Program wykładów z mikrobiologii ogólnej i żywności

Program wykładów z mikrobiologii ogólnej i żywności
dla studentów II roku kierunek: Dietetyka (Studia Pierwszego Stopnia)
semestr zimowy 2012/13
ZALECANE PODRĘCZNIKI:
1. Heczko P. B.: MIKROBIOLOGIA Podręcznik dla pielęgniarek, położnych i ratowników
medycznych., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2006
2. Zaremba M.; Borowski J. Mikrobiologia lekarska
3. Collier L., Oxford J. Wirusologia
4. Żakowska Z., Stobińska H.: Mikrobiologia i Higiena w Przemyśle Spożywczym. Politechnika Łódzka,
Łódź, 2000.
5. Szewczyk E. M.: Diagnostyka bakteriologiczna Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2005
6. Drewniak E., Drewniak T.: Mikrobiologia żywności. WSiP 2009
7. Trojanowska K., Giebel H., Gołębiowska B.: Mikrobiologia żywności , Uniwersytet Przyrodniczy
Poznań, 2009 r.
Wykład 1
Cel nauczania mikrobiologii, miejsce drobnoustrojów w przyrodzie
Morfologia bakterii i grzybów: kształt, wymiary, budowa komórki bakteryjnej, struktury powierzchniowe
(fimbrie, rzęski, otoczki, slime) i wewnątrzkomórkowe (nukleoid, rybosomy, mezosomy, plazmidy,
transpozony, przetrwalniki, ziarnistości ). Różnice w budowie ściany komórkowej bakterii Gram-dodatnich
(peptydoglikan, kwasy tejchojowe, kwasy mykolowe) i Gram-ujemnych (peptydoglikan, lipopolisacharyd,
białka porynowe). Drobnoustroje z defektywną ścianą komórkową: mykoplazmy, protoplasty, sferoplasty,
formy L. Podstawowe cechy różnicujące bakterie (Procaryota) i grzyby (Eucaryota).
Metody badania morfologii drobnoustrojów – badania mikroskopowe: preparaty przyżyciowe i barwione,
zastosowanie różnych typów mikroskopów w mikrobiologii. Metody barwienia – podziały, zastosowanie
praktyczne (metoda Grama, Ziehl-Neelsena, Neissera, Giemsy, Löfflera).Wykorzystanie morfologii do
różnicowania drobnoustrojów.
Ogólne zasady klasyfikacji drobnoustrojów – rodzina, rodzaj, gatunek, szczep, biotyp, serotyp.
Ogólne zasady klasyfikacji drobnoustrojów – rodzina, rodzaj, gatunek, szczep, biotyp, serotyp.
Podstawowe grupy bakterii Gram-dodatnich – ziarniaki: Staphylococcus, Streptococcus, Enterococcus,
Peptostreptococcus; laseczki: Bacillus, Clostridium; pałeczki: Corynebacterium, Listeria, Lactobacillus,
Propionibacterium; prątki – Mycobacterium; promieniowce: Actinomyces, Nocardia
Podstawowe grupy bakterii Gram-ujemnych – ziarniaki: Neisseria, Veilonella; różne grupy pałeczek: z
rodziny Enterobacteriaceae (E coli, Klebsiella, Salmonella...), niefermentujace: Pseudomonas,
Acinetobacter; inne: Vibrio, Campylobacter, Helicobacter, Haemophilus, Bordetella, Gardnerella,
Legionella..., beztlenowe: Bacteroides, Fusobacterium...; krętki – Treponema, Borrelia; riketsje; chlamydie;
mykoplazmy.
Wykład 2.
Fizjologia drobnoustrojów – wymagania odżywcze (skład chemiczny komórki bakteryjnej, różne
zapotrzebowanie na składniki pokarmowe); metabolizm – zapotrzebowanie na źródło węgla i źródło energii
(autotrofy, heterotrofy, chemolitotrofy, chemoorganotrofy); zapotrzebowanie na tlen (bezwzględne tlenowce,
względne beztlenowce, beztlenowce, mikroaerofile); wpływ temperatury (psychrofile, mezofile, termofile),
pH, ciśnienia, potencjału oksydoredukcyjnego na wzrost bakterii. Różnice w zapotrzebowaniu wzrostowym
różnych grup drobnoustrojów (większość bakterii – podłoża sztuczne; riketsje, chlamydie – namnażanie w
żywych komórkach).
Wzrost i rozmnażanie bakterii i grzybów – cykle rozwojowe, fazy namnażania, szybkość wzrostu na
podłożach sztucznych poszczególnych drobnoustrojów.
1
Zmienność bakterii – genotyp, fenotyp, mutacja, rekombinacja (koniugacja, transdukcja, transformacja).
Znaczenie praktyczne różnych zmian w genotypie (zmiana cech morfologicznych, biochemicznych,
chorobotwórczości, wrażliwości na antybiotyki).
Wykorzystanie metabolizmu (cechy biochemiczne) do różnicowania drobnoustrojów.
Chorobotwórczość (zjadliwość) drobnoustrojów – zakaźność, inwazyjność, toksyczność.
Czynniki warunkujące chorobotwórczość: struktury powierzchniowe – (fimbrie, otoczki, substancje śluzowe,
białka adhezyjne), toksyny (egzotoksyny, endotoksyny, enterotoksyny, mechanizmy działania toksyn),
enzymy (np. koagulaza, hialuronidaza, itp.).
Wykład 3
Odporność przeciwzakaźna. Nadwrażliwość
Podstawowe mechanizmy odpornościowe. Komórki układu odpornościowego i ich podstawowe funkcje:
komórki macierzyste, limfocyty B, T, NK, makrofagi, granulocyty, komórki dendrytyczne, komórki tuczne,
płytki krwi. Mediatory rozpuszczalne: dopełniacz, przeciwciała, cytokiny (monokiny, limfokiny, interleukiny,
chemokiny...), interferony, mediatory zapalne.
Odporność nieswoista (wrodzona): drogi wnikania antygenu do ustroju, naturalne bariery anatomicznoczynnościowe skóry i błon śluzowych, rola flory fizjologicznej, nieswoiste czynniki humoralne (dopełniacz,
interferony, lizozym, laktoferyna, fibronektyna, białko C-reaktywne, białka szoku termicznego), komórkowe.
Swoista odpowiedź humoralna i komórkowa – rozpoznanie antygenu, interakcja komórek i interleukin
(cytokin), typy odpowiedzi. Współdziałanie mechanizmów swoistej odpowiedzi komórkowej i humoralnej.
Immunoglobuliny – budowa, klasy, funkcje, przeciwciała monoklonalne.
MALT. GALT.
Pierwotna i wtórna odpowiedź immunologiczna, pamięć immunologiczna, tolerancja immunologiczna.
Reakcje antygen-przeciwciało: aglutynacja, precypitacja, liza, OWD, IF, Elisa, RIA, techniki blotting,
praktyczne zastosowanie.
Profilaktyka zakażeń bakteryjnych i wirusowych.
Mechanizmy reakcji nadwrażliwości. Reakcje wczesne: typ I – anafilaktyczny (charakter antygenu-alergenu,
przeciwciała IgE i receptory Fc dla IgE, zaangażowane komórki, mediatory, postacie kliniczne; typ II –
cytotoksyczny lub cytolityczny (reakcje potransfuzyjne, polekowe); typ III – z udziałem kompleksów
immunologicznych (odczyn Arthusa, choroba posurowicza); reakcje późne: typ IV – tuberkulinowy (alergie
bakteryjne, np. prątki, alergia kontaktowa).
Pozytywna rola IgE, i tolerancji.
Składniki pokarmowe jako przyczyna reakcji alergicznych i pseudoalergicznych.
Wykład 4
Podstawowe cechy wirusów różniące je od innych drobnoustrojów. Budowa i wymiary wirusów.
Właściwości i udział poszczególnych struktur wirusów: w patomechanizmie zakażenia, w diagnostyce, do
produkcji szczepionek. Fazy replikacji wirusów, wpływ typu replikacji na przebieg zakażenia wirusowego.
Priony.
Metody namnażania wirusów (hodowle komórkowe, zarodki ptasie, wrażliwe zwierzęta).
Metody wykrywania namnożonych wirusów: efekt cytopatyczny, metoda łysinkowa, odczyn hemaglutynacji,
odczyn hemadsorpcji, odczyn neutralizacji, metody mikroskopowe.
Bakteriofagi, mykofagi i ich zastosowanie w medycynie. Liza i lizogenia.
Wirusy przenoszone drogą pokarmową. Wirusowe schorzenia przewodu pokarmowego.
Diagnostyka zakażeń wirusowych i prionowych.
Wykład 5.
Podstawowe wiadomości o grzybach. Klasyfikacja grzybów – dermatofity, drożdżaki i grzyby
drożdżopodobne, pleśnie, grzyby dimorficzne – przykłady.
2
Występowanie grzybów w środowisku, żywności i normalnej mikroflorze człowieka. Procesy
biotechnologiczne z udziałem drożdży.
Zakażenia wywoływane przez Candida, Cryptococcus, Pityrosporum, Trichosporon, Geotrichum,
Aspergillus, dermatofity. Czynniki wpływające na rozwój grzybic. Kliniczne postacie grzybic.
Biologiczne działanie mikotoksyn wytwarzanych m.in. przez grzyby z rodzajów: Aspergillus, Penicillium,
Fusarium.
Ogólny schemat badania mykologicznego: preparat bezpośredni (formy inwazyjne), hodowle, różnicowanie
cech morfologicznych i biochemicznych, diagnostyka serologiczna, testy skórne, próba biologiczna.
Wykrywanie i ilościowe oznaczanie drożdży i pleśni w produktach spożywczych.
Wykład 6.
Zależności (interakcje) międzygatunkowe na poziomie osobniczym i populacyjnym (antagonistyczne:
konkurencja, pasożytnictwo, allelopatia, amensalizm; nieantagonistyczne: symbioza, komensalizm,
mutualizm).
Fizjologiczna mikroflora (mikrobiota) człowieka - skóra, układ oddechowy, pokarmowy, moczowo-płciowy.
Najczęściej występujące drobnoustroje komensalne człowieka.
Terminy związane z zakażeniem, zapaleniem i epidemiologią chorób infekcyjnych: adhezja, kolonizacja,
kontaminacja, inwazja, ewazja, zakażenie (ostre, przewlekłe, oportunistyczne, miejscowe, układowe,
uogólnione, bezobjawowe, objawowe, latentne, mieszane, pierwotne, reinfekcja, superinfekcja, szpitalne,
pozaszpitalne, endogenne, egzogenne, wrodzone, nabyte, antroponoza, antropozoonoza, zoonoza, sapronoza,
bakteriemia, posocznica, intoksykacja, zarażenie, rezerwuar zarazka, źródło zakażenia, wrota zakażenia, okres
wylegania, epidemia, endemia, pandemia, współczynnik zachorowalności, wskaźniki: zapadalność,
chorobowość, umieralność, śmiertelność.
Wykład 7.
Metody niszczenia drobnoustrojów. Podstawowe definicje: dekontaminacja, sanityzacja, dezynfekcja,
sterylizacja.
Sanityzacja, dezynfekcja, sterylizacja – definicja, praktyczne zastosowanie.
Dezynfekcja:
* fizyczna: termiczna (pasteryzacja, tyndalizacja, dekoktacja -gotowanie), promieniowanie UV;
*chemiczna: kwasy, zasady, alkohole, aldehydy, związki zawierające aktywny chlor i jod, pochodne
fenolowe, detergenty i mydła, związki utleniające, związki metali ciężkich, barwniki, inne, zasady
doboru preparatów dezynfekcyjnych,
Sterylizacja:
* wysokotemperaturowa (suche gorące powietrze – odpowiednie piece, para wodna w nadciśnieniu–
sterylizator parowy /autoklaw/, spalanie - spalarnie, wyżarzanie – eza),
* niskotemperaturowa (gazowa tlenkiem etylenu lub formaldehydem, fumigacja);
* promieniowanie przenikliwe;
* chemiczna: środki odkażające – aldehydy, chlorowce, nadboran potasowy;
* mechaniczna: filtry;
*plazmowa;
Kontrola procesu sterylizacji: wskaźniki fizyczne, chemiczne, biologiczne.
Metody badania bakteryjnego zanieczyszczenia powietrza i powierzchni, sprzętu: metoda opadowa samoistna
i z wymuszonym obiegiem, wymazy – przydatność w praktyce (wady i zalety).
Czynniki fizyczne wpływające na żywotność drobnoustrojów w żywności . Sposoby konserwacji żywności.
Higiena produkcji żywności. Metody dezynfekcji stosowane w przemyśle spożywczym.
Antybiotyki i antybiotykoterapia. Oporność bakterii na antybiotyki i inne czynniki przeciwbakteryjne.
Żywność jako źródło wieloopornych szczepów bakterii.
Kontrola nadzoru sanitarnego nad produkcją żywności, obowiązujące akty prawne.
Wykład 8.
3
Zakażenia układu pokarmowego. Zatrucia pokarmowe.
Podstawowe pojęcia, klasyfikacja (lokalizacja, drobnoustroje, pierwotne i wtórne, samoistne i indukowane),
objawy i postacie kliniczne zakażeń układu pokarmowego. Schorzenia swoiste. Zakażenia wirusowe:
rotawirusy, adenowirusy, noro- i inne kaliciwirusy, enterowirusy (ECHO, Coxackie), koronawirusy, astrowirusy,
parvovirusy.
Zakażenia bakteryjne: E. coli, Salmonella spp., Shigella spp., Yersinia spp., Campylobacter spp., Vibrio spp.,
H. pylori, C. difficile, C. botulinum, B. cereus, C. perfringens, S. aureus, L. monocytogenes, A. hydrophila,
P. shigelloides.
Inne zakażenia przenoszone drogą pokarmową: listerioza (Listeria monocytogenes), wąglik (Bacillus
anthracis), gruźlica (Mycobacterium)....
Wykład 9
Żywność jako środowisko ekologiczne dla drobnoustrojów. Mikroflora wybranych surowców i przetworów
żywnościowych. Mikrobiologiczna degradacja składników żywności i ich wpływ na sensoryczną jakość
żywności. Ocena jakości mikrobiologicznej żywności i jej przydatności do spożycia. Wykrywanie
antybiotyków w żywności.
Wpływ czynników utrwalających żywność na przeżywalność mikroorganizmów: mrożenie, chłodzenie,
pasteryzacja, wędzenie, zwiększone ciśnienie, promieniowanie, zakwaszanie, obniżona aktywność wody,
potencjał oksydoredukcyjny, związki przeciwdrobnoustrojowe naturalnie występujące w żywności lub
wytwarzane przez mikroorganizmy. Drobnoustroje wskaźnikowe - charakterystyka i celowość ich oznaczania
w żywności.
Wpływ czynników fizycznych i chemicznych na mikrobiologiczny stan wody. Mikrobiologiczna ocena stanu
wody i ścieków.
Podstawy mikrobiologii prognostycznej: rodzaje modeli prognostycznych, sposoby ich konstruowana oraz
możliwości ich wykorzystania. Analiza zagrożeń i krytycznych punktów kontroli (HACCP) – zasady i etapy
tworzenia systemu.
4