GEN2104 Verteer en verweer II
Casus 1 – Leerdoelen
1. Bacteriologie
Bacteriën zijn eencellige organismen (zonder celkern), met een diameter van ongeveer 1
micrometer maar dit verschilt tussen bacteriën. Een bacterie is opgebouwd uit cytoplasma
met een membraan eromheen, binnen in het membraan ligt geen celkern maar opgerold
DNA, ribosomen en soms plasmiden (klompje DNA-materiaal). Er is geen kernmembraan
wat zorgt dat transcriptie en translatie gekoppeld zijn, dus beide processen volgen elkaar
op. Wat zorgt dat er minder controlemechanismen en barrieres zijn voor de synthese van de
eiwitten. De celwand heeft antigene eigenschappen van bacteriën deze kunnen herkend
worden door het immuunsysteem. De bacteriën hebben een Flagel, deze flagel zorgt voor
beweging van de bacterie. Flagellen zitten verankerd in het cytoplasma van de bacterie via
een poollicaampje. Je kunt een monotrichie hebben waar er maar een flagel is of meerdere
wat we peritrichie noemen. Bacteriën kunnen buiten de celwand nog een kapsel eromheen
hebben wat ervoor zorgt dat ze beter bepaalde cellen in kunnen en niet meteen verteerd
worden. Het ribosoom van de bacterie bestaat uit een 30S en een 50S subunit die samen
het 70S ribosoom vormen.
a. Classificatie
Gram positief/Gram negatief, gram positieve bacteriën bestaan uit een dikkere laag
peptidoglycaan. In de celwand en ze hebben geen buitenste capsule. Gram negatieve
bacteriën hebben dus een dunne peptidoglycaan wand, maar wel een dubbel membraan en
een buitenste capsule. Deze bacteriën zijn moeilijker om te behandelen met antibiotica en
ze kleuren rood/roze aan als je een gramkleuring doet.
Verder kan je de bacteriën opdelen op de vorm en deling ervan. De vorm kan rond (kok),
zoals de streptokokkussoorten (de kokkus), ronde bacteriën die in ketens liggen noemen we
streptokokken, in trosjes (zoals druiven) noemen we stafylokokken en als er maar 2
bacteriën aanwezig zijn noemen we het diplokokken; Staafvormig (Bacil), tetanusbacil,
tuberkelbacil, salmonellabacil; Spiraalvormig (spiril en spirocheet), zoals spirocheta pallidum
die lues veroorzaakt; kommavormig (vibrio), zoals vibrio cholerae een kok is een halve tot
een micrometer groot, een bacil is even dik maar wel twee micrometer lang. Verder heb je
bacteriën die een voorkeur hebben voor omgeving, dus sommige kunnen beter anaeroob
overleven of aeroob. Je hebt ook facultatieve aerobe of facultatief anaerobe deze hebben
een voorkeur maar kunnen in beide omstandigheden overleven.
,Hetrotrofe bacteriën, leven op organische voedingsstoffen in het milieu. Ze zijn niet instaat
tot koolstofassimilatie. Autotrofe bacteriën gebruiken koolstof als bron voor de cellen, foto-
autotroof (fotosynthese), chemo autotroof (stoffen in de omgeving halen die niet organisch
zijn).
b. Gramkleuring
Bacteriën worden met warmte gefixeerd. Applicatie van crystal violet, hierdoor kleuren alle
bacteriën paars aan. Hierna breng je iodine aan. Hierna was je de kleurstof met alcohol weg.
Hierdoor kleuren de negatieve bacteriën niet meer paars aan. Als laatste stap breng je
safranine aan dit zal ervoor zorgen dat de niet gekleurde bacteriën aan zullen kleuren met
een rode kleur. Dit zijn dan de gram positieve bacteriën. De alcohol was zal de eerste
kleuring van de gramnegatieve bacteriën eraf “wassen” omdat de kleuring niet kan
aanhechten aan de membraan omdat deze aan de buitenste wand vast zit. Dus met
gramkleuring kan je een snelle indruk krijgen wat voor bacterie er speelt door een verschil
te krijgen in welke soort bacterie het is. De grampositieve bacteriën kleuren paars aan door
de kleuring met crystal violet en hun dikkepeptidoglycaan wand. De gramnegatieve
bacteriën kleuren niet paars aan maar rood door het stainen met safranine.
c. Pathogenese
Weefsel vertering, bijproducteen van bacteriegroei zijn zuren, gas en andere stoffen die
giftig zijn voor weefsel. Ook komen er enzymen die worden vrijgegeven en hierdoor weefsel
kunnen afbreken. Hierdoor komen voedingsstoffen vrij voor de bacteriën om verder te
groeien.
Toxines uitscheiden, dit zal zorgen voor lysis. Dit doen ze door het immuunsysteem te
activeren, hierdoor zal het immuunsysteem overactief worden en de eigen cellen aanvallen.
De toxines van de bacteriën zorgen voor de symptomen van de ziekte. Gram positieve
bacteriën kunnen exotoxines uitscheiden, dit zijn eiwitten die binden aan andere eiwitten
en zo de functie ervan veranderen. Hierdoor kunnen ze met cytolytische en
receptorbindende eiwitten een cel doden potentieel. In veel gevallen wordt het toxinogen
gecodeerd op een plasmide of een lysogene faag, waardoor ze toxines gaan produceren.
Endotoxines komen van de celwand van de bacterie, deze hebben moleculaire patronen
PAMPs waarmee ze kunnen binden aan TLR’s hiermee produceren ze cytokines. Deze
zorgen voor een activatie van het immuunsysteem. Dit zal zorgen dat er polysachariden
geproduceerd worden door de bacterie en dan krijg je inflammatie. Soms kan dit zelfs
levensbedrijgend zijn als een immuunsysteem overdreven reageert. Het lipide A-deel van de
LPS van een gramnegatieve bacterie kan een activator zijn van acute-fase reacties en
ontstekingen dit is ook een endotoxine.
d. Diagnostiek
Wordt gedaan met kweken nemen van de bacteriën. Verder kunnen ze onder de
microscoop bekeken worden.
e. Belang van commensale flora
Commensale flore zijn organismen die in symbiose leven met de mens. Het komt vooral
voor op de huid, urogenitalis, en de GI-tract. De belangrijkste functie is het voorkomen dat
ziektekomen zich van buitenaf zich op de huid en slijmvliezen nestelen. Dus het voorkomt
dat de mens ziek wordt. Verder zit het in de darmen waar we het microbioom hebben, wat
ons helpt met vertering van bepaalde stoffen. Verder helpen ze in de darmen het
immuunsysteem.
, 2. Verwekkers bij de in de casus besproken 3 soorten infecties
Diarree, is een darminfectie. Diarree kan ontstaan op veel verschillende manieren. Via
bacteriën kan er schade ontstaan aan de darmwand aan het epitheel. Hierdoor komt er veel
water in de darmen omdat dit uitgescheiden wordt. Maar je kan ook via kapotgaan van de
darmwand minder opname van water hebben. Hierdoor krijg je dat er waterige diarree kan
ontstaan dit kan worden veroorzaakt door clostridium difficile. De eerste keuze is weer
ciprofloxacine en amoxicilline.
Urineweginfectie, wordt veroorzaakt door E. Coli wat uit de darm naar de urethra gaat.
Ciprofloxacine is de eerste keuze in onze casus, en als tweede keuze is amoxicilline goed. In
de casus zie je dat er een nierbekkenontsteking.
Wondinfectie kan ontstaan via stafylokokkus aureus, deze worden meestal behandeld met
penicilline. Clindamycine wordt gegeven aan patiënten met penicilline overgevoeligheid. Bij
patiënten met diabetes wordt breder behandeld.
3. Antibiotica
a. Verschillende klassen AB
Een antibioticum is een geneesmiddel die bacteriën kan bestrijden wanneer deze zorgen
voor een infectie. Je hebt het bactericide (deze zal de bacterie doden), en de
bacteriostatische antibiotica deze zal de deling stoppen van de bacterie. Je hebt ook
antibiotica die een beetje tussen beide inzit. Hiernaast heb je drie verschillende manieren
waarop een antibioticum kan werken: (1) Inhibitie van de celwand synthese, (2) inhibitie van
eiwitsynthese (via de 30S of 50S subunit), en (3) nucleïnezuursynthese. Bij
nucleïnezuursynthese zal er een inhibitie zijn van de aanmaak van DNA. (4) Competitieve
antagonisten anti-metabolieten.
b. Breed/smal spectrum
Smalspectrum antibiotica zijn specifiek geschikt voor infecties door een bepaalde groep
bacteriën. Breedspectrum antibiotica werken op meer soorten bacteriën tegelijk. De
smalspectrum antibiotica kunnen alleen worden voorgeschreven als bekend is welke
bacterie de infectie veroorzaakt. Als het onbekend is, bieden breedspectrum antibiotica
soms uitkomst.
c. Werkingsmechanisme
, Amoxicilline is een breedspectrum antibiotica, wat bactericide werkt. Het wordt ingezet
voor veel soorten bacteriën. Het is onderdeel van de penicilline familie en zorgt voor de
binding aan PBP. Hierdoor kan de bacteriële celwand rigide worden en zal de bacterie
doodgaan.
Vancomycine (Clindamycine) is een smalspectrum antibioticum, het is familie van de
glycopeptiden. Het is een grampositieve bacterieremmend antibiotica. Het werkt door op de
bacteriële celwand in te werken door de peptidoglycaansynthese te stoppen. Het werkt
bactericide.
Ciprofloxacine, is een nucleïnezuurremmer ze binden aan gyrase of topoisomerase.
Hierdoor remmen ze de werking van dit systeem en wordt het bacteriële DNA niet
ontwonden. Daardoor kan er geen replicatie plaats vinden, het is dus bactericide omdat de
bacterie doodgaat.
Clindamycine, zorgt voor inhibitie van de 50S subunit. Hebben en bacteriostatische werking
en werken vooral tegen grampositieve bacteriën.
Antibiotica kunnen op verschillende manier werken door de celwand te remmen, door
eiwitsynthese te remmen, door nucleïnezuursynthese remming, of door competitief
antagonisme/anti-metabolieten.
- Celwandsynthese remmers;
Hiertoe behoren de (I) beta-lactam antibiotica, die zijn de penicillines en cefalosporines en
(II) de glycopeptiden zoals vancomycine. Beta-lactam antibiotica hebben een beta-lactam
ring in de structuur. Hiermee binden ze aan bepaalde transpeptidasen, die we PBPs noemen
deze zorgen voor cross linking van de peptidoglycaan moleculen, hierdoor krijg je een rigide
netwerk ervan. Door de penicilline-PBP interactie breekt de celwand af en sterft de bacterie.
Penicillines kunnen we onderverdelen in breed- en smalspectrum. Smalspectrum zijn alleen
tegen de grampositieve bacteriën (penicilline, flucloxacilline en vancomycine).
Breedspectrum werken tegen beide gramnegatief en grampositief (zoals amoxicilline).
Cefalosporines vallen onder te verdelen in generaties, de eerste generatie is vooral
werkzaam tegen grampositief. De tweede generatie is tegen beide, de derde vooral tegen
de moeilijke gramnegatieve die in het ziekenhuis te vinden zijn. Hoe hoger de generatie hoe
groter de activiteit tegen gramnegatieve bacteriën. Carbapenems zijn een soort last resort
bacteriën als de anderen niet werken door resistentie. Ze zijn werkzaam tegen alle soorten
bacteriën.
- Eiwitsyntheseremmers;
Hiertoe behoren de (I) macroliden deze binden aan de 50s subunit van ribosomen, de (II)
tetracyclines deze binden aan het 30S subunit van het ribosoom en de (III) aminoglycosiden
deze binden aan 30S ribosoom en zorgen voor het blokkeren van het tRNA.
- Nucleïnezuurremmers;
Chinolonen zijn een voor van deze remmers ze binden aan gyrase en topoisomerase.
Norfloxacin en ciprofloxacin zijn voorbeelden hiervan. Norfloxacin is vooral gericht tegen
