Program ćwiczeń z mikrobiologii ogólnej i żywności

Program ćwiczeń z mikrobiologii ogólnej i żywności
dla studentów II roku dietetyki 2013/14.
I TYDZIEŃ
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.
II TYDZIEŃ
Ćwiczenie 1.
Omówienie regulaminu ćwiczeń i zasad BHP w pracowni bakteriologicznej.
Technika mikroskopii immersyjnej.
Ocena wielkości i morfologii drobnoustrojów – preparaty pokazowe. Różnicowanie poszczególnych grup drobnoustrojów.
Sporządzenie i zabarwienie preparatów metodą Grama z hodowli stałej i płynnej.
Sporządzenie i ocena preparatów przyżyciowych.
Wykrywanie ruchu bakterii na podłożu stałym, w agarze półpłynnym, kropli wiszącej.
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.
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.).
III TYDZIEŃ
Ćwiczenie 2.
Film Mycie rąk.
Demonstracja podłoży bakteriologicznych.
Ocena wzrostu bakterii i grzybów na podłożach stałych i płynnych – charakterystyka morfologiczna i „biochemiczna” kolonii.
Demonstracja testów do różnicowania bakterii i grzybów - VITEK 2 Compact, Mycoplasma Duo, API, Candifast
Demonstracja zestawu do hodowli bakterii beztlenowych (anaerostat) i wymagających zwiększonej atmosfery dwutlenku węgla
(eksykator).
Wykonanie posiewów z różnych miejsc ciała.
Schemat badania bakteriologicznego. Demonstracja badania lekowrażliwości.
Wizyta w pracowni bakteriologicznej, pożywkarni – przygotowanie szkła i pożywek, wykorzystanie pożywek w codziennej diagnostyce,
odczytanie cech biochemicznych wizualnie i systemem komputerowym.
Przynieść fermentowane produkty spożywcze (jogurt, kefir, kiszonki, niepasteryzowane piwo, itd.) na następne ćwiczenie!
Wykład 3.
Zależności międzygatunkowe na poziomie osobniczym i populacyjnym (antagonistyczne: konkurencja, pasożytnictwo, allelopatia,
amensalizm; nieantagonistyczne: symbioza, komensalizm, mutualizm).
Rola drobnoustrojów w przetwórstwie żywności. Procesy fermentacyjne.
Fizjologiczna mikrobiota człowieka - skóra, układ oddechowy, pokarmowy, moczowo-płciowy. Najczęściej występujące drobnoustroje
komensalne człowieka. Probiotyki.
IV TYDZIEŃ
Ćwiczenie 3.
Wykonanie preparatów przyżyciowych i barwionych z zeskrobin z języka i szczelin międzyzębowych.
Ocena własnych posiewów z różnych miejsc ciała. Wykonanie preparatów z uzyskanych hodowli.
Przykłady współżycia drobnoustrojów – bakterie tlenowe i beztlenowe, posiew z mamką.
Przynieść ser pleśniowy, wędlinę z pleśnią, spleśniałe produkty spożywcze na następne ćwiczenie!
Wykład 4.
Podstawowe wiadomości o grzybach. Klasyfikacja grzybów – dermatofity, drożdżaki i grzyby drożdżopodobne, pleśnie, grzyby
dimorficzne – przykłady.
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.
V TYDZIEŃ
Ćwiczenie 4.
Ocena morfologii kolonii i elementów komórkowych grzybów. Wykonanie preparatów z podłoży mikrobiologicznych i produktów
spożywczych.
Przygotowanie hodowli szkiełkowej z produktów spożywczych. Ocena morfologii komórek w pokazowych hodowlach szkiełkowych.
Ocena morfologii grzybów w preparacie z KOH. Odczytanie testu filamentacji. Odczytanie testu biochemicznego (asymilacja,
fermentacja) API. Demonstracja „antymykogramu”.
Wykonanie posiewów odciskowych palców i wymazów z powierzchni nieożywionych.
Wykonanie badania zanieczyszczenia powietrza metodą opadową.
Ocena hodowli wykonanych na poprzednim ćwiczeniu.
Przynieść kał na następne ćwiczenie!
Przynieść produkty spożywcze (owoce, warzywa, mięso, puszki, itd. – jałowe/niejałowe) na następne ćwiczenie!
Wykład 5.
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.
VI TYDZIEŃ
Ćwiczenie 5.
Ocena posiewów wykonanych na poprzednim ćwiczeniu. Wykonanie preparatów i szybkich testów (KOH, H2O2, CF) z wyhodowanych
drobnoustrojów.
Wykonanie preparatów przyżyciowych z kału - po obejrzeniu wysuszyć, utrwalić, wybarwić, ocenić ponownie.
Wykonanie posiewów z kału.
Wykonanie posiewów z powierzchni np. ziemniaka i jego przekroju.
Demonstracja różnego typu aparatury do wyjaławiania. Oglądanie wskaźników chemicznych kontrolujących proces sterylizacji.
Odczytanie posiewów sporotestów A i S. Oglądanie płytek z przykładem działania promieniowania UV i środków dezynfekcyjnych.
Posiewy produktów spożywczych.
Wykład 6.
Zakażenia układu pokarmowego. Zatrucia pokarmowe.
Epidemiologia schorzeń zakaźnych. 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.
Podstawowe pojęcia, klasyfikacja objawy i postacie kliniczne zakażeń układu pokarmowego. 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)....
VII TYDZIEŃ
Ćwiczenie 6.
Ocena hodowli wykonanych na poprzednim ćwiczeniu. Wykonanie preparatów z uzyskanych hodowli.
Ocena wyglądu kolonii różnych pałeczek Gram-ujemnych na podłożu Mc Conkeya – kolonie laktozo-dodatnie (E coli), laktozo-ujemne
(Salmonella, Shigella, Proteus), śluzowe (Klebsiella).
Ocena wyglądu kolonii Salmonella na podłożu SS oraz Pseudomonas na podłożu Pyocyanosel
Różnicowanie pałeczek Gram-ujemnych na podstawie cech biochemicznych – testy API, ATB, inne.
Wykonanie typowania serologicznego E. coli EPEC.
Oglądanie zestawów do typowania serologicznego Salmonella, Shigella.
Demonstracja odczynu Widala, typowania fagowego bakterii.
Oglądanie preparatów z hodowli Helicobacter pylori.
Wykrycie Helicobacter pylori na pomocą testu ureazowego (ureaza +).
Szybkie testy chemiczne oceny świeżości mleka surowego. Badanie mikrobiologiczne wody.
Wykład 7.
Mikrobiologia żywności. Żywność jako środowisko ekologiczne dla drobnoustrojów. Mikroflora wybranych surowców i przetworów
żywnościowych. Mikrobiologiczna degradacja składników żywności i ich wpływ na sensoryczną jakość 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.
Ocena jakości mikrobiologicznej żywności i jej przydatności do spożycia. Antybiotyki w żywności.
Metody wykrywania drobnoustrojów i metabolitów/toksyn w wodzie i produktach spożywczych.
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.
VIII TYDZIEŃ
Wykład 8
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.
IX TYDZIEŃ
Wykład 9
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.
X TYDZIEŃ
Wykład 10
Odporność przeciwzakaźna. Immunopatologia.
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 anatomiczno-czynnościowe 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.