי:
1 glucose ATP + 2 pyruvate
ח. חלב (ח. לקטית) , אתנול, אצטט
תהליכי תסיסה-ללא חמצן. שימוש בניטראט NO3-
(רק חיידקים מסוגלים לקשור חנקן אטמוספרי ולהעבירו לצמחים. חנקן חיוני לבניית חלבונים).

16. גידול חיידקים לשם מה? אבחון גורם מחלה אבחון גורם מזהם
בדיקת רגישות לצורך טיפול
ביוטכנולוגיה
יכולת של מיקרואורגניזמים לגדול בתנאים מסוימים מאפשרת להבחין ביניהם ולאבחן אותם.

17. Medium- מצע גידול
מכיל את כל החומרים הדרושים לגידול חיידקים
מקור פחמן ואנרגיה - גלוקוז
מלחים
ח. אמינו לסינטזת חלבונים
ח. גרעין להכפלת DNA וסינטזת RNA
מצע גידול נוזלי- לגידול כמות גדולה של חיידקים לצורך ביוטכנולוגיה, מחקר או הנדסה גנטית.
מצע גידול מוצק – מכיל אגר, משמש לזיהוי חיידקים.

18. שימוש בדיאגנוסטיקה
Selective medium-(מצע בררני) מאפשר להבחין בין מיקרואורגניזמים שונים ע"י גידול של זנים מסוימים.
גידול אירובי לעומת אנאירובי
גידול בנוכחות אנטיביוטיקה
גידול במצע לקטוז
Differential medium- (מצע דיפרנציאלי) מאפשר להבחין בין מיקרואורגניזמים שונים ע"י שינוי במצע.
גידול במצע מקונקי (לקטוז ואידיקטור ל-ph נמוך)
גידול במצע דם

19. שלבים בבידוד וזיהוי חיידקים
מושבות ברורות גידול דיפרנציאלי
צביעת גראם
הסתכלות במיקרוסקופ
רגישות לאנטיביוטיקה
בדיקות מיוחדות:
PCR
איבחון DNA
שימוש בנוגדנים

20. שלבים בבידוד וזיהוי חיידקים
גידול חיידקים במשטח
אינקובציה לגידול מושבות חיידקים בד"כ ל 24 שעות
בדיקת גודל, צורה, צבע, המוליזה ותצרוכת חמצן

21. זריעת בידוד

22. פלטת אגר דם Bacillus cereus. Bacillus anthracis CDC/Dr. James Feeley
צבע החיידקים, צורת המושבות, המוליזה של הדם
CDC/Dr. James Feeley

23. שני חיידקים שגדלו על מצע בשר ועוף שהושארו ללא קירור
סלמונלה שנדגמה ממטלית מטבח

24. Gram Stain Gram negative Gram positive Heat/Dry Crystal violet stain
Iodine Fix
Alcohol de-stain
Safranin stain

25. צביעת גראם צורה עגול cocci מתג bacili סלילני spirali
התארגנות (יחיד או רבים)
אשכול תאים staphylococcus
שרשרת תאים streptococcus
זוג תאים diplococcus

26. Bacili

27. Streptococcus

28. Streptococcus in chains (Gram stain)

29. Streptococcus pneumoniae (diplococcus). Fluorescent stain

30. מיקרוסקופ חיידקים צבועים נוזל חוט שידרה spinal fluids (meningitis)
ליחה sputum
(tuberculosis)
רגישות נמוכה

31. Antibiotic susceptibility testing
Susceptible
Not susceptible
Bacterial
lawn
Growth
No growth
Antibiotic disk

32. Real-time PCR
ds DNA
Cycle one
Dye
Cycle two
Cycle 30
2 30

33. DNA-DNA hybridization
Strain 1
Heat +
Strain 2
0% Homology
100% Homology

34. Rapid “Strep” Test Streptococcal antigenic extract Antibody
Latex beads

35. Typical Culture Laboratory Bench

36. מיקרוביולוגיה קלינית יחסי סימביוזה
Mutialism – שני היצורים חיים ביחד
Commensalisms – יצור אחד בשותפות נהנה ולשני אין נזק
Parasitism (טפילות) – יצור אחד נהנה מהשותפות ולשני נגרם נזק. יחסי טפיל מאחסן
הנזק יכול להיות קל ועד חמור (מוות של המאחסן)
טפיל חכם לעומת טפיל מוחלט

37. פלורה טבעית גוף האדם מהווה בית גידול למיקרואורגניזמים
בגוף האדם יש פי 10 יותר חיידקים מתאים
10% ממשקל הגוף הוא חיידקים
בפה יש חיידקים בכמות שעולה על מספר אוכלוסיית העולם
אוכלוסיית הפלורה הטבעית משתנה:
פלורה קבועה resident flora
פלורה המשתנה transient flora

38. גורמים המשפיעים על הפלורה הטבעית
תפקידי הפלורה הטבעית
הורדת pH
הפרשת חומרים אנטי בקטריאליים (במעי)
אכלוס אזורים בגוף ומניעת התפתחות אוכלוסיות אחרות
גורמים המשפיעים על הפלורה הטבעית
גיל
מצב תזונתי, הקרנה
טיפול אנטיביוטי
שינויים סביבתיים

39. פלורה טבעית של העור גורמים חולפים: הנספחים לחלק החיצוני של העור
גורמים קבועים: בעומק העור, בזקיקי השיער, בבלוטת הזיעה. מינים נפוצים כמו פיטריות, staphylococcus, corynobacterium
חיידקים המתגוררים בבית השחי מפרקים את הזיעה וגורמים לריח האופייני לזיעה.

40. הגנה טבעית של מערכת הנשימה
ריסים במערכת הנשימה (נהרסים בגלל עישון)
נזלת, עיטוש
פלורה טבעית כמו: streptococci, staphylococci, diphtheroids

41. פלורה טבעית של מערכת העיכול
תנאים משתנים לאורך צינור העיכול, כל איזור מהווה בית גידול נפרד
בפה: Streptococci (חורים בשיניים)
בקיבה: pH חומצי, חיידקים בודדים בלבד
בתריסריון: pH בסיסי מעט חיידקים
מעי דק, מעי גס ובמעי העיוור: גידול חיידקים רבים היכולים להוות עד 30% מנפח הצואה, אחראים ליצירת גזים וריח, יוצרים שרשראות ח. שומן קצרות החיוניות לבריאות המעיים
חיידקים אנאירוביים כמו E. Coli, Klebsiela, enterobacter

42. פלורה טבעית של מערכת המין והשתן
כל האברים הפנימיים סטריליים : כליות שלפוחית השתן, החלק העליון של השופכה
בנשים: הפלורה הטבעית משתנה עם הגיל
בילדות: בוגינה pH= 7
הפלורה הטבעית: streptococci, staphylococci, diphtheroids
בבגרות בהשפעת אסטרוגן התאים אוגרים גליקוגן הפלורה הטבעית משתנה lactobacilli המפרק את הגליקוגן לח. חלב, הורדת pH=5 המונעת גידול של מיקרואורגניזמים כמו candida albicaans

43. סיכום תפקידי הפלורה הטבעית חסימת אתרים להתפתחות אורגניזמים אחרים
שינוי תנאי סביבה ומניעת גידול אורגניזמים אחרים (שינוי pH)
הפרשת חומרים המסייעים למאחסן (ויטמינים וחץ שומן במעי)
אם מופר האיזון ביחסי הגומלין בין המאחסן לבין המיקרואורגניזמים, הפלורה הטבעית יכולה להפוך לפתוגנית opportunism