Bacteriologie
History of microbiology
Historical roots
Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723): in Delft was textiel zeer belangrijk. Er bestond minder goed en beter
textiel, dus controle was noodzakelijk. Met het oog kon het textiel onder de loop bekeken worden, maar dit
was niet eenvoudig en het was niet goed te zien. Anton Van Leeuwenhoek heeft als oplossing een microscoop
gemaakt. De oorsprong van de microscoop ligt dus bij het gebruik als controle voor textiel.
De microscoop bestaat uit:
- Een lens en
- 2 schroeven; staal in focus krijgen, focusseren van het beeld
Na het textiel zijn er ook heel wat andere zaken onder de microscoop gelegd. Amoebe werd zo voor
het eerst bekeken. Daarna werden ook nog andere dingen onderzocht, zoals bv. water na het
spoelen van de mond met een zoutoplossing. Zo werden er verschillende kokken gezien, zoals
Staphylococcus.
"Mijn gewoonte is des mergens myn tanden te vryven met zout, en dan myn mont te
spoelen met water, en wanneer ik gegeten heb, veeltijts myn kiezen met een tandstoker
te reinigen;.... Dat in de gezeide materie waren, veele zeer kleine dierkens, die haar zeer
aardig beweegden. De grootste soort,was van Fig.A. dezelfve hadden een zeer starke
beweginge…” – Anton Van Leeuwenhoek
Germ theory of disease
Aristoteles (384-322 voor Christus): voor ons is het logisch dat micro-organismen een ziekte kunnen
veroorzaken (zoals COVID). Maar toen moest alles nog ontdekt worden. Aristoteles heeft 3 manieren van
leven gedefinieerd:
- Sexuele reproductie
- Asesuele reproductie
- Spontane generatie of abiogenese
Frenscesco Redi (1626-1697): hij heeft experimenten gedaan met 3 biefstukken. Hij deed in 3 potten elks
een stuk vlees. Hij wil onderzoeken of spontane generatie bestaat of niet en wil weten of er toch iets achter
zit, of dat we het gewoon fout begrijpen. Dit was het eerste experiment rond spontane generatie. Dus de 3
potten:
- Pot 1: open
- Pot 2: dicht
- Pot 3: gaasje (geur is er wel)
Resultaat van het experiment:
- Pot 1: er komen maden. Maar de vraag is dan nog: komen de maden
spontaan uit het vlees, of brengen de vliegen deze maden mee?
- Pot 2: geen maden.
- Pot 3: maden bovenaan gaasje.
Lazzaro Spallanzani (1729-1799): hij nam een fles en deed hier een infuus in (bouillon) en dan koken en
afsluiten. Bij koken gaan de kiemen dood en als je het dan afsluit, kan er geen groei zijn. Enkel indien je het
open doet en er komt lucht aan kan er wel iets groeien. Er is dus geen spontane generatie! Maar hier komt
kritiek op: als je het kookt, haal je alle zuurstof weg. Dus indien je het afsluit, zal er ook geen zuurstof meer
1
,zijn, dus kan er ook geen spontaan leven ontstaan. Dit experiment is dus geen weerlegging van de spontane
generatie.
Louis Pasteur (1822-1895): vader van de microbiologie. Hij heeft heel wat ontdekt en heeft ook de spontane
generatie kunnen weerleggen adhv zwanenhals.
Fles met zwanenhals: bouillon werd opgewarmd om
de kiemen af te doden, dus volledig steriel maken.
Kritiek met geen zuurstof kan hier niet gegeven
worden, want lucht kan naar binnen en buiten via
zwanenhals. Pasteur liet de fles 18 maanden liggen en
daarna werd de fles terug bekeken. Er was veel stof
aanwezig in zwanenhals; stof was binnengegaan via
opening. Nu weten we dat aan stof micro-organismen
hangen, maar toen was dit nog niet geweten. Er moest
hiermee juist nog bewezen worden dat er door stof
ook micro-organismen naar binnen kunnen komen.
Het stof zat echter in de zwanenhals en niet in de fles
zelf, dus Pasteur ging de fles lichtjes draaien, zodat de
vloeistof in de fles in contact kwam met het stof.
Pasteur zag na enkele dagen groei (groei = troebele
vloeistof). Pasteur kon zo spontane generatie
weerleggen.
Louis Pasteur heeft 3 grote zaken ontdekt/onderzocht:
- Fermentatie: er was een probleem met de wijn. Soms was er een goede smaak en soms kwam er een
azijnsmaak. Er werd een experiment gedaan: wijn onderzoeken en Pasteur zag dat er microscopisch
grote en kleine kiemen waren. Nu weten we dat dit bacteriën (klein) en gisten (groot) zijn. Pasteur
vroeg zich af of de kiemen nodig zijn voor de wijn en ook welke kiemen zorgen voor de wijnsmaak en
welke voor de zure smaak (azijn). Om dit te onderzoeken werden er druiven opgewarmd, de fles werd
afgesloten en dan kijken of er spontaan een goede wijn gemaakt werd. Dit leverde geen goede
resultaten op. Pasteur warmde terug
druiven op, maar dan in een fles met
zwanenhals, zodat er ook lucht
binnen kon. Dit leverde ook geen
goede resultaten op, omdat er geen
fermentatie kon plaatsvinden, dus
geen alcohol werd verkregen. Dan
deed Pasteur een experiment met
een fles met bacteriën en een fles
met gisten en dan ook opwarmen. Bij
de fles met bacteriën kwam er een
zure smaak en bij de fles met de
gisten werd glucose omgezet naar
ethanol (alcohol). Gisten zijn dus
nodig om wijn te maken.
- Pasteurisatie: korte tijd verwarmen,
zodat kiemen dood gaan, maar smaak
en consistentie wel behouden blijven.
2
, - Vaccin tegen rabiës (= hondsdolheid): veroorzaakt door het rabiës virus. Eén van de symptomen is
schuim op de mond (schuim op de mond betekent dood van de patiënt).
Robert Koch (1843-1910): Duitse dokter. Hij heeft verschillende ontdekkingen gedaan, waarvan de
belangrijkste:
- Cultuurmedium (aardappelschijven): Kocht heeft een medium gemaakt. In petriplaat wordt agar
gedaan, waarna er bacteriën op gedaan worden. Vroeger was het heel moeilijk om deze bacteriën te
laten groeien, maar Koch heeft een medium gemaakt met aardappelschijfjes, waardoor groeien van
bacteriën makkelijker ging.
- Bacillus anthracis → anthrax: bij inademing hiervan kan je longontsteking krijgen en dan overlijd je
binnen 2 tot 3 dagen. Landbouwers: als zij een wonde hebben in de nek en dan tegen een koe hangen,
kunnen er bacteriën in komen. De kiem = bacillus anthracis (bacillus = genus, anthracis = species).
Bacillus is een staaf, dus een bacterie die kan omgezet worden tot een endospore (dikke wand en kan
dus lang overleven in milieu, zoals bv. in poeder). Indien de sporen in een goede omgeving komen,
kunnen ze terug omgezet worden tot een bacterie. In de vacht van een koe kan ook zo’n endospore
zitten en deze sporen kunnen in de wonde komen van de landbouwer. Zo ontstaat cutane anthrax dat
een blaasvorm gaat geven en ook een typische kleur van een zwarte korst. Er bestaan verschillende
soorten anthrax; via poeder is bv. inhalatie anthrax. Endospore en bacterie zijn redelijk groot, dus kon
goed gezien worden door Koch.
- Koch’s postulaten: Koch heeft kunnen aantonen dat kiemen een ziekte kunnen veroorzaken. Vanaf nu
is de medische microbiologie gestart! Merk op dat de microbiologie dus helemaal nog niet zo oud is
(19e eeuw).
TBC: hoesten (soms zelfs
bloed), mager. Jaarlijks
sterven er rond de miljoen
mensen. Om te
onderzoeken: sputum
nemen (want je zit in de
longen): bij gezonde
persoon mag de kiem niet
aanwezig zijn. Indien kiem
aanwezig is, kan nog niet
gezegd worden dat de
kiem de ziekte
veroorzaakt, want de kiem
kan ook toevallig aanwezig
zijn.
Edward Jenner (1749-1823): medische dokter in Verenigd Koninkrijk. Heeft de start gegeven aan de
vaccinatie. Het Variola virus geeft pokken (smallpox, blaasjes) bij de mens, waarvan ongeveer 10% sterft. Ook
een koe kan een pokkenvirus hebben; Vaccinia virus. Variola virus en Vaccinia virus lijken sterk op elkaar,
maar enkel Variola virus is gevaarlijk voor de mens. Mens kan ook besmet worden met Vaccinia virus, maar
is veel minder gevaarlijk. Ook zag Jenner dat mensen die met koepokken besmet waren een beetje
beschermd waren tegen humane variant van pokken. Jenner heeft de zoon van zijn tuinman laten vaccineren
met de koepokken (methode: bij de koe het Vaccinia virus collecteren en dan krassen in de huid van mens).
Hiervan komt dus ook het woord vaccinatie.
3
, Ignaz Semmelweis (1815-1865): medische dokter in Oostenrijk. Vroeger was kinderen krijgen
levensgevaarlijk: vrouwen kregen na het bevallen vaak kraamvrouwenkoorts; Streptococcus bacterie met
25% kans op sterfte. Oorzaak: dokter is bezig met het werken op lijken en als de vrouw bevalt, komt de dokter
direct naar de vrouw, zonder de handen te ontsmetten (in die tijd was het nog niet logisch om de handen te
ontsmetten). Maar er was een arts die bezig was met een lijk en die in zijn hand had gesneden; kreeg dezelfde
symptomen als vrouw met kraamvrouwenkoorts. Hier werd dus gezien dat persoon die van ene kamer naar
andere kamer gaat waarschijnlijk de kiemen overbrengt. Directeur van het ziekenhuis wilde Semmelweis niet
geloven, hoewel Semmelweis kan aantonen dat het gebruik van hypochloorzuur (javel) de mortaliteit kon
doen dalen (van 18% → 1%).
Joseph Lister: zorgde voor de introductie van de aseptische technieken. Lister heeft fenol (carbolic acid)
geïntroduceerd. Dit is de start van het aseptisch werken en van desinfectie/ontsmetten.
Paul Ehrlich (1854-1915): Duitse chemicus (veel chemische nijverheid in die tijd). Heeft stoffen gemaakt die
activiteiten hebben tegen o.a. syfilis. Syfilis: kiem is Treponema pallidum (bacterieel, SOA). Stof tegen syfilis
is stof 606. Deze stof is symmetrisch en in het midden staat arseen (As). Arseen is geen goede stof, omdat je
er aan kan doodgaan, dus geen goed antibioticum. Gedurende 40 jaar was dit wel de best beschikbare
behandeling. Dit was de introductie van de chemotherapie. Het werd soms de ‘magic bullet’ genoemd;
geneesmiddel dat alleen bacterie doodt en niet schadelijk is voor de mens zelf. Maar stof
606 was dus geen magic bullet, want er waren wel veel nevenwerkingen door arseen.
Alexander Fleming (1881-1955): ontdekking van penicilline (1917). Hij heeft gezorgd voor de introductie van
antibiotica. Penicilline werd ontdekt door een petriplaat. Op de plaat werden kiemen gegroeid (kiem:
Staphylococcus). Op een dag was er een fout gebeurd en er was een schimmel gegroeid. Fleming zag dat de
bacteriën niet tot tegen de schimmel groeide. Schimmel geeft dus stof af in agar die de bacteriën afdoodt.
Deze stof is penicilline en de schimmel is Penicillium Notatum. Het heeft nog een lange tijd geduurd vooraleer
penicilline op de markt werd gebracht.
Moderne microbiologie
- SARS en Covid-19: SARS was er ooit al eens (kanten van China), maar is nooit zo groot geworden als
Covid-19. SARS is teruggekomen in een iets andere gedaante, gekend als Covid-19.
- Vogelgriep: men heeft schrik dat het een virus wordt dat ook de mens kan infecteren.
- Probiotica: zit bv. in yoghurt.
- Bioterrorisme: indien je anthrax hebt, kan je veel mensen afdoden door micro-organismen.
- Antiretrovirale therapie: voor HIV was er vroeger geen therapie, maar nu zijn er veel meer
behandelingen.
Microbiologie kan slecht zijn, maar ook goed! We hebben bv. ons microbioom nodig, want zonder deze
micro-organismen zouden we dood gaan. We moeten ervoor zorgen dat we de goede micro-organismen
hebben, want de slechte kunnen de darmflora verwoesten.
Characteristics of prokaryotic cells
Prokaryoten vs Eukaryoten
Enkele opvallende verschillen:
- Celkern: prokaryoot heeft er geen, eukaryoot wel.
- Mitochondriën: prokaryoot heeft er geen, eukaryoot gebruikt dit als ATP fabriek.
4
