SAMENVATTINGEN VV
BLAUWE BOEKJE
3.11 BACTERIËLE FYSIOLOGIE
Groei van een bacterie = gecoördineerder toename in massa van de celcomponenten + deling van bacterie in 2
gelijke dochtercellen. Groei vindt plaats in een bepaalde volgorde.
Bij een staafvormige bacterie zoals Escherichia coli neemt eerst de lengte van de cel toe. Zodra de cel een
bepaalde lengte heeft bereikt, repliceert het chromosoom zich en vormt twee identieke chromosomen. Daarna
deelt de cel zichzelf in tweeën, doordat zich een scheidingswand (septum) vormt op een plaats halverwege de
cel. De opeenvolging van gebeurtenissen die zich afspelen wanneer een bacterie groeit en zich deelt, wordt de
celcyclus genoemd. De tijd die nodig is voor de celcyclus wordt verdubbelingstijd of generatietijd genoemd.
De belangrijkste factoren die van invloed zijn op de groei van bacteriën:
1. Voedingsbehoeften van de bacterie/Aanwezige voedingsstoffen
2. Aanwezigheid van groeiremmende stoffen
3. Temperatuur
4. Zuurgraad
5. Invloed van zuurstof
6. Aanwezigheid van spoorelementen
Voedingsbehoeften
In het algemeen zijn een koolstofbron, een stikstofbron, fosfor, zwavel, de elementen kalium, magnesium en
calcium, en spoorelementen nodig. Uiteraard is ook water een vereiste.
Men onderscheidt heterotrofe en autotrofe bacteriën. Autotrofe bacteriën bouwen hun celmateriaal op uit
kooldioxide. Heterotrofe bacteriën verkrijgen hun celkoolstof door de afbraak van organisch materiaal.
De meeste pathogene bacteriën stellen hoge eisen aan het groeimedium, dat dikwijls kant-en-klare
bouwstenen moet bevatten.
Stoffen die de groei remmen
Bij stoffen die de bacteriegroei remmen, kan men onderscheid maken tussen stoffen die bij de bereiding aan
het groeimedium zijn toegevoegd, en stoffen die door de bacteriën tijdens hun groei aan het medium worden
afgegeven.
Stoffen die aan het groeimedium worden toegevoegd kunnen bepaalde kleurstoffen zijn zoals briljantgroen,
malachietgroen en kristalviolet, en andere stoffen zoals tetrathionaat, seleniet, taurocholaat en natriumazide.
Deze worden alle toegevoegd om te komen tot zogenoemde selectieve of electieve voedingsbodems.
,Selectieve voedingsbodems: alleen een bepaalde soort kan hierop groeien.
Electieve voedingsbodems: alle bacteriën kunnen hierop groeien, maar bepaalde soorten kunnen worden
waargenomen (door bijv. een rode kleur)
Temperatuur
Een bacterie groeit het snelst bij de optimale temperatuur. Daarnaast is er een minimale en maximale
temperatuur waarbij een bacterie groeit. Men onderscheidt:
- Psychrofiele bacteriën, met een optimale groeitemperatuur van 15°C of minder, een maximale
groeitemperatuur van 2O°C of minder en een minimale groeitemperatuur van 0°C of minder;
- Mesofiele bacteriën, met een optimale groeitemperatuur tussen 20 en 4O°C. Voor de meeste
pathogene bacteriën ligt de optimale groeitemperatuur bij ongeveer 37°C en de minimale
temperatuur bij ongeveer 10°C;
- Thermofiele bacteriën, met een optimale groeitemperatuur boven 43°C.
Listeria monocytogenes is een opmerkelijke bacterie, die veel ongevoeliger is voor afkoeling, zout, nitriet en
zuur dan de meeste andere bacteriën.
Zuurgraad
De meeste bacteriën groeien het best bij een neutrale pH (7,0) of daar vlakbij. Voor pathogene bacteriën mag
de pH slechts in geringe mate schommelen, willen ze goed kunnen groeien. De uiterste grenzen liggen
ongeveer bij pH = 5 aan de zure en bij pH = 8 aan de alkalische kant.
Wateractiviteit
Het gaat niet alleen om het watergehalte, maar ook om de wijze waarop het water in een voedingsmiddel is
gebonden. Het begrip evenwichtsrelatieve vochtigheid (ERV) levert een redelijk bruikbare maat. De ERV van
een voedingsmiddel geeft de relatieve vochtigheid aan van de lucht waarmee dat voedingsmiddel in evenwicht
is. Er wordt dan geen water aan de lucht afgestaan en geen waterdamp hieruit opgenomen. De ERV wordt,
evenals de relatieve vochtigheid van de lucht, in procenten uitgedrukt. Zuiver water heeft een ERV van 100%.
Als je de ERV deelt door 100 heb je de aw. Veel bacteriën groeien bij aw-waarden beneden 0,95 al niet meer.
Lactobacillen en streptokokken vermeerderen zich nog bij een a w 0,90 á 0,92. Sommige stafylokokken
verdragen waarden van 0,85. Zoutminnende bacteriën kunnen nog bij een a w van 0,71 groeien.
Invloed van zuurstof
Bacteriën kunnen op grond van de invloed van zuurstof op hun groei en metabolisme in vier groepen worden
onderverdeeld:
1. Obligaat aerobe bacteriën. Deze hebben zuurstof (lucht) nodig om te kunnen groeien. Ze zijn niet in
staat tot het uitvoeren van fermentatiereacties.
a. Pseudomonadaceae
2. Obligaat anaerobe bacteriën. Deze bacteriën gebruiken geen zuurstof voor het verkrijgen van energie;
hun groei wordt juist geremd door zuurstof
a. Clostridium spp.
3. Microaerofiele bacteriën kunnen een lage zuurstofspanning verdragen; soms werkt deze zelfs
bevorderlijk op de groei
a. Campylobacter jejuni
4. Facultatiefanaerobe bacteriën kunnen evengoed anaëroob als aëroob groeien. Deze verkrijgen
energie door fermentatie en door oxidatie van organische verbindingen.
a. E.coli spp, Salmonella enteritidis
,Invloed van spoorelementen
Spoorelementen zijn van groot belang als onderdelen van eiwitten en enzymen of als structurele componenten
van membranen of andere polymere verbindingen.
Groeicurve van bacteriën
1. De initiaal stationaire fase of lagfase
2. Overgangsfase
3. De logaritmische fase
4. Overgangsfase
5. De kritische, M- of stationaire fase
6. Overgangsfase
7. De afstervingsfase
3.12 GENETISCHE VERANDERINGEN IN BACTERIËN
Het DNA van bacteriën ligt vrij in het cytoplasma en bevat maar één chromosoom. Daarnaast ook aanwezigheid
van plasmiden. Bacteriën hebben buitengewone eigenschappen ontwikkeld om de productie van enzymen (en
dus hun gen-expressie) in respons op signalen (temperatuur, 0 2-spanning, aanwezigheid van bepaalde
voedingsstoffen) uit de omgeving van de bacterie te reguleren. Een belangrijk voorbeeld hiervan zijn de
zogenaamde ‘tweecomponentensystemen’, die bestaan uit een sensoreiwit dat veranderingen in de omgeving
van de bacterie waarneemt, deze waarneming door geeft aan een regulatoreiwit, hetgeen op zijn beurt de
productie van enzymen aan- of afzet, al naar gelang de behoefte.
Wanneer men aan een bacteriecultuur een bacteriofaag toevoegt die in staat is deze bacterie te infecteren,
neemt men waar dat de cultuur na enige uren opheldert, omdat de meeste bacteriën lyseren als gevolg van
infectie door de bacteriofaag. Laat men de cultuur nog langer staan, dan wordt deze weer troebel omdat
opnieuw bacteriën gaan groeien. De nu gegroeide bacteriën blijken faagresistent te zijn (en kunnen dus niet
meer door de faag worden geïnfecteerd).
Er is een drietal processen bekend, waarmee overdracht van erfelijk materiaal kan gebeuren, nl. transformatie
(hierbij neemt een bacterie een grote hoeveelheid DNA, bijvoorbeeld een plasmide op uit de omgeving),
transductie (hierbij neemt de bacterie DNA op door tussenkomst van een bacteriofaag) en conjugatie (hierbij
worden grote stukken DNA overgedragen van de ene bacterie naar de andere, door een holle buisvormige
structuur die de verbinding tussen beide bacteriën tot stand brengt).
, Ongevoeligheid voor antibiotica
Antibiotica wordt ingedeeld in de volgende groepen:
- antibiotica die de vorming van het peptidoglycaan verhinderen
o bijv. penicillines en cephalosporines,
- antibiotica die de eiwitsynthese remmen
o bijv. chlooramphenicol, erythomycine en tetracycline
- antibiotica die de doorlaatbaarheid van de celmembraan beïnvloeden
o bijv. polymyxines en tyrothricine
- antibiotica die competeren met essentiële factoren in de stofwisseling
o bijv. trimethoprim en sulfonamiden
- antibiotica die de synthese van nucleïnezuren beïnvloeden
o bijv. nalidixinezuur en rifampicine
Mycoplasma-soorten hebben geen peptidoglycaanlaag en hebben daardoor een natuurlijke resistentie tegen
penicilline.
Bacteriën beschikken soms over mechanismen waardoor antibiotica onwerkzaam kunnen worden gemaakt: zo
wordt bijvoorbeeld een enzym gevormd dat het antibioticum inactiveert door afbraak of door modificatie
Ook kan worden voorkomen dat het antibioticum zijn aangrijpingspunt bereikt. Dit kan op verschillende
manieren tot stand worden gebracht:
- Verandering van de permeabiliteit van de celmembraan waardoor de cel slechter doorlaatbaar wordt
voor het antibioticum
- Door actieve uitscheiding (efflux) van tetracycline wordt voorkomen dat dit antibioticum zijn doelwit
kan bereiken
- Verhoogde synthese van de verbinding waar het antibioticum mee concurreert (in casu het doelwit)
o Verdunning van antibiotica
- Het aangrijpingspunt van het antibioticum is veranderd
Een genmutatie waardoor resistentie optreedt, kan spontaan optreden en verder door bestraling, chemische
stoffen en ook door antibiotica. Er zijn twee mogelijkheden:
1. de ‘one-stepmutatie’ snelle resistentietoename (voorbeeld: streptomycine)
2. de ‘multi-stepmutatie’ langzame resistentietoename (voorbeeld: penicillines)
3.13 BACTERIËLE VIRULENTIEFACTOREN
De volgende factoren kunnen als virulentiefactor worden aangemerkt:
- Hechtings- en kolonisatiefactoren
o Bijv. fimbriae of pili
- Extraceïlulaire enzymen
o Bijv. hemolysinen en sideroforen
- Bacteriële toxinen
- Eigenschappen van bacteriën die een rolspelen bij het ontwijken van de immuunrespons
3.14 VIRUSSEN
Virussen bestaan uit stukken RNA of DNA, doorgaans georganiseerd als een kluwen en meestal omgeven door
een eiwitbevattende structuur, het capside of kapsel. Er is geen eigen stofwisseling. Daarom is een ‘gastheer’
nodig voor hun vermenigvuldiging.
Veel virussen hebben aanvullende structurele kenmerken, bijvoorbeeld een mantel die bestaat uit een
