Příběh bakterií a virů

Co může ovlivňit naše zdraví!

Základní rozdíl mezi bakterií a virem je ve velikosti, nukleových kyselinách, anatomii, morfologii a metabolických aktivitách. Obecně platí, že bakterie jsou větší než viry. Velikost bakteriálních buněk se pohybuje v rozmezí několika μm až mm. Virové částice jsou oproti tomu menší, řádově pouze několik nm či μm. Jedna bakteriální buňka má obě NK (nukleové kyseliny) DNA i RNA, virová částice pouze jednu (buď DNA, nebo RNA). Virus není buňka. Na rozdíl od bakteriálních buněk nemá virus žádné metabolické aktivity a k životu i množení potřebuje živou hostitelskou buňku. Viry se pěstují na živých buněčných kulturách (replikace virů probíhá uvnitř buňky), zatím co bakterie je možno pěstovat na živných půdách.

 

Obecné vlastnosti bakterií

Bakterie patří do říše Prokaryotae. Jejich buňky nemají pravé jádro s jadernou membránou. Důležitá je klasifikace bakterií. Jejím účelem je uspořádat bakterie do skupin (taxonů). Základní taxonomickou jednotkou je druh. Druh je soubor bakteriálních kmenů sdílející stálé vlastnosti a významně se lišící od jiných kmenů (skupin). Bakteriálním kmenem nazýváme populaci vzniklou z jedné mikrobiální buňky. Způsobů klasifikace je několik:

Jaké nás nejvíce ohrožují?

  • Chlamydie

  • Stafylokok

  • Streptokok

  • Borelie

  • Toxoplasmosa

  • Motolice

  • atd.

Struktura bakteriální buňky

Jádro bakteriální buňky tvoří kruhově stočená dvouvláknitá DNA, která tvoří bakteriální chromozom. Vnitřní prostředí buňky tvoří cytoplasma, ve které jsou rozptýleny ribozomy, plasmidy, enzymy a zásobní granula, souhrnně nazývané cytoplasmatické inkluze. Tohle všechno drží pohromadě cytoplasmatická membrána, která je polopropustná a udržuje v buňce stálý tlak. Celou buňku pak obaluje buněčná stěna. Ribozomy jsou tvořeny jednovláknitou RNA a slouží buňce k syntéze bakteriálních bílkovin. Z buněčné stěny mohou vystupovat fimbrie – pili, které slouží k přichycení bakteriální buňky k povrchu. Jako zdroj pohybu slouží některým bakteriím bičík, nebo bičíky.

 

Gramovo barvení

Má zásadní význam pro třídění a taxonomii bakterií. Gram pozitivní bakterie se barví modře, neodbarví se alkoholem. Gram negativní bakterie se barví růžově, po odbarvení alkoholem se dobarví safraninem. Gram nebarvící se bakterie jsou acidorezistentní tyčinky nebo bakteriální spory. Dále jsou bakterie gram labilní, barví se modře nebo růžově nebo gram špatně se barvící (spirochéty, Trep. pallidum). Podstatou rozdílů je rozdíl ve stavbě buněčné stěny z peptydoglykanu. Při barvení vzniká v buněčné stěně komplex krystalové violeti s jodem, který se u gram negativních bakterií snadno vyplavuje acetonem nebo alkoholem, kdežto u gram pozitivních odbarvování po určitou dobu vzdoruje. Po delším působení však aceton začne odbarvovat i některé gram pozitivní bakterie. Při delším působení lugolu se zase neodbarví některé gram negativní bakterie. Proto je při barvení preparátů nutno dodržovat přesný čas působení jednotlivých ingrediencí.

 

Velikost a tvar bakterií

Velikost bakterií se pohybuje v rozmezí μm až mm – pozorujeme při maximálním zvětšení optickým mikroskopem s imerzí. Většina pat. bakterií má rozměry 1 – 3 nm, ovšem velikost bakterií ovlivňuje i kvalita kultivačního média.

Kulovitý tvar (nazýváme je koky) — pokud vytvářejí kolonie, dělí se dále na diplokoky (kolonie tvořené dvěma buňkami), tetrakoky (čtyři buňky v kolonii), streptokoky (řetízkovité kolonie), stafylokoky (hroznovité kolonie) a sarciny (balíčkovité kolonie)

Tyčinkovitý tvar (tyčinky čili bacily) — tyto bakterie se mohou sdružovat v koloniích po dvou (diplobacily) či v řetízcích (streptobacily), případně tvoří palisády

Zakřivený tvar — takto tvarované bakterie nevytvářejí kolonie a patří mezi ně vibria (krátké lehce zakřivené tyčinky), spirily (lehce zvlněné tyčinky) či spirochéty (tyčinky šroubovitého tvaru)

Vláknitý tvar — vláknité kolonie

Větvený tvar — vytvářejí buďto náznaky větvení nebo větvení úplné. Druhá skupina může vytvářet bakteriální mycelia.

 

Spory bakterií

Některé druhy G+ půdních bakterií reagují na určité změny v prostředí (např. vysychání, úbytek živin) tvorbou spor. Lékařsky významné jsou rody Bacillus a Clostridium. Tvar, velikost a uložení spor jsou důležité pro identifikaci sporulujících bakterií. Ke sporulaci buněk je důležitá přítomnost kladných kalciových a hořečnatých iontů. Po vytvoření spory se mateřská buňka rozpadá a spora se uvolňuje do okolí. Dostane-li se do příznivých podmínek, vyklíčí a vytvoří plnohodnotnou vegetativní buňku. Spory jsou velmi odolné vůči teplotě, UV záření, vysychání, desinfekčním prostředkům (sporicidní např. formaldehyd, některé jodové preparáty).

 

Morfologie spor

Morfologie spor je důležitým znakem pro určení patogenních mikroorganismů. Spory se liší tvarem. Většina spor má tvar oválný – B. antracis, B. cereus, Cl. botulinum, mohou být ale i kulaté. Kulaté spory tvoří Cl. tetani. Důležitá je také velikost spory vzhledem k tloušťce buňky. Spory Cl. tetani, Cl. botulinum bubří tyčinku. Naopak spory Bac. antracis, B. cereus svou velikostí tyčinku nebubří. Dalším důležitým morfologickým znakem je uložení spor. Uložení může být terminální, jako u Cl. tetani, nebo centrální jako u B.antracis, cereus, či subterminální – takto uložené spory tvoří většina bakterií rodu Clostridium, např. Cl. botulinum, Cl. sporogenes.

 

Vztah bakterií ke kyslíku

Aerobní bakterie potřebují ke svému růstu kyslík. Mezi aerobní bakterie patří např. Pseudomonas, Vibrio, Mycobacterium. Anaerobní bakterie, nebo jinak zvané obligátní (striktní) anaeroby rostou pouze v nepřítomnosti kyslíku. Kyslík je pro ně toxický. Energii získávají fermentací. Mezi striktní anaroby patří Cl. dificile, Tr. pallidum. Aerotolerantní bakterie jsou anaerobní mikrobi, kteří snášejí přítomnost kyslíku. Mezi ně patří Cl. perfringens. Mezi fakultativně anaerobní bakterie patří většina lékařsky důležitých bakterií. Rostou lépe za přítomnosti CO2, ale mohou růst i bez něj. Mikroaerofilní bakterie rostou za přítomnosti asi 2% O2 (laktobacily a kampylobaktery). Kapnofilní bakterie rostou za zvýšené tenze CO2 (gonokoky, meningokoky).

 

Metabolismus bakterií

Metabolismus bakterií probíhá v několika fázích. Dochází v nich ke štěpení sloučenin, tzv. katabolismu a syntéze sloučenin – anabolismus, biosyntéza. Při štěpení složitých látek vniká ATP jako pohotový zdroj energie. Katalyzátory reakcí jsou enzymy, které ke svému účinku vyžadují další látky – kofaktory (kladné ionty, vápníku a hořčíku…) a koenzymy – složité organické látky (jsou to látky typu vitamínů).

 

Množení bakterií

Pro dobrý růst a množení bakterií je třeba jim zajistit vhodné chemické a fyzikální podmínky. Mechanismem růstu je u bakterií syntéza všech komponent těla, čímž se zvyšuje hmotnost i objem jedince. Po dosažení určitých rozměrů se bakterie rozdělí binárním dělením, což je typ nepohlavního rozmnožování. Doba mezi dvěma děleními se označuje jako generační doba. Při dostatečném počtu bakterií v dané populaci lze mluvit o kolonii, doba potřebná k zdvojnásobení počtu buněk v kolonii se nazývá doba zdvojení. Při binárním dělení se buňka nejprve prodlouží na dvojnásobnou délku a replikuje svou DNA, načež se uprostřed začne vytvářet septum (přehrádka složená z dvou membrán a základu buněčné stěny). Septum vždy vzniká růstem dvou přepážek od protilehlých stran buňky do jejího centra, kde se obě části spojí. Při tomto procesu se uplatňují různé enzymy (např. transpeptidázy). Běžně z každé mateřské buňky vznikne jedna sesterská buňka, při nedokončeném dělení septa však může dojít ke vzniku shluků.

 

Základní charakteristika virů

Viry jsou někde na pomezí mezi živými organismy a neživou přírodou. Obsahují pouze jeden typ nukleové kyseliny, DNA nebo RNA. Jejich množení probíhá tak, že hostitelská buňka zpracuje virovou genetickou informaci jako svou vlastní. Viry se nemnoží, ale jsou pomnožovány hostitelskou buňkou. Proto se viry zásadně množí (replikují) pouze na živých buňkách. K jejich „pěstování“ v laboratorních podmínkách je nutné mít živé buněčné kultury. Viry neobsahují většinou žádné enzymy, nebo jenom několik enzymů, potřebných pro penetraci a nastartování činnosti napadené buňky.

Virion je virová částice. Nukleokapsida je dřeň (core). Jedná se o vlastní nukleovou kyselinu a kapsidu, což je virová schránka. Virový obal tvoří obvykle proteiny a lipoproteiny.

 

Vztah buňky makroorganismu a viru

Aby virus mohl vniknout do buňky, musí buňka mít na svém povrchu receptory, na které se příslušný virus naváže. Pak mohou nastat dvě různé situace. Pokud je buňka schopna umožnit replikaci viru, (označujeme jí jako permisivní) dojde k rozvoji infekce. Pokud toho buňka schopna není (je nepermisivní), pak dojde ke vzniku infekce latentní.

 

Velikost a tvar virů

Mezi nejmenší viry patří pikornaviry 20 – 30 nm. Naopak mezi největší poxviry a herpetické viry. Viry lze pozorovat pouze v elektronovém mikroskopu, kde vypadají jako krystaly. Dělíme je podle typu kapsidy a typu NK. Kubickou kapsidu mají např. adenoviry, parvoviry. Obalenou kubickou kapsidu mají HSV, VZV, EBV, CMV. Helikoidální kapsidu nemá žádný medicínsky významný virus (virus tabákové mozaiky) Obalenou helikoidální kapsiu sférickou až vláknitou mají viry rodu Paramyxoviridae, Coronaviridae. Existují také viry bez symetrie (neobalené) např. poxviry.

 

Replikační cyklus virů

Rozmnožování virů probíhá tzv. replikací – dochází k adsorpci a penetraci, poté proběhne syntéza enzymů pro replikaci nukleové kyseliny viru, dále syntéza bílkovinných složek viru, vzniklé složky se seskupí do virionů, ty se poté uvolní z hostitelské buňky. Replikační cyklus bakteriofágu (virus napadající bakterie) – začíná od 15 minut do 2 hodin. Replikační cyklus picornavirů – 6 – 8 hodin. Replikační cyklus herpesvirů – 40 hodin. V jednom replikačním cyklu vznikne 1000 – 100 000 nových virů, které ale nemusí být vždy kompletní. Nenajdou – li nové hostitelské buňky, zanikají. Virus HIV má enzym RT (reverzní transkriptáza) díky němuž umí přepsat virovou RNA do DNA a enzym endonukleázu, který vzniklou DNA zabuduje do jádra T4lymfocytu, takže jsou navždy geneticky poznamenány.

 

Nejvýznamnější virová onemocnění u člověka

Viry způsobují velké množství významných infekčních chorob. Proti některým z těchto onemocnění je k dispozici účinná vakcína, proti některým virům byla vyvinuta léčiva specificky blokující některý virový enzym, tzv. virostatika. Mezi tyto látky patří i lék Viread, který je velmi účinný proti viru HIV, a který byl původně objeven v laboratoři dr. Antonína Holého v Ústavu Organické chemie a biochemie AV ČR. Na virová onemocnění však nemá nejmenší vliv léčba antibiotiky, přestože jsou často u virových onemocnění chybně nasazována. Nejčastěji je tzv. nachlazení způsobené některým rhinovirem, koronavirem nebo virem chřipky. Nadměrné používání antibiotik má naopak negativní účinek na vytváření rezistentních kmenů bakterií.

- chřipka (virus chřipky)

- nachlazení, rýma, katar či zánět horních cest dýchacích, (rhinoviry, koronaviry)

- opary (herpes virus)

- zarděnky (rubella virus)

- spalničky

- obrna (poliovirus)

- příušnice

- virový zánět jater, hepatitida, lidově „žloutenka“ (hepatitis virus A, B, C, D, E, F, G a H – jde o různé viry napadající játra, nejběžnější jsou varianty A, B a C, z nichž typ B a C může způsobovat rakovinu jater)

- papillomavirové infekce (bradavice; některé genotypy jsou také příčinou rakoviny děložního čípku)

- vzteklina (virus vztekliny; pokud není podáno včas antisérum, je 100% smrtelný)

- AIDS (HIV, syndrom získané imunodeficience)

- neštovice (pod tímto názvem se skrývá několik rozdílných onemocnění)

- Pravé neštovice – variola virus

- Plané neštovice – Herpesvirus HHP-3 způsobuje pásový opar

- mononukleóza, infekční mononukleosa, EB virosa (virus Epsteina-Barrové, cytomegalovirus)

- hemorhagické horečky (Ebola, Marburg a další)

- hantavirový plicní syndrom (hantavirus „Sin nombre“)

- klíšťová encefalitida

- SARS

- gastroenteritida

 

Vinohradská 2279/164 (5.patro)    Praha 3, 130 00 -Vinohrady
poradna@studioimago.info             Tel: poradna: 774201079

            výživa: 602614931

  • Facebook Sociální Icon
  • Facebook