Zvyšování konkurenceschopnosti studentů oboru botanika a učitelství biologie CZ.1.07/2.2.00/

Transkript

1 Zvyšování konkurenceschopnosti studentů oboru botanika a učitelství biologie CZ.1.07/2.2.00/

2 Materiály k přednáškám z předmětu Mikrobiologie a virologie část mikrobiologie BOT/MVP a BOT/MVPX Katedra botaniky PřF UP v Olomouci RNDr. Barbora Mieslerová, Ph.D. Doc. RNDr. Michaela Sedlářová, Ph.D. VERZE LS 2010/2011 Byly inovovány v rámci projektu: Zvyšování konkurenceschopnosti studentů oboru botanika a učitelství biologie CZ.1.07/2.2.00/

3 MIKROBIOLOGIE Literatura Bednář M. et al.: Lékařská mikrobiologie. Marvil, Budayová E. et al.: Vyšetřovací metody v klinické mikrobiologii a klinické imunologii. Výukový CD ROM pro SZŠ. SZŠ a VZŠ Hradec Králové, Kaprálek F. : Základy bakteriologie, UK Praha, Klaban V.: Svět mikrobů. Hradec Králové, Kůdela V. et al.: Rostlinolékařská bakteriologie, Academia, Němec M., Horáková D.: Základy mikrobiologie, MU Brno, Nester E. W., Roberts C. E., Nester M. T.: Microbiology, a Human Perspective. WCB Publishers Dubuque, IA, USA, Prescott L.M., Harley J.P., Klein D.A.: Microbilogy 6th edition. McGraw-Hill, Rosypal S. a kol.: Nový přehled biologie. Scientia, Praha, Rosypal S.: Obecná bakteriologie. SPN, Praha,1981. Votava a kol.: Lékařská mikrobiologie speciální. Neptun, 2003.

4 MIKROBIOLOGIE Souhrn věd o vlastnostech a funkcích mikroorganismů Viry Chlamydie Fytoplazmy Bakterie Rickettsie Cyanobakterie (sinice) Patogenní houby Patogenní prvoci Virologie Bakteriologie Botanika - algologie Mykologie Zoologie parazitologie, protozoologie, helmintologie Amoeba proteus

5 BAKTERIOLOGIE Teoretická bakteriologie Aplikovaná bakteriologie Obecná b. - Ekologie - Cytologie - Genetika - Fyziologie - Molekulární BI Systematická b. - odlišnosti a zvláštnosti jednotlivých druhů - podle určených kritérií zařazení do systému Lékařská b. - b. v/na lidském těle - posouzení patogenity (podmíněně E.coli) - citlivost na antibiotika Veterinární b. Zemědělská b. - rostlinná - živočišná - fytopatologie

6 HISTORIE MIKROBIOLOGIE 4. st. př. n. l. Hippokrates - základní lékařské postupy Do 15. st. příčiny inf. chorob neznámé, za původce označována miasma Girolamo Fracastoro / / - učení o contagiích - v mechanismu infekce předpokládá existenci malých živoucích nedělitelných částic, které šíří nemoci; epidemie syfilis De contagionibus et contagiosis morbis et eorum curatione libri tres (O nákaze a nakažlivých chorobách a jejich léčení, 1546) J. a Z. Jensenové první pevné mikroskopy, dvoučočkové

7 HISTORIE MIKROBIOLOGIE Anthanasius Kircher / / - něm. jezuita, polyhistor rozvinul princip kamera obscura - laterna magika Mundus subterraneus (Podzemní svět, 1665) Antonius van Leeuwenhoek / / - holanďan z Delftu - popsal krevní buňky, spermie - měknutí pepře - jako první pozoroval bakterie (povlak ze zubů) a ve vodě prvoky animalcules (Ve vodní kapce objevil spoustu "proklatých malých potvůrek" ) Cca 275x Francesco Redi - studoval anatomii hmyzu, vyvrátil teorii o samooplození 1688 publikován pokus s masem a červy

8 HISTORIE MIKROBIOLOGIE Friedrich Müller / / - spisovné taxonomické názvy mikroorganismů 1786 klasifikace bakterií Karl Linné / / - systém mikroorganismů, binomická nomenklatura Christian Gottfried Ehrenberg / / názvy bakterií, 22 tříd mikrobů Louis Pasteur / / - objevil mikroorganismy ve vzduchu, příčiny, podstata kvašení, hniloby, použití živných tekutých půd, sterilizace teplem, očkování proti vzteklině, vakcína proti sněti slezinné (B. anthracis) John Tyndall, Ferdinand Cohn 1876 objev tepelně odolných forem mikroorganismů - endospory

9 HISTORIE MIKROBIOLOGIE D. Samojlovič / / - studium epidemie moru F. Cohn a O. Nageli - zakladatelé moderní biologie (botanikové) Robert Koch / / - pevné půdy pro kultivaci bakterií, barvení mikroorganismů, kultivace B. anthracis působící anthrax, objevitel původce tuberkulózy (Mycobacterium tuberculosis) /1882/, cholery (Vibrio cholerae) Kochovy postuláty (jak zjistit zda organismus je původcem dané choroby): 1. izolovat očekávaného původce z nemocného 2. původce roste v čisté kultuře 3. infikovat zdravého hostitele organismus způsobí klasický klinický obraz choroby 4. izolovat stejný organismus/původce z nového nemocného I. Iljič Mečnikov / / - srovnávací embryologie, gerontologie, bakteriologie fagocytóza NOBELOVA CENA Paul Ehrlich / / - léčivá séra, zakladatel chemoterapie, imunologie NOBELOVA CENA S.N. Vinogradskij / / - autotrofie bakterií, půdní bakterie

10 HISTORIE MIKROBIOLOGIE Ignác F. Semmelweis / / zavedl dezinfekci rukou v nemocnicích (vymýcení horečky omladnic poporodní sepse, působené otravou toxiny bakterií) Josef Lister zavedl antisepsi (sterilizační, desinfekční postupy) Alexander Flemming / / objev penicilinu (PNC) Florey a Chain PNC v čistém stavu, technologie výroby, od r podáván pacientům, u nás až po 2. světové válce Selman A. Waksmann objev aktinomycet, produkce streptomycinu (STM)

11 HISTORIE MIKROBIOLOGIE Stanislav Prowazek / / - objev původce trachomu (chlamydie), 1913 skvrnité horečky Rickettsia prowazeki Alexander Yersin / / 1894 sérum proti moru (Yersinia pestis) přenos blechami hlodavců (Xenopsylla cheopis), epidemie souvislost s velkými erupcemi sopek Edward Jenner / / vakcína proti variole (neštovice) virus Varicella zoster Slovo vakcína je odvozeno od slova vaccinia, což je označení tzv. kravských neštovic onemocnění, jehož vyvolavatelé byly použity jako vůbec první očkovací látka. Vakcína vyvolává u očkovaných jedinců tvorbu protilátek, tento proces je nazýván imunizace. Tyto protilátky mají ochranný vliv, očkovaní jedinci jsou proti chorobě imunní.

12 HISTORIE A BUDOUCNOST LÉKAŘSKÉ MIKROBIOLOGIE - souhrn Do konce 1. světové války byla identifikována většina původců bakteriálních chorob S vývojem metod a přístrojů - rozvoj výzkumu virů Pokroky v prevenci a léčbě infekčních onemocnění souvisí s objevem antibiotik Nedostatky zůstávají v léčbě virových onemocnění a nemocí převládajících v rozvojových zemích Objevují se nové nemoci (legionářská nemoc, AIDS, lymská nemoc, hantavirus, syndrom toxického šoku, nemoc šílených krav, ptačí chřipka) Mnoho nemocí, které byly na ústupu, se začíná objevovat častěji (příušnice, černý kašel, záškrt, tuberkulóza) Selekce organismů rezistentních vůči antibiotikům problémy v nemocnicích

13 PRŮMYSLOVÁ MIKROBIOLOGIE - mikrobiální technologie bioreaktory 7000 př. n. l. Sumer, Babylón pivo zkvašováním obilí Egypt kvasinky k výrobě chleba, sýrů 5000 př. n. l. Babylón ocet zkvašováním etanolu Moderní mikrobiální technologie od cca 1940 výroba penicilinu Fermentační pochody využívané v technologicky řízených procesech

14 Mikroorganismy v biotechnologiích: Potravinářství: ocet, droždí, kysané mléčné výrobky, Zemědělství: siláž, bioplyn, krmná biomasa Farmacie: enzymy, antibiotika, vakcíny, hormony Analytika: stanovení vitamínů a AK, výroba látek značených radionuklidy ŽP: čistění odpadních vod, řešení ekologických havárií Nanotechnologie/lékařství: izolace magnetických částic Molekulární biologie: transformace rostlin - GMO Magnetospirillum magnetotactitum

15 Likvidace ropných haváriíí

16 Význam baktérií v přírodě: - Rozklad - mineralizace organických látek (reducenti, destruenti, dekompozitoři) - Symbióza (hlízkové bakterie, zažívací trakt býložravců) - Původci chorob rostlin, živočichů a člověka (patogenní baktérie)

17 Význam bakterií (nejen v biotechnologiích)

18 Kvasinky v biotechnologiích

19 Příklady významných skupin baktérií: - Nitrifikační - přeměňují amonné soli na dusitany až dusičnany - Denitrifikační - rozkládají dusičnany a dusitany - na N 2 (ochuzují půdu o N) - Hlízkové - symbióza s bobovitými rostlinami, obohacující půdu o N, vazači dusíku - Kvasné zkvašují sacharidy kvašení octové, mléčné, propionové, máselné,.. - Hnilobné - rozkládají bílkoviny hnití - Patogenní = choroboplodné - způsobují nemoci živočichů a člověka, např.: pnemokoky zápal plic streptokoky angíny, spála, růže, záněty hltanu, patrových mandlí stafylokoky hnisavá onemocnění - vředy gonokoky kapavka, při neléčení poškozuje klouby, šlachy, (sterilita) meningokoky hnisavý zánět mozkových blan - smrtelné salmonely průjmová onemocnění, břišní tyfus vibria cholera - průjmy, dehydratace, smrt mykobakterie TBC, malomocenství borrelie lymská borelióza - postižení kloubů, svalů a nerv. s. (ochrnutí) spirochety syfilis=přijíce=lues, nebezpečná pohlavní choroba, při neléčení se dostává až do CNS (progresivní paralýza-smrt)