绪论细菌形态与结构

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,1,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,教育是事业，事业的成功在于奉献；教育是科学，科学的探索在于求真；教育是艺术，艺术的生命在于创新,.,用教师的智慧点燃学生的智慧火花，努力使学生得法于课内，得益于课外。,目的与要求,掌握：,正常菌群、条件致病菌的概念；细菌致病性及毒力的概念；细菌致病性的各种因素及特点；毒血症、菌血症、败血症、脓毒血症以及带菌者的概念。,熟悉:,抗菌免疫的组成因素及作用特点；感染的来源、方式与途径、类型；细菌标本采集与送检原则;病原菌的检验程序、常用血清学试验的原理；人工主动免疫和人工被动免疫与常用的生物制品。,了解：,细菌的数量及侵入门户与致病的关系;细菌学检查在临床诊断中的重要性 。,细菌感染（传染）,bacterial Infection,细菌侵入宿主机体后，进行生长繁殖、释放毒性物质等引起不同程度的病理过程。,非致病菌（非病原菌）,致病菌（病原菌）,条件性致病菌,/,机会致病菌,概念,人体正常菌群,正常人的体表和同外界相通的腔道中都寄居着不同种类和数量的微生物。当人体的免疫功能正常时，这些微生物对宿主无害，有的对人还有利，为,正常微生物群,(表6-1）。,正常菌群的生理学意义,1、生物拮抗,2、营养作用,3、免疫作用,4、抗衰老作用,正常菌群（,normal flora),3、菌群失调（,dysbacteriosis),微 生 态 失 调,宿主某部位正常菌群间各菌种间比例发生较大幅度变化而超出正常范围的状态。 由此产生的病症,菌群失调症/菌群交替症，,往往可引起,二重感染/重叠感染。,正常菌群由正常定居部位转移到非正常定居部位导致的致病作用,主要的原因是滥用抗生素,1、寄居部位的改变（定 位 转 移）,条 件 致 病 菌,致病条件,2、免疫功能低下,医 源 性 感 染,病人体内正常菌群引起的感染。,医院获得性感染,交叉 感 染,内 源 性 感 染（自身感染）,由医院内病人或医务人员直接或间接传播引起的感染。,在治疗、诊断或预防过程中，因所用器械等消毒不严格造成的感染。,细菌致病机制,致病性（,pathogenicity）,细菌能引起感染的能力。,致病机制,细菌的毒力致病菌的致病性强弱程度。,细菌侵入的数量,细菌侵入的部位,菌毛,荚膜,粘附素,侵袭性酶,外毒素,毒性表面蛋白,铁离子结合蛋白,内毒素,鞭毛,毒力,（,virulence),细菌的侵袭力（,invasiveness),细菌毒素（,toxin),菌体的表面结构:荚膜、粘附素,侵袭性酶,外毒素,内毒素,与粘附定居有关的表面结构,与抗吞噬有关的表面结构,菌,毛,多种革兰阴性菌可借助菌毛与宿主易 感细胞表面受体结合，使细菌吸附定居在 机体内，为细菌繁殖、进一步侵入细胞引 起疾病创造条件。,荚,膜,细菌荚膜本身无毒性作用，但具有的 抗宿主吞噬细胞吞噬和体液中杀菌物质对 细菌的损伤作用。故可增强细菌的致病性， 即增强细菌的侵袭力。,脂,脂磷壁酸,人类多种细胞的细胞膜上存在脂磷壁 酸的受体，某些细菌可通过脂磷壁酸的介 导与细胞粘附而引起感染。,类,荚,膜,某些细菌菌体表面的抗原成分，结构 和功能与荚膜相似，也具有荚膜类似的抗 吞噬作用。,粘 附 素,普通菌毛产生,表面组分磷壁酸,抗 吞 噬 结 构,荚膜（微荚膜）抗吞噬作用,SPA（,葡萄球菌,A,蛋白）抗吞噬作用,酶,功能及作用机理,血浆凝固酶,（,coagulase,）,由致病性葡萄球菌产生，可使液态纤维蛋白原转变成固态纤维蛋白，沉积在菌 体表面和病灶周围。使细菌不易被吞噬细胞吞噬，组织抗菌物质的杀伤和抑制细菌 的作用，有利于细菌在局部增殖。,透明质酸酶 (,hyaluronidase),由溶血性链球菌和产气荚膜杆菌等产生，可分解结体组织中的透明质酸，使组 织通透性增加，有利于细菌及其毒性代谢产物向周围组织扩散。故又称其为扩散因 子（,spreading factor,）。,链激酶 (,streptokinase),由溶血性链球菌产生。能使血浆溶纤维蛋白酶原激活为纤维蛋白溶酶（亦称纤 维蛋白酶），从而使纤维蛋白凝块溶解，有利于细菌的扩散。,胶原酶 (,collagenase),由产气荚膜梭菌产生，可分解结体组织中的胶原蛋白，使细菌易于扩散。,细菌侵袭性物质,透明质酸酶使组织通透性增强，被称为扩散因子,某些蛋白分解酶的,抗吞噬作用,细 菌 外 毒 素,组 成：,蛋白质,毒性作用：,强，,不同细菌产生的外毒素，对机体的组织器官具有选择作用，各引起特殊的病变。,来 源：,G,+,菌与部分,G,-,菌活菌分泌或裂解后释出。,稳定性：,不耐热，60 8030,min,即被破坏。,细胞毒素,神经毒素,肠毒素,抗原性：,强，刺激机体产生抗毒素；0.3%0.4%甲醛液处理脱毒保留抗原性,类毒素,。,2个亚单位（,A-B,）,B,亚单位：,与宿主靶细胞表面受体结合的部位,细菌外毒素作用机制,A,亚单位：,毒素活性部分,细 菌 内 毒 素,组 成：,LPS,毒性作用：,较弱。,致热作用,白细胞反应,Shwartzman,反应和,DIC,内毒素血症与内毒素性休克,来 源：,G,-,菌，裂解后释放。,稳定性：,耐热，16024,h,才被破坏。,所致临床,症状相似,抗原性：,弱，中和抗体的作用弱。,细菌内毒素作用机制,区别要点,外毒素,内毒素,毒素来源,革兰氏阳性菌和部分革兰阴性菌产生,革兰阴性细菌产生,存在部位,胞浆内合成分泌至胞外,菌体细胞壁成分，细菌裂解后释放,化学组成,蛋白质,脂多糖,毒素性质,较稳定、耐热,弱，能否刺激机体产生相应中和抗体尚未定论，甲醛处理不能成类毒素,抗原性质,强，可刺激机体产生抗毒素，经甲醛处理后可脱毒成类毒素,强，对机体的组织器官有选择性毒害作用，引起特殊的临床症状。,毒性作用,较弱，毒性作用大致相同，可引起发热，微循环障碍，感染性休克，,DIC,等,不稳定，易被热、酸及消化酶破坏,感染的发生与发展,感染的来源,1外源性感染,2内源性感染,（1）病人,（2）,带菌者,：有些健康人携带有某病原菌但不产生临床症状，也有些传染病患者恢复后在一定时间内仍继续排菌。是很重要的传染源。,（3）病畜和带菌动物,传染方式与途径,2消化道感染,1呼吸道感染,3创伤感染,4接触感染,5节肢动物叮咬感染,6多途径感染,感染的类型,隐性感染 (,Inapparent infection),潜伏感染(,latent infection),显性感染(,apparent infection),当机体抗感染的免疫力较强，或侵入的病菌数量不多、毒力较弱，感染后对机体损害较轻，不出现或出现不明显的临床症状，是为隐性感染，或称亚临床感染（,subclinical infection）。,当机体的免疫力较弱，或侵入的病原菌数量较多、毒力较强，以致机体的组织细胞受到不同程度的损害，生理功能也发生改变，并出现一系列的临床症状和体征，是为显性感染，通称传染病。,当机体与病原体在相互作用过程中处于暂时的平衡状态时，病菌长期潜伏在病灶内或某些特殊组织中，一般不出现在血液、分泌物或排泄物中。一旦机体免疫力下降，则潜伏的病原体大量繁殖而引起疾病。,病原菌在显性或隐性感染后并未立即消失，而在体内继续存留一定时间，与人体免疫力处于相对平衡状态，称为带菌状态，该宿主称为带菌者（,carrier）。,带菌状态,临床上按病情缓急不同分为：,1急性感染（,acute infection）,发作突然，病程较短，一般只有数日至数周。病愈后，病原菌即从体内消失。如脑膜炎球菌、霍乱弧菌、产毒性大肠杆菌等。,2慢性感染（,chronic infection）,病程缓慢，常持续数月至数年。多见于细胞内寄生菌引起的慢性感染，例如结核杆菌、麻风杆菌。,临床上按感染的部位不同分为：,1局部感染（,local infection）,病原菌侵入机体后，局限在一定部位生长繁殖，引起的局限性病变。例如化脓性球菌所致的疖、痈等。,2全身感染（,generalized infection，systemic infection）,感染发生后，病原菌及其毒性代谢产物向全身播散，引起全身性症状,分 类,毒血症（,toxemia）,病原菌仅在侵入的局部组织中生长繁殖，并不入血，只有其产生的外毒素进入血循环。外毒素经血到达易感的组织和细胞，引起特殊的毒性症状。,菌血症（,bacteremia）,病原菌由局部侵入血流，但未在血流中生长繁殖，只是短暂的通过血循环途径到达体内适宜部位后再进行繁殖而致病。例如伤寒早期的菌血症。,败血症（,septicemia）,病原菌侵入血流后在其中大量生长繁殖，产生毒性代谢产物，引起严重的全身性中毒症状，例如高热、皮肤和粘膜瘀斑、肝脾肿大等。鼠疫杆菌、炭疽杆菌等可引起败血症。,脓毒血症（,pyemia）,指化脓性细菌侵入血流后在其中大量繁殖，并通过血流扩散至机体其他组织或器官，产生新的化脓性病灶。例如金黄色葡萄球菌的脓毒血症，常导致多发生肝脓肿、皮下脓肿和肾脓肿等。,内毒素血症（,endotoxemia）,革兰阴性病原菌侵入血流并在其中大量繁殖，崩解后释放出大量内毒素致病。,第,6,章,第七节,细菌的抵抗力和耐药性,一、细菌的抵抗力,根据不同温度对细菌的影响分为：,1.,嗜冷菌,(psychrophile),：生长温度范围,-530,。,2.,嗜温菌,(mesophile),：生长温度范围,1045,。,3.,嗜热菌,(thermophile),：生长温度范围,2595,。,(,一,),抗菌药物概念,:,1.,抗菌药物（antibacterial agents）,指对病原菌具有抑制或杀灭作用、用于预防和治疗细菌性感染的药物，包括抗生素（antibiotics）和化学合成的药物。,2.,抗生素（antibiotic agents）,微生物在其代谢过程中产生的能杀灭或抑制其它特异病原微生物的产物。抗生素分子量小，低浓度就能发挥其生物活性，有天然和人工半合成两类。,二、 细菌的耐药,(,二,),抗菌药物的种类及其作用机制,1,、抗菌药物的种类,（,1,）按抗菌药物化学结构和性质分类,：,-内酰胺类（-lactam）,化学结构中含有-内酰胺环的抗生素。-内酰胺抗生素分子侧链的组成形式多样，形成了抗菌谱不同、临床药理学特性各异的多种不同-内酰胺抗生素。包括：,青霉素（penicillin）类：,青霉素G、甲氧西林等。,头孢菌素（cephalosporin）类：,头孢唑啉等。,头霉素：,如头孢西丁。,单环-内酰胺类：,如氨曲南。,碳青霉素烯类：,亚胺培南与西司他丁合用称泰能。,-内酰胺酶抑制剂：,如舒巴坦棒酸使酶失活。,大环内酯类（macrolides）,红霉素、螺旋霉素等。,氨基糖苷类（aminoglycosides）,链霉素、庆大霉素。,四环素类（tetracycline）,四环素、强力霉素等。,氯霉素类（chloramphenic）,包括氯霉素、甲砜霉素。,化学合成的抗菌药物,磺胺类：,磺胺嘧啶（SD）、复方新诺明（SMZco）等。,喹诺酮（fluroqinolone）类：,包括氟哌酸、环丙沙星等,。,其他,抗结核药物,：,利福平、异烟肼、乙胺丁醇、吡嗪酰胺等,。,多肽类抗生素：,多粘菌素类、万古霉素、杆菌肽、林可霉素和克林霉素等。,（,2,）按生物来源分类,细菌产生的抗生素,如多粘菌素和杆菌肽。,真菌产生的抗生素,如青霉素及头孢菌素，现在多用其半合成产物。,放线菌产生的抗生素,放线菌是生产抗生素的主要来源。其中链霉菌和小单孢菌产生的抗生素最多。常见的抗生素包括链霉素、卡那霉素、四环素、红霉素、两性霉素B等。,根据对病原菌的作用靶位，将抗生素的作用机制分为四类（见表,1-2-4,）。,抑制细菌细胞壁合成,影响胞浆膜通透性（多粘菌素）,抑制蛋白质合成（大环内酯类、氨基糖甙类）,抑制核酸代谢：叶酸代谢；核酸合成（喹诺酮、磺胺类）,（,3,）抗菌药物的作用机制,表,1-2-4,抗菌药物的主要作用部位,喹诺酮类,林可霉素类,氨基糖苷类,酮康唑,环丝氨酸,利福平,红霉素,制霉菌素,杆菌肽,甲氧苄胺嘧啶,四环素类,两性霉素,B,万古霉素,磺胺药,氯霉素,多粘菌素类,-,内酰胺类,核酸合成,细胞蛋白合成,细胞膜渗透性,细胞壁合成,抑制胞浆外交叉联接过程（青霉素、头孢菌素）,抑制胞浆膜阶段粘肽合成（万古霉素、杆菌肽）,抑制胞浆内粘肽前体的形成,(,磷霉素、环丝氨酸）,抑制细菌细胞壁的合成,-内酰胺类抗生素主要抑制肽聚糖合成所需的转肽酶反应，阻止肽聚糖链的交叉连结，使细菌无法形成坚韧的细胞壁。,-内酰胺抗生素可与细胞膜上的青霉素结合蛋白（penicillin-binding protein,PBP）共价结合。该蛋白质是青霉素作用的主要靶位，当PBP,s,与青霉素结合后，导致了肽聚糖合成受阻。可以抑制转肽酶活性，使细菌的细胞壁形成受阻。,细菌一旦失去细胞壁的保护作用，在相对低渗环境中会变形、裂解而死亡。,有两种机制：,某些抗生素分子（如多粘菌素类）呈两极性，亲水端与细胞膜蛋白质部分结合，亲脂端与细胞膜内磷脂结合，导致细菌胞膜裂开，胞内成分外漏，细菌死亡。,两性霉素,B,和制霉菌素能与真菌胞膜上固醇类结合，酮康唑抑制真菌胞膜中固醇类的生物合成，均致细胞膜通透性增加。细菌胞膜缺乏固醇类，故作用于真菌的药物对细菌无效。,损伤细胞膜的功能,增加细胞膜的通透性,氨基糖苷类,蛋白质合成全过程抑制药,四环素类,30S亚基抑制药,氯霉素,林可霉素类 50S亚基抑制药,大环内酯类,抑制蛋白质的合成,抗生素可影响细菌蛋白质合成，作用部位及作用时段各不相同。,结果细菌蛋白质合成受到干扰。,影响叶酸代谢,(TMP),TMP,与磺胺药合用,(,复方新诺明,),有协同作用,抑制核酸（DNA/RNA）合成,喹诺酮类：,作用于,DNA,回旋酶，抑制细菌繁殖。,利福平（,RFP,）：,与依赖,DNA,的,RNA,多聚酶结,合，抑制,mRNA,的转录。,磺胺类药物：,与对氨基苯甲酸（,PABA,）的化,学结构相似，竞争二氢叶酸合成酶，使二,氢叶酸合成减少，影响核酸的合成，抑制,细菌繁殖。,抗生素可通过影响细菌核酸合成发挥抗菌作用。,抗菌药物作用机制总结图示,(,二,),细菌的耐药机制,1,、细菌耐药性的概念,2,、细菌耐药性的遗传机制,3,、细菌耐药性的生化机制,4,、细菌耐药性的防治原则,1,、细菌耐药性的概念,细菌耐药性（,drug resistance,）,亦称抗药性，是指细菌对某抗菌药物（抗生素或消毒剂）的相对抵抗性。指病原体或肿瘤细胞对反复应用的化学治疗药物敏感性降低或消失的现象。,耐药性的程度,用某药物对细菌的最小抑菌浓度（,MIC,）表示。临床上有效药物治疗剂量在血清中浓度大于最小抑菌浓度称为敏感，反之称为耐药。,遗传学上把细菌耐药性分为固有耐药性和获得耐药性。,(1),固有耐药（intrinsic resistance）,固有耐药性指细菌对某些抗菌药物的天然不敏感。固有耐药性细菌称为天然耐药性细菌，其耐药基因来自亲代，由细菌染色体基因决定而代代相传的耐药性，存在于其染色体上，具有种属特异性。如肠道杆菌对青霉素的耐药，固有耐药性始终如一并可预测,。,2,、细菌耐药性的遗传机制,获得耐药性指细菌,DNA,的改变导致其获得耐药性表型。耐药性细菌的耐药基因来源于基因突变或获得新基因,作用方式为接合、转导或转化。可发生于染色体,DNA,、质粒、转座子等结构基因,也可发生于某些调节基因。,在原先对药物敏感的细菌群体中出现了对抗菌药物的耐药性，这是获得耐药性与固有耐药性的重要区别。,（,2,）获得耐药（acquired resistance）,获得耐药性概念,获得耐药性大多由质粒介导，但亦可由染色体介导的耐药性，如金葡菌对青霉素的耐药。,影响获得耐药性发生率有三个因素：药物使用的剂量、细菌耐药的自发突变率和耐药基因的转移状况。,(,1,),染色体突变：所有的细菌群体都会发生自发的随机突变，频率很低，其中有些突变赋予细菌耐药性。,(,2,),可传递的耐药性（突变基因水平转移方式：接合、转导、转化）,获得耐药性基因突变类型,(3),细菌耐药性的生化机制,细菌耐药的生化机制包括：,钝化酶的产生,药物作用靶位的改变,抗菌药物的渗透障碍,主动外排机制,细菌自身代谢状态改变等,导致与抗生素结合的有效部位发生变异，影响药物的结合，对抗生素不再敏感，这种改变使抗生素失去作用位点和亲和力降低，但细菌的生理功能却正常。如青霉素结合蛋白改变导致对,-,内酰胺类抗生素亲和力极低导致耐药。,2,、,药物作用靶位的结构和数量改变,抗菌药不易与细菌结合,3,、抗菌药物的渗透障碍,药物不易进入菌体内,细菌细胞壁的障碍和/或外膜通透性的改变将严重影响抗生素进入细菌内部到达作用靶位发挥抗菌效能，耐药屏蔽也是耐药的一种机制。,如细菌生物被膜（bacterial biofilm,BF）是细菌为适应环境而形成的，可保护细菌逃逸抗菌药物的杀伤作用。又如细胞膜上微孔缺失时，亚胺培南不能进入胞内而失去抗菌作用。铜绿假单胞菌对抗生素的通透性比其他,G,菌差是该菌对多种抗生素固有耐药的主要原因之一。,（,1,）,改变代谢途径 细菌可通过改变代谢途径逃避抗菌药物作用，如呈休眠状态的细菌或细菌营养缺陷菌均可出现对多种抗生素耐药。耐磺胺药的细菌自身产生,PABA,或直接利用叶酸转化为二氢叶酸。,（,2,）产生拮抗剂 细菌也可以通过增加生产代谢颉颃剂来抑制抗生素，从而获得耐药性。耐药金黄色葡萄球菌通过增加对氨基苯甲酸产量，从而耐受磺胺类药物的作用。,4,、其他,1、解释名词：,细菌,L,型、,LPS,、异染颗粒、热源质、,消毒、,灭菌、防腐、无菌、无菌操作、,正常菌群、,菌群失调症、条件致病菌、 毒力、内毒素、,外毒素、毒血症、菌血症、败血症、 脓毒血症、,；,思考题？,2、问答题：,1,）试比较,G+,菌和,G-,菌细胞壁之异同点。,2）细菌的特殊结构有哪些，各有何意义？,3）试述青霉素、溶菌酶的作用机理及特点？,4,）何谓细菌的的毒力？其物质基础是什么？,5,）什么是条件致病菌？它致病的条件是什么？,6,）试比较内毒素与外毒素的主要区别是什么？,7,）抗毒素中和外毒素的机制是什么？,8,）带菌状态、隐性感染、潜伏感染有何不同？,