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Prof. Dr. KÁROLY NAGY, PhDDirektor
Prof. Dr. KÁROLY NAGY, Prof. Dr. KÁROLY NAGY, PhDPhDDirektorDirektor
Institut für MedizinischeMikrobiologieSemmelweis UniversitätBudapest
Einführung
12 September 2011
Dr. Zsuzsa Bános
Mikrobiologie 1.
„Mikrobiologie ist dieLehre von Lebewesen, die als Individuen nurmikroskopischsichtbar sind”
(Pasteur)
Bedeutung von MikroorganismenProkaryonten auf der Erde - 2,5 x 1030
Mikrobiologie 2.
FestlandErdboden 4%Tiefengestein 60%
OzeaneBis 200m Tiefe 2%Reste 34%
Bedeutung von MikroorganismenUmwandlungscyklen auf der Erde
- C, N, S, P, CO2, usw. (Bodenmikroben)- LEBEN auf der Erde!
Mikrobiologie 3.
„An ihremnatürlichen Standortleben die Bakterien in harmonischerMischkultur…”
Mikrobiologie 4.
Bedeutung von Mikroorganismen
Technische Mikrobiologie:- Fermentation: Wein, Bier, Brot; Pharmaindustrie –
Antibiotika!, Biotechnologie
Beziehung zwischen Gast und Mikroorganismen:☺ Harmlos, gut: Normalflora
Harmvoll, schlecht: Pflanze-, Tier-, undMenschenpathogenepathogene Keime
Keim ist eine diffuse, aber praktische Bezeichnung von Medizinernfür so verschiedene Dinge wie einen Embryo oder ein Bakterium. Haut- und Darmkeime sind in der Regel völlig harmlose Bakterien. Krankheitskeime können Bakterien, Viren oder Pilze sein. Hospitalkeime sind nicht etwa kranke Mikroben sondern bakterielleKrankheitserreger, die durch einen langen Krankenhausaufenthaltgegen viele Antibiotika unempfindlich geworden sind.
Mikrobiologie 5.
Viren 10-300nm 5 -100 μm
200 μm +Bakterien 0.3-30 μm
PROTOZONEN, FUNGI
Parasiten
Grössenordnung der Mikroorganismen
Lichtmikroskop (1000x)
Elektronen-Mikroskop(100 000x)
Medizinische Mikrobiologie 1.
Viren*
Prokaryonten
Bakterien*Bakterien*CyanobakterienArchebakterien
Eukaryonten
AlgenAlgen** PflanzenProtozoenProtozoen* * TiereTiere**Schleimpilze PilzePilzePilze**
*Krankheitserreger
Viroide*Prionen*
Medizinische Mikrobiologie 2.
Viren Virologie
Prokaryonten Bakterien Bakteriologie
Pilze MykologieProtisten Protozoen
ParasitologieEukaryonten Helminthen
Kaiser’s Tab. 1.1. Kap. 1.2
Medizinische Mikrobiologie 3.
Erreger der InfektionskrankheitenMorphologische und biologische Eigenschaften(Diagnostik)
Gast-Wirt BeziehungenProphylaxe Expositionprophylaxe
ImmunisierungprophylaxeChemoprophylaxe
Therapie
Geschichtewww.aeberhardt.ch
www.imp.ethz.ch
www.bbc.co.uk
www.paul-ehrlich-symposium-2004.de
www.zeiss.com
www.royalsoc.ac.uk
Aristoteles (384-322 B.C.)„Spontan generation Theorie”Poliomyelitis - Paralyse
1500 B.C. (18th Dynastie Egypt)
Geschichte
„contagium vivum” - „lebenden Antsteckungsstoff” Theorie
Girolamo Fracastoro – Epidemiologie, XVI. Jh.
Syphilis – erste DokumenteKontagiöse Verbreitung
Leeuwenhoek 1674 Untersuchungsverfahren
Jenner 1796 Empirische BeobachtungenPRÄVENTION
Semmelweis 1847
Pasteur 1885
Koch 1876 Entdeckung diePATHOGENE, die Erreger von Infektionskrankheiten
Ivanovsky 1892
Ehrlich 1910 THERAPIE
Fleming 1928
AntonAnton von von LeeuwenhoekLeeuwenhoek(1632(1632--1723)1723)
Geschichte von Mikrobiologie I.
MIKROSKOP, KOMPOSIT LINSEN-SYSTEM247 types Mikroskope, max. Vergrössungsgrenze.: 270 xBerkel – See: Neue Welt
1673 Erste Beschreibung und Illustration von MikrobenRoyal Society, London, 300 Briefe
1675 Human Erithrozyten1677 Human Spermatozoa1683 Zahnbelag1698 Besuch von Tzar Peter der Grosse
AntonAnton von von LeeuwenhoekLeeuwenhoek (1632(1632--1723)1723)
Ca. 500 verschiedene Mikroskope
DelftLeinenhändler
Edward Jenner 1749-1823 KuhpockenKuhpocken -- BläschenBläschen
1796
Vaccination
EdwardEdward JennerJenner 17491749--18231823
Kuhpocken
PockenPockenschutzimpfung 1796
Semmelweis Ignác Fülöp 1818Semmelweis Ignác Fülöp 1818--18651865
„Retter der Mütter”
1847 Kindbettfieber (Sepsis)
HÄNDE WASCHEN! Chlorkalkwasserwaschung!
ENTDECKUNG VON ÄTIOLOGIEPathogen ist nicht bekannt
Prävention
Semmelweis Ignác Fülöp 1818Semmelweis Ignác Fülöp 1818--18651865
Semmelweis Museum
Geburtsort von Semmelweis
Semmelweis’s Grab
Semmelweis Ignác Fülöp 1818Semmelweis Ignác Fülöp 1818--18651865
Semmelweis Universität Budapest
LouisLouis Pasteur 1822 Pasteur 1822 -- 18951895
RABIESTollwutschutzimpfung (1885)
LouisLouis Pasteur 1822 Pasteur 1822 -- 18951895
ÄTIOLOGIEPathogen unbekannt
Prävention
VACCINATION!
LouisLouis Pasteur 1822 Pasteur 1822 -- 18951895
•Fermentation•Pasteurisierung
RobertRobert Koch 1843Koch 1843--19101910
1876 KOCHSCHE POSTULATEN:
KRANKHEIT KRANKHEIT -- PATHOGENPATHOGEN
FesteFeste NährmedienNährmedien -- ReinkulturReinkultur
1876 KOCHSCHE POSTULATEN
Der Krankheitserreger
1)muss regelmässig im infizierten Körper zufinden sein;
2)muss sich isolieren, in Reinkultur züchtenund untersuchen lassen
3)Mit der Reinkultur muss sich das gleicheKrankheitsbild wieder erzeugen lassen(Tierversuch)
1876 KOCHSCHE POSTULATEN:
microbiology.okstate.edu
KRANKGESUND
1876 KOCHSCHE POSTULATEN:
microbiology.okstate.edu
KRANK GESUND
1876 KOCHSCHE POSTULATEN:
microbiology.okstate.edu
1876 KOCHSCHE POSTULATEN:
microbiology.okstate.edu
„Reinkulturen sind langweilig, aber notwendig!”
Angst der Mikrobiologe…
„Der Mikrobiologelebt in ständigerAngst vorVerunreinigungen, die ihn bzw. seineReinkulturbedrohen.”
RobertRobert Koch 1843Koch 1843--19101910
ANTHRAX – Milzbrandkrankheit 1876
RobertRobert Koch 1843Koch 1843--19101910
„Koch bacillus”Tuberkelbakterium
Nobel-Preis 1905
RobertRobert Koch 1843Koch 1843--19101910
Vibrio cholerae - 1884
www.microbes-edu.orgwww.designthatmatters.org
portrait.kaar.at
DmitriDmitri IvanovskyIvanovsky 18641864--19201920
1892 ENTDECKUNG DER VIREN1892 ENTDECKUNG DER VIRENTabakmosaikkrankheitTabakmosaikkrankheit
FiltrierbarkeitFiltrierbarkeit desdes ErregersErregers
Paul Ehrlich 1854-1915
19081908
Diphtheria antitoxin (side-chain theory)
Theoretische Grundlagen vonMODERNE IMMUNOLOGIE
SalvarsanSalvarsan, organische Arsen, erste effektiv Therapievon SYPHILIS1910
„„DER VATER VON CHEMOTHERAPIE”DER VATER VON CHEMOTHERAPIE”
Alexander Alexander FlemingFleming 18701870--19551955
Penicillium notatum
ANTIBIOTIKUMÄRAANTIBIOTIKUMÄRA
Entdeckung von Penicillin 1928
1945
Jetzt:neue AntibiotikaGenetische Methode, usw.
Neue Krankheiten USA UngarnLegionellosis 1976 1980Lyme 1979 1981
AIDS 1981 1986
Neue PathogenePrione, SARS
Neue ProblemeNosokomiale Infektion
Immunschwäche Patienten
Geschichte von Mikrobiologie II.
ANTIBIOTIKA
LEGIONELLOSE – 1976/77Legionella pneumophila
MAGENGESCHWÜR Helicobacter pylori - 1983
ARTERIOSCLEROSEChlamydia pneumoniae
NEUE PATHOGENE - NEUE KRANKHEITENB a k t e r i e n
LYMEBorrelia burgdorferi - 1982
Hah
n: K
ap. I
. Ta
b. 1
.2
V i r e n
AIDSHIV (retrovirus) - 1983
HEMORRHAGISCHES FIEBEREbola virus(filovirus) - 1977
KAPOSI’S SARCOMAHHV-8 (herpesvirus)- 1994
NEUE PATHOGENE - NEUE KRANKHEITEN
SARSCoronavirus - 2003
Avian InfluenzaInfluenza virus
V i r e n
NEUE PATHOGENE - NEUE KRANKHEITEN
P R I O N ( p r o t e i n o n l y ) - 1996
Scrapie im SchafBovine Spongiform Encephalitis (BSE)Creutzfeld – Jacob Krankheit
Infektiöse Proteine, kein Nukleinsäure, lebende Zell für Vermehrung
NEUE PATHOGENE - NEUE KRANKHEITEN
Laufend 100 Jahre, mehr als 50 medizinische / physiologische Nobel Preise…
Von Koch (1905) bis Marschall (2005)
Helicobacter pylori
Bestimmungschlüssel für diewichtigsten Bakteriengruppen
A. FreilebendeI. Eubakterien (rigide, dickwandige, Geisseln)-Myzelartige-Einfache unizelluläre
Gram + KOKKEN Gram –STÄBE
II. Spirochaeten (flexible, dünnwandige, helicale, axiales Filament)B. Obligat intrazelluläreC. Zellwandfreie formen
Morphologie der BakterienKokken 1 μm• Haufen- oder Trauben-• Paarförmig (Diplo-)• Ketten• Tetrakokken• coccobacilli
Stäbe2-10 μm
• Fusiform Stäbe• Vibrio• Spirillen
Spirochaeten• Borrelia 10-30 μm• Treponema• Leptospira
Morphologie der Bakterien
„Es gibt grosse und kleineMikrobiologen…”
„Man findet längliche, kugelige und gekrümmteExemplare…”
Struktur von Bakteriumzellen
EssentialEssential componentscomponents AccessoryAccessory componentscomponents
KapselAntigen spezifischAntiphagozytär
Bildung von Endosporen
FimbriaeSexfimbriae (pilus)(Adhesion)
Flagellum - Geissel
Cilia - Geissel
Zellwand
Membrane
Cytoplasmakein Golgi
NukleinsäurecircularDouble stranded DNA(haploid)
GeisselGeisselfimbriae
KapselLPS
Gram + Gram -
Kapsel
Bakterielle Zellwand StrukturPe
ptid
ogly
kan
Peptidoglykan
Gram +
www.med.sc.edu:85
Peptidoglykan
Gram -
www.med.sc.edu:85
Äussere Membran LPS Endotoxin Gram –
www.med.sc.edu:85
Sporenbildung – Gram +
www.med.sc.edu:85
Geisseln
„Mikrobiologen sindin der Regelmonopolar –diffusotrichbegeisselt…”
www.uccs.edu
www.uccs.edu
Kapsel
AntiphagozytärAntigenAdherenzSchützt
PolysaccharidHyaluronsäureD-Glutaminsäure
textbookofbacteriology.net
Spirochaeten – Endoflagellum
www.uccs.edu
StoffwechselStoffwechsel derder BakterienBakterien
ChemischeChemische ReaktionenReaktionen
Anabolen
PhotosynthetischeBakterien
ChemosynthetischeBakterien
KatabolenNährstoffeNährstoffe
Organische
OrganotropheBakterien(syn. Heterotrophe)
Anorganische
LithotropheBakterien(syn. Autotrophe)
Hahn: Kap. V. 2.2.Kaiser’s: Abb. 4.15
StoffwechselStoffwechsel derder BakterienBakterien
Bakterien sind:
1) Obligat Aerobier: O2 (Respiration)
2) Fakultativ Anaerobier: O2 (Respiration); O2 (Fermentation)
3) Obligat Anaerobier: O2 (Fermentation)
4) Mikroaerophile
Stoffwechsel der Bakterien
„Es gibt jedoch auchmikroaerophile Species”
„Seine Lebensweise ist imallgemein strikt aerob!”
O2
Energie – Oxidation, Respiration
O2 und CO2
Anaerob – ohne O2Energie - Fermentation
Fakultativ anaerob
…erhalten endlich einen Namen.
Vielzellige Tiere
Krankheitserreger: Helminthen / Würmer
Vektoren: Arthropoden(Entomologie)
Fliege
Mücke
Raubwanzen
• Trypanosoma gambiense (Tsetse)
• Trypanosoma rhodesiense (Tsetse)
•Plasmodium (Anopheles)
• Leishmania (Phlebotomus, und andere)
• Trypanosoma cruzi
• Bunyaviruses (sandfly Phlebotomus)
• Togaviruses
• Flaviviruses (Aedes, Culex)
• Bunyaviruses (Aedes)
• Loa loa (filariae)
• Wuchereria (filariae)
• Oncocerca (filariae)
Entomologie
Zecken
Lause
Flöhe
Milben
• Babesia
• Flaviviruses
• Reo/Coltiviruses
• Borrelia burgdorferi
• Francisella tularensis
• Rickettsia rickettsii
• Rickettsia prowazekii
• Borrelia recurrentis
• Yersinia pestis
• Rickettsia typhi
• Rickettsia akari
• Rickettsia/Orientiatsutsugamushi
• (Allergie, Scabies)