Samenvatting bacteriologie.docx

# Morfologie en structuur van bacteriën Hier is de samenvatting voor het onderwerp "Morfologie en structuur van bacteriën", opgesteld volgens de opgegeven instructies. ## 1. Morfologie en structuur van bacteriën Bacteriën vertonen diverse vormen, groottes en structuren die cruciaal zijn voor hun overleving, pathogeniteit en interactie met hun omgeving, inclusief de gastheer en antibiotica. ### 1.1 Vorm en grootte * **Morfologie (vorm):** Wordt bestudeerd via microscopisch onderzoek na kleuring, zoals de Gram-kleuring, die onderscheid maakt op basis van de peptidoglycaanlaag van de celwand: * Gram-positieve bacteriën kleuren paars. * Gram-negatieve bacteriën kleuren roze. * **Veelvoorkomende vormen:** * **Coccoïd:** Bolvormig, komt vaak voor in ketens (bv. *Streptococcus*) of groepen (bv. *Staphylococcus*). * **Bacil:** Staafvormig (bv. *Clostridium*, *Bacillus*). Sommige staven kunnen sporen vormen onder ongunstige omstandigheden. * **Fusiform:** Staafvormig met uitlopende punten. * **Afwijkende vormen:** * **Spirocheten:** Spiraalvormig, lang en smal, met weerhaken voor hechting (bv. *Borrelia*, *Leptospira*, *Brachyspira*). *Borrelia* kan de ziekte van Lyme veroorzaken. * **Mycoplasma** en **Ureaplasma**: Hebben geen celwand en kunnen hierdoor diverse vormen aannemen, waaronder vertakte structuren. * **Grootte:** Bacteriën zijn microscopisch klein, variërend in lengte, met een gemiddelde lengte van 0.5 tot 5 µm. Spirocheten kunnen tot 15 µm lang zijn. ### 1.2 Chemische samenstelling en genetisch materiaal * **Genetisch materiaal:** * **Chromosoom:** Een circulair, dubbelstrengs DNA-molecuul dat de meeste essentiële genen bevat. * **Plasmiden:** Kleine, circulaire, dubbelstrengs DNA-moleculen die onafhankelijk van het chromosoom kunnen repliceren. Ze bevatten vaak genen voor virulentie en/of antimicrobiële resistentie en kunnen worden overgedragen naar andere bacteriën. * **Faag DNA:** DNA van bacteriofagen (virussen die bacteriën infecteren) dat geïntegreerd kan zijn in het bacterieel chromosoom (profagen) of aanwezig is als plasmide. * **Insertiesequenties en transposons:** Mobiele genetische elementen die kunnen "springen" binnen het genoom, wat kan leiden tot genmutaties of de overdracht van genetisch materiaal. * **Genomische eilanden:** Lineaire DNA-fragmenten, geïntegreerd in het chromosoom of plasmide, die genen coderen voor virulentiefactoren (pathogeniciteitseilanden) of antimicrobiële resistentie (resistentie-eilanden). ### 1.3 Celwand De celwand is essentieel voor de overleving van de bacterie, biedt stevigheid, vorm en bescherming tegen osmotische druk. De structuur varieert tussen Gram-positieve en Gram-negatieve bacteriën. #### 1.3.1 Celwand van Gram-positieve bacteriën * **Peptidoglycaan:** Een dikke laag die de celwand stevigheid en vorm geeft. Het is een complex polymeer van N-acetylmuraminezuur (NMA) en N-acetylglucosamine (NAG), versterkt door peptidebruggen. * **Teichoïnezuren en lipoteichoïnezuren:** Verankerd in de plasmamembraan (lipoteichoïnezuren) of door de peptidoglycaanlaag heen. Ze fungeren als oppervlakte-antigenen en dragen bij aan de stabiliteit en adhesie. * **Functies:** Oppervlakte-antigenen, structurele stabilisatie, adhesie aan gastheercellen, en kunnen door immuuncellen herkend worden, wat leidt tot ontsteking. #### 1.3.2 Bijzondere Gram-positieve bacteriën (bv. *Mycobacterium*) * **Dunne peptidoglycaanlaag.** * **Myco-membraan:** Een lipidenrijke laag (met mycolaatzuren) die de celwand zeer resistent maakt, onder andere tegen de afdoding door macrofagen. * **Lipoglycanen:** Verankerd in de plasmamembraan en bieden stabilisatie en verankering. * **Functies:** Persistentie in de gastheer, weerstand tegen immuunafweer, kunnen reuzencellen vormen (fusie van macrofagen). Lipoarabinomannan (LAM) kan immuunreacties moduleren. #### 1.3.3 Celwand van Gram-negatieve bacteriën * **Binnenste membraan (plasmamembraan):** Vergelijkbaar met dat van Gram-positieve bacteriën. * **Peptidoglycaan:** Een dunne laag, aanwezig in de periplasmatische ruimte. * **Periplasmatische ruimte:** De ruimte tussen de binnenste en buitenste membraan. * **Buitenste membraan:** Een dubbele lipidenlaag die fosfolipiden, lipoproteïnen en lipopolysacchariden (LPS) bevat. * **Lipoproteïnen (LP):** Verbinden de buitenste membraan structureel met de peptidoglycaanlaag. * **Lipopolysacchariden (LPS):** Bestaan uit Lipide A (endotoxine), een kernpolysacharide en O-antigenen. Lipide A is een krachtige immuunstimulator en veroorzaakt endotoxine-effecten. De O-antigenen zijn belangrijk voor serotypering. * **Porines:** Trimeren in de buitenste membraan die transport van kleine hydrofiele moleculen mogelijk maken. * **Functies:** Bescherming tegen toxische stoffen, antimicrobiële factoren en het complementsysteem. Het LPS fungeert als endotoxine en kan een sterke ontstekingsreactie veroorzaken. Magnesiumionen spelen een rol bij de structurele stabiliteit. ### 1.4 Plasmamembraan en cytoplasma * **Plasmamembraan:** Een dubbele laag van fosfolipiden, glycolipiden en eiwitten. Bevat geen sterolen, met uitzondering van *Mycoplasma* en *Ureaplasma*. Mesosomen zijn invaginaties van de plasmamembraan die een rol spelen bij de celdeling. * **Cytoplasma:** Bevat ribosomen (70S-type), maar geen gespecialiseerde organellen zoals ER, Golgi, mitochondriën of chloroplasten. ### 1.5 Aanhangsels * **Flagellen:** Zorgen voor beweeglijkheid. Bestaan uit eiwitten (H-antigenen) die door het immuunsysteem herkend kunnen worden. * **Pili en Fimbriae:** Korte, haarachtige structuren betrokken bij adhesie aan gastheercellen. * **Conjugatieve pili (sex pili):** Faciliteren de overdracht van genetisch materiaal (plasmiden) tussen bacteriën (conjugatie). * **Fimbriae:** Essentieel voor de hechting aan gastheercellen via adhesines (F-antigenen). ### 1.6 Kapsel * Een extracellulaire laag van polysachariden en/of eiwitten buiten de celwand. * **Functies:** Verhoogt de overleving door bescherming tegen omgevingsfactoren, adhesie, en bescherming tegen fagocytose en complement. Het is een belangrijke virulentiefactor. ### 1.7 Endosporen * Zeer resistente overlevingsvormen gevormd door sommige bacteriën (bv. *Bacillus*, *Clostridium*) onder ongunstige omstandigheden. * **Eigenschappen:** Bestand tegen hitte (tot 100°C), uitdroging, chemicaliën en UV-straling. Kunnen hervormen tot vegetatieve cellen in gunstige omstandigheden. ### 1.8 Afwijkende bacteriële structuren * ***Mycoplasma* en *Ureaplasma*:** Geen celwand, waardoor ze gevoelig zijn voor osmotische schommelingen maar resistent tegen bèta-lactam antibiotica. Ze hebben een celmembraan met cholesterol. * **Spirocheten:** Gram-negatieve bacteriën met een spiraalvormige morfologie en flagellen in de periplasmatische ruimte. ### 1.9 Membraanvesikels * Kleine, bolvormige structuren afgesnoerd van de bacteriële celmembraan of buitenmembraan. * **Functies:** Kunnen virulentiefactoren, DNA en andere moleculen bevatten, en spelen een rol bij pathogenese, immuunmodulatie en DNA-overdracht. ### 1.10 Biofilms * Gemeenschappen van bacteriën die zich hechten aan oppervlakken en omkapseld zijn door een extracellulaire polymere substantie (EPS). * **Eigenschappen:** Bieden bescherming tegen afweersystemen, antibiotica en desinfectantia. * **Functies:** Persistentie in de gastheer, invasie, en kunnen leiden tot chronische infecties (bv. op katheters, hartkleppen, implantaten). Ze zijn minder gevoelig voor antibiotica (hogere MIC/MBEC waarden). --- # Genetica en variatie bij bacteriën Dit deel van de studiehandleiding behandelt de genetische aspecten en de variatie binnen bacteriële populaties, inclusief hun genexpressie, replicatie, de rol van plasmiden en andere DNA-elementen, en de mechanismen van genetische uitwisseling. ### 2.1 Bacteriële genexpressie en replicatie Bacteriële genexpressie is het proces waarbij de genetische informatie in DNA wordt omgezet in functionele eiwitten. Dit proces is gereguleerd en afhankelijk van omgevingsfactoren. Bacteriële replicatie is het proces waarbij bacteriën hun genetisch materiaal vermenigvuldigen. #### 2.1.1 Structuur en expressie van het bacteriële gen Bacteriële genen zijn vaak georganiseerd in **polycistronische operons**. Dit betekent dat meerdere genen die gerelateerd zijn aan een specifieke functie, achter elkaar op het DNA liggen en tegelijkertijd worden afgeschreven tot één mRNA-molecuul. De expressie van deze operons wordt gereguleerd door promotorregio's, waar RNA-polymerase bindt. Deze binding kan worden bevorderd of geremd door regulatoire eiwitten zoals repressors en inductors. * **Voorbeeld regulatie (lactose-operon):** Zonder lactose bindt een repressor aan de promotor, wat transcriptie blokkeert. Bij aanwezigheid van lactose fungeert lactose als een inductor die de repressor inactief maakt, waardoor RNA-polymerase kan binden en de genen voor lactose-afbraak (zoals $\beta$-galactosidase) worden afgeschreven. * **Voorbeeld regulatie (tryptofaan-operon):** Bij afwezigheid van tryptofaan bindt RNA-polymerase aan de promotor. Bij hoge concentraties tryptofaan fungeert tryptofaan als een corepressor die een repressor activeert, waardoor transcriptie wordt gestopt. #### 2.1.2 Regulatie van genexpressie Genexpressie bij bacteriën is complex en wordt beïnvloed door diverse omgevingsfactoren: * **Atmosfeer:** Aan- of afwezigheid van zuurstof (relevant voor darmbacteriën die anaëroob leven). * **Milieu:** Beschikbaarheid van nutriënten, pH, zoutconcentratie. * **Temperatuur:** Bij verhoogde temperatuur worden bijvoorbeeld Heat Shock Proteins (HSP's) tot expressie gebracht. * **Moleculen:** Metabolieten van bacteriën, gastheermoleculen. * **Celcontacten en interacties:** Bijvoorbeeld het tot expressie brengen van virulentiefactoren wanneer bacteriën aan gastheercellen binden (bv. Salmonella's SPI-1 voor invasie). #### 2.1.3 Bacteriële replicatie Bacteriële replicatie is typisch **binair deling**, wat leidt tot klonale vermenigvuldiging waarbij twee genetisch identieke dochtercellen ontstaan (tenzij mutaties optreden). ### 2.2 DNA-elementen in bacteriën Bacteriën bevatten verschillende typen DNA-moleculen die genetische informatie bevatten en overdraagbaar kunnen zijn. #### 2.2.1 Chromosoom Het bacteriële chromosoom is meestal een circulair dubbelstrengs DNA-molecuul dat zich in het cytoplasma bevindt in een regio genaamd het nucleoïd. Het bevat de essentiële genen voor de overleving en replicatie van de bacterie. #### 2.2.2 Plasmiden Plasmiden zijn kleine, circulaire dubbelstrengs DNA-moleculen die onafhankelijk van het chromosoom kunnen repliceren (ze bezitten een eigen origin of replication, ORI). Ze dragen vaak genen die **virulentie** (bv. toxineproductie, adhesie) en/of **resistentie tegen antibiotica** coderen. Plasmiden kunnen ook worden overgedragen naar andere bacteriën, wat bijdraagt aan de snelle verspreiding van resistentie. Een bacterie kan meerdere kopieën van hetzelfde plasmid of verschillende plasmiden bevatten. #### 2.2.3 Andere DNA-types * **Faag-DNA (Profagen):** Dit is het DNA van een bacteriofaag (een virus dat bacteriën infecteert). Na infectie kan faag-DNA integreren in het bacteriële chromosoom (profage) of als extrachromosomaal DNA (als plasmid) aanwezig zijn. Profagen worden mee gekopieerd bij bacteriedeling en kunnen via plasmiden worden overgedragen. * **Insertiesequenties (IS-elementen):** Dit zijn korte DNA-sequenties die worden geflankeerd door 'inverted repeats' (omgekeerde herhalingen aan de uiteinden) en coderen voor een transposase-enzym. IS-elementen kunnen zich 'verspringen' binnen het DNA-molecuul ('jumping DNA'). Als een IS-element in een gen springt, kan dit gen onwerkzaam worden. * **Transposons:** Dit zijn langere DNA-fragmenten die worden geflankerd door IS-elementen en ook een coderende sequentie daartussen bevatten (vaak resistentiegenen). Transposons kunnen zich verplaatsen binnen het DNA en kunnen zo genen, inclusief resistentiegenen, overdragen naar plasmiden of het chromosoom. * **Genomische eilanden:** Dit zijn lineaire DNA-fragmenten die zich hebben geïntegreerd in het chromosoom of in een plasmide. Ze bevatten groepen genen met specifieke functies. * **Pathogeniteitseilanden (PAI's):** Coderen voor virulentiefactoren die bacteriën helpen bij invasie en overleving in de gastheer. * **Resistentie-eilanden:** Coderen voor antimicrobiële resistentiegenen en kunnen deze accumuleren, wat leidt tot multiresistente bacteriën. ### 2.3 Fenotypische en genotypische variatie Bacteriële populaties vertonen variatie, wat cruciaal is voor hun aanpassing en overleving. #### 2.3.1 Fenotypische variatie Fenotypische variatie betreft veranderingen in de **expressie** van genen en dus in de functionele eigenschappen (eiwitten) van een bacterie, zonder dat het genetisch materiaal zelf verandert. Dit wordt beïnvloed door omgevingssignalen en de regulatie van genexpressie. Fenotypische variatie kan optreden bij de gehele populatie als reactie op een verandering in de omgeving. #### 2.3.2 Genotypische variatie Genotypische variatie ontstaat door **wijzigingen in het genetisch materiaal** zelf. Dit kan leiden tot nieuwe eigenschappen die voordelig of nadelig kunnen zijn voor de bacterie. Genotypische variatie treedt meestal op bij individuele bacteriën en kan dominant worden onder selectiedruk (bv. bij gebruik van antibiotica). **Oorzaken van genotypische variatie:** * **Mutaties:** Veranderingen in de DNA-sequentie (zie 2.4.1). * **Horizontale gentransfer:** Overdracht van genetisch materiaal tussen bacteriën, waaronder: * Transformatie (opname van vrij DNA) * Transductie (overdracht via bacteriofagen) * Conjugatie (overdracht via cel-cel contact) * **Transposonintegratie:** Mobiele genetische elementen die in het DNA springen. ### 2.4 Mechanismen van genoverdracht en variatie Deze mechanismen dragen bij aan de genetische diversiteit en het aanpassingsvermogen van bacteriën. #### 2.4.1 Mutaties Mutaties zijn veranderingen in de DNA-sequentie. Ze kunnen spontaan optreden tijdens DNA-replicatie of worden veroorzaakt door mutagenen. * **Soorten mutaties:** * **Puntmutaties (substituties):** Verandering van één nucleotide. Kan leiden tot een verandering in een aminozuur, een stille mutatie (geen verandering in aminozuur) of een nonsensmutatie (creëert een stopcodon). * **Deleties:** Verlies van één of meerdere nucleotiden. Kan leiden tot frameshifts en niet-functionele eiwitten. * **Inserties:** Toevoeging van één of meerdere nucleotiden. Kan ook leiden tot frameshifts. * **Duplicaties:** Gedeeltes van DNA worden dubbel gekopieerd. * **Inversies:** Een DNA-segment wordt omgedraaid. * **Frequentie:** Spontane mutaties treden op met een frequentie van ongeveer $10^{-5}$ tot $10^{-11}$ per gen per generatie, afhankelijk van het gen en de omstandigheden. * **Gevolgen van mutaties:** Kunnen letaal, verzwakkend, neutraal of voordelig zijn, vooral onder selectiedruk (bv. antibioticaresistentie). Gedeletie-mutaties worden vaak gebruikt om verzwakte stammen voor vaccins te creëren. #### 2.4.2 Transformatie (horizontale gentransfer) Transformatie is de opname van vrij DNA (naked DNA) uit de omgeving door een bacterie. Dit DNA is afkomstig van een reeds gestorven donorcel die is gelyseerd. Bacteriën die dit kunnen zijn **natuurlijk competent**. * **Mechanisme:** Het opgenomen DNA, meestal enkelstrengs, kan worden geïntegreerd in het bacteriële chromosoom via homologe recombinatie of worden afgebroken. * **Voorbeeld:** Resistente bacteriën kunnen DNA-fragmenten van gevoelige bacteriën opnemen, of omgekeerd. *Streptococcus pneumoniae* kan via transformatie resistentie tegen $\beta$-lactam antibiotica verwerven door opname van mozaïek PBP-genen. * **Artificiële transformatie:** Bacteriën worden kunstmatig competent gemaakt (bv. met elektroporatie of chemische methoden) om plasmiden of DNA-fragmenten in te brengen voor experimentele doeleinden (bv. productie van recombinante eiwitten zoals insuline in *E. coli*). #### 2.4.3 Transductie (via bacteriofagen) Transductie is de overdracht van bacteriële DNA van de ene bacterie naar de andere via een bacteriofaag. * **Lytische cyclus van virulente fagen:** Tijdens de productie van nieuwe faagpartikels kan faag-DNA per ongeluk bacteriële DNA-fragmenten inpakken. * **Beperkte transductie:** Alleen specifieke bacteriële genen die dicht bij de integratieplaats van de profaag liggen, kunnen worden overgedragen. * **Veralgemeende transductie:** Willekeurige bacteriële DNA-fragmenten kunnen in faagpartikels worden ingekapseld. Dit kan zowel bij virulente als getemperde fagen gebeuren. * **Lysogene conversie:** Als profagen genen tot expressie brengen die eigenschappen aan de bacterie verlenen (bv. toxineproductie), spreken we van lysogene conversie. #### 2.4.4 Conjugatie (via pilus) Conjugatie is de overdracht van genetisch materiaal van een donorcel naar een acceptorcel via direct cel-cel contact, meestal via een **conjugatieve pilus** (sex pilus). * **Mechanisme:** De donorcel bezit een F-plasmide (fertility plasmid) met genen voor de pilusvorming en DNA-overdracht. Het plasmide wordt gesplitst, één streng wordt overgedragen, en beide cellen synthetiseren een complementaire streng. De acceptorcel wordt zo een donorcel. * **Overdracht van andere elementen:** Naast F-plasmiden kunnen ook andere plasmiden (bv. R-plasmiden met resistentiegenen) of conjugatieve transposons mee worden overgedragen. Dit maakt conjugatie een belangrijke drijfveer voor de verspreiding van antibioticaresistentie. #### 2.4.5 Transposons en insertiesequenties Deze **mobiele genetische elementen** kunnen 'springen' binnen het DNA, wat leidt tot inserties of deleties. Ze kunnen genen (zoals resistentiegenen) meenemen, genexpressie beïnvloeden en bijdragen aan genetische variatie. ### 2.5 Fenotypische en genotypische variatie in de praktijk #### 2.5.1 Fenotypische variatie Veranderingen in de expressie van genen door omgevingsinvloeden, zonder wijziging van het DNA. Dit is een snelle manier voor bacteriën om zich aan te passen aan veranderende omstandigheden. #### 2.5.2 Genotypische variatie Veranderingen in het DNA zelf, die leiden tot blijvende genetische veranderingen. Deze kunnen leiden tot: * **Voordelige mutaties:** Bv. resistentie tegen antibiotica onder druk van behandeling. * **Nadelige mutaties:** Bv. in genen die essentieel zijn voor groei. * **Dominantie onder selectiedruk:** Mutante stammen met voordelige eigenschappen kunnen de wild-type populatie verdringen. ### 2.6 Antimicrobiële gevoeligheid en resistentie Antimicrobiële middelen zijn stoffen die de groei van micro-organismen remmen of doden. #### 2.6.1 Definities van gevoeligheid en resistentie * **Microbiologisch criterium:** Een bacteriestam wordt als resistent beschouwd als de minimale inhibitoire concentratie (MIC) hoger is dan de normale waarden voor de soort. * **Klinisch criterium:** Een infectie wordt als resistent beschouwd als deze niet reageert op normale doseringen van het antimicrobiële middel. #### 2.6.2 Bepaling van gevoeligheid (Antibiogram) * **MIC (Minimale Inhibitoire Concentratie):** De laagste concentratie van een antimicrobieel middel die de zichtbare groei van een bacterie verhindert. * **MBC (Minimale Bactericide Concentratie):** De laagste concentratie die 99,9% van de bacteriën doodt. * **Disc diffusie methode:** Plaatjes met antibiotica worden op een agarbodem met bacteriën geplaatst. De grootte van de remzone rond het plaatje geeft een indicatie van de gevoeligheid. #### 2.6.3 Indeling in gevoeligheidsklassen * **Gevoelig:** Goede kans op effect in vivo. * **Intermediair:** Effect in vivo is onzeker. * **Resistent:** Grote kans op geen effect in vivo. #### 2.6.4 Natuurlijke (intrinsieke) ongevoeligheid vs. verworven resistentie * **Intrinsieke ongevoeligheid:** Bacteriën bezitten van nature eigenschappen die hen ongevoelig maken voor bepaalde antibiotica (bv. bacteriën zonder celwand zijn ongevoelig voor penicillines). * **Verworven resistentie:** Ontstaat door genetische veranderingen (mutaties of gentransfer) en kan verticaal of horizontaal worden overgedragen. #### 2.6.5 Mechanismen van resistentie * **Verandering van het doelwit:** Mutaties in het doelwitmolecuul van het antibioticum. * **Inactivatie van het antibioticum:** Productie van enzymen die het antibioticum afbreken (bv. $\beta$-lactamasen die penicillines afbreken). * **Verminderde opname of verhoogde efflux:** Effluxpompen transporteren het antibioticum actief uit de cel. * **Ontwikkeling van alternatieve metabole paden:** Bv. sulfonamide-resistentie door verhoogde opname van foliumzuur. #### 2.6.6 Kruisresistentie en multipele resistentie * **Kruisresistentie:** Resistentie tegen één antibioticum kan leiden tot resistentie tegen andere antibiotica van dezelfde klasse of met hetzelfde werkingsmechanisme. * **Multipele resistentie:** Resistentie tegen verschillende klassen van antibiotica die geen kruisresistentie vertonen. Dit ontstaat vaak door de aanwezigheid van plasmiden of transposons met meerdere resistentiegenen. #### 2.6.7 Selectiedruk en antibioticaresistentie Het gebruik van antibiotica selecteert voor resistente bacteriën, waardoor hun populatie toeneemt. Dit is een belangrijke drijfveer voor de evolutie van resistentie. ### 2.7 Faagtherapie Faagtherapie is het gebruik van bacteriofagen om bacteriële infecties te bestrijden. Het is een nieuwe interesse vanwege de toenemende antibioticaresistentie. * **Voordelen:** Gastheerspecifiek (soms zelfs stam-specifiek), kan in contact komen met bacteriën in diverse omgevingen. * **Nadelen:** Kan moeilijk bepaalde locaties bereiken (bv. diep in weefsels), het immuunsysteem kan fagen elimineren, herhaalde toediening nodig, risico op transductie en lysogene conversie (overdracht van virulentiegenen). ### 2.8 Biofilms Biofilms zijn gemeenschappen van bacteriën die zich hechten aan oppervlakken en worden omhuld door een extracellulaire polymere substantie. * **Belang:** Ze bieden bescherming tegen het immuunsysteem, antibiotica en desinfectantia. * **Pathogenese:** Biofilms kunnen leiden tot chronische infecties en weefselschade. Ze zijn moeilijk te behandelen en te verwijderen. ### 2.9 Endosporen Endosporen zijn zeer resistente overlevingsvormen die door sommige bacteriën (bv. *Bacillus* en *Clostridium* soorten) worden gevormd onder ongunstige omstandigheden. Ze zijn bestand tegen hitte, uitdroging, chemicaliën en straling. Sporen kunnen honderden tot duizenden jaren overleven en ontkiemen wanneer de omstandigheden weer gunstig zijn. ### 2.10 Bacteriën met afwijkende structuren * **Mycoplasma's en Ureaplasma's:** Deze bacteriën hebben **geen celwand**, waardoor ze ongevoelig zijn voor $\beta$-lactam antibiotica. Ze bezitten een celmembraan met cholesterol. * **Spirocheten:** Gram-negatieve, spiraalvormige bacteriën met flagellen in de periplasmatische ruimte, wat zorgt voor hun beweeglijkheid. Bekende geslachten zijn *Borrelia*, *Leptospira* en *Brachyspira*. ### 2.11 Metabolisme en groei van bacteriën De groei en het metabolisme van bacteriën worden beïnvloed door diverse omgevingsfactoren. #### 2.11.1 Chemische en fysische voorwaarden voor groei * **Koolstofbron:** Autotroof (CO$_2$) of heterotroof (organisch). Pathogene bacteriën zijn meestal chemo-heterotroof. * **Energiebron:** Chemotroof (chemische verbindingen) of fototroof (licht). * **Zuurtegraad (pH):** De meeste pathogenen groeien optimaal rond neutrale pH (7-7,5). Extreme pH-waarden kunnen dodelijk zijn, hoewel sommige bacteriën (bv. *Helicobacter*) tolerant zijn. * **CO$_2$-concentratie:** Capnofiele bacteriën vereisen hogere CO$_2$-concentraties (5-10%). * **Zuurstofgevoeligheid:** Indeling in obligaat aeroob, facultatief anaëroob, micro-aerofiel en obligaat anaëroob, gebaseerd op de aanwezigheid van enzymen die toxische zuurstofderivaten kunnen afbreken. * **Temperatuur:** Bacteriën hebben minimale, optimale en maximale temperaturen voor groei. * **Vocht en osmotische druk:** Bacteriën hebben water nodig en prefereren isotoon milieu. Hypertoon milieu kan worden gebruikt voor voedselconservering. #### 2.11.2 Bacteriële cel en populatiegroei * **Binaire deling:** Klonale vermenigvuldiging. * **Generatietijd:** Tijd tussen twee opeenvolgende delingen. Dit varieert sterk per bacteriesoort (bv. 15-30 minuten voor veel bacteriën, tot 6 weken voor *Mycobacterium*). ### 2.12 Genetische diversiteit en aanpassing De variatie binnen bacteriële populaties, zowel fenotypisch als genotypisch, is cruciaal voor hun overleving en aanpassing aan verschillende omgevingen, inclusief het menselijk of dierlijk lichaam. Mechanismen zoals mutaties en horizontale gentransfer zorgen voor de snelle verspreiding van nieuwe eigenschappen, met name resistentie tegen antibiotica. Dit stelt bacteriën in staat om te evolueren en te gedijen in diverse en uitdagende omstandigheden. --- # Pathogenese en afweer tegen bacteriële infecties Dit document behandelt de pathogenese van bacteriële infecties, waarbij de interactie tussen bacteriën en hun gastheren centraal staat, en de afweermechanismen van de gastheer. ## 3. Pathogenese en afweer tegen bacteriële infecties ### 3.1 Inleiding tot pathogeniteit * **Definitie van pathogeen:** Een bacterie die ziekte veroorzaakt. * **Microbiota:** De meeste bacteriën zijn commensalen of mutualisten en leven in symbiose met de gastheer, wat bescherming kan bieden tegen pathogenen. Een minderheid is pathogeen. * **Pathogeniteitsspectrum:** * **Obligaat pathogeen:** Veroorzaakt altijd ziekte wanneer aanwezig. * **Facultatief pathogeen:** Veroorzaakt ziekte onder specifieke omstandigheden (bv. verzwakte immuniteit, aanwezigheid op een "verkeerde" locatie). Deze bacteriën behoren vaak tot de normale microbiota. * **Zoönosen:** Infecties die overdraagbaar zijn tussen dieren en mensen. ### 3.2 Bacteriële structuren en hun rol in pathogenese #### 3.2.1 Celwand en gerelateerde structuren * **Gram-kleuring:** Methode gebaseerd op de peptidoglycaanlaag van de celwand; Gram-positief kleurt paars, Gram-negatief kleurt roze. * **Peptidoglycaan:** Essentieel bestanddeel van de bacteriële celwand, vormt een rigide structuur. * **Gram-positief:** Dikke laag peptidoglycaan. * **Gram-negatief:** Dunne laag peptidoglycaan, omgeven door een buitenmembraan. * **Beta-lactam antibiotica:** Remmen de synthese van peptidoglycaan, wat leidt tot cellyse. * **Celwand van Gram-positieve bacteriën:** * **Peptidoglycaan:** Dikke laag. * **Teichoïnezuur en lipoteichoïnezuur:** Verankerd in de celwand en plasmamembraan; functioneren als oppervlakteantigenen, structurele stabilisatie en kunnen afweercellen activeren. * **Effecten bij infectie:** Lipoteichoïnezuur kan bij vrijkomen in de bloedbaan (bacteriemie/septicemie) leiden tot een systemische ontstekingsreactie, koorts, shock en sterfte door activatie van Toll-like receptoren (TLR) op immuuncellen. * **Celwand van bijzondere Gram-positieve bacteriën (bv. *Mycobacterium*):** * **Mycomembraan:** Lipidenrijk (mycolaatzuur), maakt de bacterie resistent tegen afdoding door macrofagen en zorgt voor persistentie. * **Lipoarabinomannan (LAM):** Kan TLR's activeren en de gevoeligheid voor interferon-gamma verminderen, wat de immuunrespons ontregelt. * **Celwand van Gram-negatieve bacteriën:** * **Binnenmembraan (plas mamembraan):** Dubbele laag fosfolipiden. * **Peptidoglycaanlaag:** Dunne laag. * **Buitenmembraan:** Bevat lipopolysachariden (LPS), lipoproteïnen (LP) en porines. * **LPS:** Bestaat uit Lipid A (endotoxine), een kernpolysacharide en O-antigenen. Lipid A is een krachtige inductor van ontstekingsreacties via TLR4, wat kan leiden tot endotoxine shock. O-antigenen zijn belangrijk voor serotypering. LPS beschermt de bacterie tegen toxische stoffen en het complementsysteem. * **Porines:** Kanalen voor transport van kleine moleculen. * **Magnesium (Mg²⁺):** Stabiliseert de buitenmembraan en maakt de bacterie minder gevoelig voor externe antimicrobiële factoren. * **Kapsel:** Buiten de celwand, vaak polysaccharidisch; verbetert overleving, kolonisatie, invasie en beschermt tegen fagocytose en complement. #### 3.2.2 Aanhangsels * **Flagellen:** Zorgen voor beweeglijkheid; H-antigenen kunnen door het immuunsysteem herkend worden. * **Pili en fimbriae:** Betrokken bij adhesie aan gastheercellen (F-antigenen). * **Conjugeerbare pili (sex pili):** Betrokken bij DNA-uitwisseling (conjugatie). * **Fimbriae:** Cruciaal voor adhesie, bv. enterotoxigene *E. coli* (ETEC) gebruikt specifieke fimbriae voor binding aan enterocyten. * **Membraanvesikels:** Kleine afsnoeringen van de celwand die virulentiefactoren, DNA of endotoxinen kunnen bevatten, en helpen bij weefselpenetratie, immunomodulatie of DNA-overdracht. #### 3.2.3 Productie van toxines * **Exotoxines:** Eiwitten, meestal gesecreteerd, die specifieke toxische activiteiten uitoefenen (bv. neurotoxines, enzymen die weefsels afbreken). Kunnen worden gebruikt als antigenen voor vaccins (toxoiden). * **Endotoxines (bv. LPS, lipoteichoïnezuur):** Componenten van de celwand die bij vrijkomen ontstekingsreacties veroorzaken. * **RTX-toxines:** Een klasse van toxines die herhalingen van bepaalde peptiden bevatten en celmembranen kunnen perforeren (bv. leucotoxine van *Mannheimia haemolytica*, Apx-toxines van *Actinobacillus pleuropneumoniae*). ### 3.3 Bacteriële strategieën voor infectie en overleving #### 3.3.1 Invasie en kolonisatie * **Adhesie:** Binding aan gastheercellen, vaak via fimbriae of specifieke oppervlakte-eiwitten. * **Invasie:** Binnendringen van gastheercellen of weefsels. * **Extracellulaire bacteriën:** Vermeerderen zich buiten cellen (bv. op epitheel, in bloed). * **Facultatief intracellulaire bacteriën:** Kunnen zowel buiten als binnen gastheercellen (vooral macrofagen) overleven en vermeerderen (bv. *Salmonella*, *Mycobacterium*, *Brucella*). * **Obligaat intracellulaire bacteriën:** Vereisen gastheercellen voor vermeerdering (bv. *Chlamydia*, *Rickettsia*). * **Type III en IV secretiesystemen:** Mechanisme waarmee bacteriën eiwitten (virulentiefactoren) direct in gastheercellen injecteren. #### 3.3.2 IJzeropname * **IJzerrestrictie:** De gastheer beperkt de beschikbaarheid van vrij ijzer door het te binden aan eiwitten (transferrine, lactoferrine, hemoglobine). * **Bacteriële strategieën:** * **Sideroforen:** Kleine moleculen die ijzer binden en opnemen via specifieke receptoren (bv. siderofoor-receptoren). * **Directe ijzeropname:** Binding aan transferrine- of hemoglobine-receptoren. #### 3.3.3 Ontsnapping aan het immuunsysteem * **Kapsel:** Voorkomt fagocytose en complementactivatie. * **Productie van toxines:** Doden immuuncellen (bv. fagocyten). * **Intracellulaire levenswijze:** Ontsnapping aan humorale immuniteit en fagocytose. * **Mechanismen ter weerstand tegen fagocytose en celdoding:** * **Verhinderen van fagolysosoomfusie:** Bepaalde bacteriën voorkomen dat het fagosoom fuseert met lysosomen in macrofagen. * **Productie van catalase en superoxide dismutase:** Neutraliseren reactieve zuurstofspecies. * **Lipidenrijke celwand:** Maakt bacteriën resistent tegen lysosomale enzymen. * **Biofilmvorming:** Creëert een beschermende matrix waarin bacteriën minder gevoelig zijn voor immuunfactoren en antibiotica. * **Antigenische variatie:** Constante verandering van oppervlakte-antigenen om herkenning door antistoffen te ontwijken. * **Inhibitie van complementactivatie:** Door bv. het binden van membraanvesikels of het hebben van een kapsel met sialinezuur. #### 3.3.4 Overleving in de omgeving * **Endosporen:** Zeer resistente overlevingsvormen van bepaalde bacteriën (bv. *Clostridium*, *Bacillus*) die bestand zijn tegen hitte, desinfectiemiddelen en uitdroging. ### 3.4 Bacteriële genetische variatie en resistentie * **Mutaties:** Veranderingen in DNA-sequenties, kunnen leiden tot verlies van virulentie of ontstaan van resistentie. * **Horizontale gentransfer:** * **Transformatie:** Opname van "naakt" DNA uit de omgeving. * **Transductie:** Overdracht van DNA via bacteriofagen. * **Conjugatie:** Overdracht van DNA (vaak plasmiden) via directe cel-cel contact. * **Plasmiden:** Extrachromosomale DNA-moleculen die vaak genen voor virulentie en/of antimicrobiële resistentie dragen. * **Transposons en insertiesequenties:** "Springende genen" die kunnen bijdragen aan de verspreiding van resistentiegenen. * **Antimicrobiële resistentie:** * **Intrinsieke resistentie:** Binnen de soort aanwezige resistentie door bacteriële eigenschappen (bv. geen doelwit voor antibioticum, effluxpompen). * **Verworven resistentie:** Door mutaties of horizontale gentransfer. Mechanismen omvatten inactivering van antibiotica (bv. bèta-lactamasen), modificatie van het doelwit, verminderde opname, verhoogde efflux, of het ontwikkelen van alternatieve metabole routes. * **Kruisresistentie:** Resistentie tegen een antibioticum geeft ook resistentie tegen andere, vergelijkbare middelen. * **Multipele resistentie:** Resistentie tegen verschillende klassen antibiotica, vaak door plasmiden of transposons. * **Selectiedruk:** Gebruik van antibiotica selecteert voor resistente bacteriën, wat leidt tot een toename van multiresistente stammen. ### 3.5 Gastheerrespons: Afweer tegen bacteriële infecties #### 3.5.1 Aangeboren immuniteit (Natuurlijke weerstand) * **Fysieke barrières:** Huid, slijmvliezen, trilhaarepitheel, spoelingseffect. * **Chemische barrières:** Zuurtegraad (maag), lysozyme, ijzerbindende eiwitten, antimicrobiële peptiden (bv. defensines). * **Cellulaire componenten:** Fagocyten (neutrofielen, macrofagen), Natural Killer (NK) cellen. * **Ontstekingsreactie:** Gemedieerd door cytokines en chemokines, leidt tot vasodilatatie, verhoogde vasculaire permeabiliteit en aan trekken van immuuncellen. * **Complementsysteem:** Een cascade van eiwitten die kunnen leiden tot opsonisatie, lyse (via MAC), en vrijstelling van ontstekingsmediatoren. #### 3.5.2 Verworven (Adaptieve) immuniteit * **Specifiek:** Gericht tegen specifieke antigenen van de bacterie. * **Geheugen:** Snellere en sterkere respons bij herhaalde blootstelling. * **Humorale immuniteit:** * **Antistoffen (Ig):** Geproduceerd door B-cellen. Kunnen bacteriën neutraliseren, opsoniseren (faciliteren fagocytose), complement activeren, of toxines neutraliseren. * **Cellulaire immuniteit:** * **T-helpercellen (CD4+):** Coördineren de immuunrespons, activeren B-cellen en macrofagen (via cytokines zoals IFN-γ). * **Cytotoxische T-lymfocyten (CD8+):** Doden geïnfecteerde gastheercellen. * **Geactiveerde macrofagen:** Verhoogd vermogen tot fagocytose en bacteriedoding. #### 3.5.3 Relatie tussen gastheer en bacterie * **Gastheerspecificiteit:** Verschillende diersoorten zijn verschillend gevoelig voor specifieke bacteriën, deels door de aanwezigheid van specifieke receptoren of de effectiviteit van hun immuunsysteem. * **Commensalisme en mutualisme:** De normale microbiota kan de gastheer beschermen tegen pathogenen door competitie (nutriënten, bindingsplaatsen) en productie van antimicrobiële stoffen. * **Pathogenese:** Hoe bacteriën ziekte veroorzaken (invasie, toxineproductie, ontwijken van immuunsysteem). * **Immunopathologie:** Overmatige immuunrespons van de gastheer kan zelf schade veroorzaken (bv. septische shock door LPS). ### 3.6 Voorkomen van bacteriële infecties: Vaccinatie en behandeling * **Vaccins:** Stimuleren adaptieve immuniteit. * **Levende vaccins:** Gebruiken verzwakte of gemanipuleerde levende bacteriën. Stimuleren zowel cellulaire als humorale immuniteit en mucosale immuniteit. * **Niet-levende vaccins:** Gebruiken geïnactiveerde bacteriën, toxoiden (geïnactiveerde toxines), subunitvaccins (specifieke antigenen), of DNA/mRNA-vaccins. * **Adjuvantia:** Stoffen die de immuunrespons op vaccins versterken. * **Antibiotica:** Behandeling van bacteriële infecties, maar gebruik kan leiden tot resistentie en verstoring van de microbiota (dysbiose). ### 3.7 Biofilms * **Definitie:** Gemeenschappen van bacteriën ingesloten in een extracellulaire polymere substantie (EPS) op een oppervlak. * **Pathogenese:** Bieden bescherming tegen immuunsysteem, antibiotica en desinfectiemiddelen, leiden tot chronische infecties en weefselschade (bv. katheterinfecties, tandplak). ### 3.8 Microbiota en gezondheid * De samenstelling van de microbiota heeft een diepgaande invloed op de gezondheid van de gastheer, inclusief spijsvertering, immuniteit en bescherming tegen pathogenen. * **Dysbiose:** Een verstoorde samenstelling van de microbiota kan leiden tot ziekte. * **Factoren die microbiota beïnvloeden:** Leeftijd, voeding, antibioticagebruik, ziekte. * **Interventies:** Probiotica (levende micro-organismen) en prebiotica (niet-verteerbare voedingsbestanddelen) kunnen de microbiota positief beïnvloeden. ### 3.9 Afwijkende bacteriële morfologieën * **Spirocheten:** Spiraalvormige, beweeglijke bacteriën met flagellen in de periplasmatische ruimte (bv. *Borrelia*, *Leptospira*). * **Mycoplasma en Ureaplasma:** Bacteriën zonder celwand, wat ze resistent maakt tegen bèta-lactam antibiotica. * **Endosporen:** Zeer resistente structuren die de overleving van bacteriën in ongunstige omstandigheden mogelijk maken. ### 3.10 Pathogenese van specifieke bacteriële infecties #### 3.10.1 *Clostridium tetani* (Tetanus) * Gram-positieve, sporenvormende anaerobe bacterie. * **Pathogenese:** Veroorzaakt ziekte door het tetanospasmine neurotoxine, dat retrogradig via zenuwen naar het centrale zenuwstelsel migreert en de synaptische overdracht van remmende neuronen blokkeert, leidend tot spastische paralyse (kramptoestand). * **Besmetting:** Via besmette wonden, navelstrenginfecties. #### 3.10.2 *Salmonella* spp. * Gram-negatieve Enterobacteriaceae, facultatief intracellulair. * **Pathogenese:** Invasie van darmepitheelcellen (via Type III secretiesysteem), vermeerdering in macrofagen, en systemische verspreiding. Serotypes verschillen in gastheerspecificiteit en de ernst van de infectie. * **Virulentiefactoren:** LPS (endotoxine), fimbriae, Type III secretiesystemen (SPI-1, SPI-2), ijzeropnamesystemen. #### 3.10.3 *Actinobacillus pleuropneumoniae* * Gram-negatieve Pasteurellaceae, die pneumonie bij varkens veroorzaakt. * **Virulentiefactoren:** Apx-toxines (perforeren cellen), kapsel (ontsnapt aan fagocytose en complement). #### 3.10.4 *Helicobacter* spp. * Gram-negatieve, micro-aerofiele spirocheten die maag- en darmwandinfecties veroorzaken. * **Mechanismen:** Productie van urease (neutraliseert maagzuur), adhesines, en toxines (bv. cytotoxine geassocieerd met gastritis). #### 3.10.5 *Rhodococcus equi* * Gram-positieve, facultatief intracellulaire bacterie die longabcessen veroorzaakt bij veulens. * **Virulentiefactoren:** Genetisch materiaal op plasmiden (vap-genen) is cruciaal voor overleving in macrofagen. #### 3.10.6 *Borrelia burgdorferi* (Lyme disease) * Gram-negatieve spirocheet, overgedragen door teken. * **Pathogenese:** Kan chronische infecties veroorzaken, ontsnapt aan immuunrespons door variatie van oppervlakte-antigenen en biofilmvorming. #### 3.10.7 *Mycobacterium bovis* (Rundertuberculose) * Gram-positieve, lipidenrijke celwand maakt de bacterie resistent tegen afdoding door macrofagen. * **Pathogenese:** Vorming van granulomen in longen en andere organen, chronische infectie, ontwijken van immuunrespons. #### 3.10.8 Dermatofyten (*Microsporum*, *Trichophyton*) * Schimmels die huidaandoeningen (dermatomycosen) veroorzaken door invasie van keratine-rijke weefsels. * **Pathogenese:** Productie van enzymen die keratine afbreken, wat leidt tot ontsteking en huidschade. #### 3.10.9 *Aspergillus fumigatus* * Schimmel die mycosen (bv. aspergillose) veroorzaakt, met name in de luchtwegen, vooral bij immunosuppressie of hoge infectiedruk. * **Virulentiefactoren:** Productie van proteases, glycosylhydrolases, en mycotoxines (bv. gliotoxine, aflatoxine). #### 3.10.10 *Malassezia pachydermatis* * Een gist die een normale huidbewoner is, maar kan bijdragen aan dermatitis en otitis bij honden, vooral bij predisponerende factoren zoals allergieën. --- **Tip:** Concentreer je bij het bestuderen op de specifieke mechanismen waarmee bacteriën invasie, adhesie, ontwijking van het immuunsysteem en resistentie tegenover antibiotica bewerkstelligen. Begrijp ook de verschillende typen interacties tussen bacteriën en hun gastheren (symbiose, commensalisme, parasitisme). **Tip:** Maak gebruik van de tabellen en vergelijkingen om structurele verschillen tussen bacteriën (Gram-positief vs. Gram-negatief) en de werking van antibiotica te onthouden. **Tip:** Begrijp de basisprincipes van adaptieve immuniteit en hoe deze specifiek is gericht tegen bacteriële antigenen, inclusief de rol van antistoffen en T-cellen. **Tip:** Wees kritisch bij het interpreteren van diagnostische resultaten; de isolatie van een bacterie betekent niet altijd dat deze de oorzakelijke agens is. Denk aan de normale microbiota en facultatief pathogenen. --- # Microbiota, metabolisme en groeibevordering bij bacteriën Hier is een gedetailleerde en uitgebreide samenvatting van het onderwerp "Microbiota, metabolisme en groeibevordering bij bacteriën", opgesteld als een examenklare studiehandleiding. ## 4 Microbiota, metabolisme en groeibevordering bij bacteriën Dit onderwerp onderzoekt hoe de microbiota de gezondheid, metabolische processen en groeiomstandigheden van bacteriën beïnvloedt, met speciale aandacht voor de rol van voeding, probiotica en organische zuren. ### 4.1 De bacteriële cel: structuur en functie Bacteriën worden gekenmerkt door hun diverse morfologie, variërend van kokken en bacillen tot meer afwijkende vormen zoals spirocheten. Hun grootte wordt bepaald door hun genetisch materiaal, celwand en cytoplasmatische componenten. #### 4.1.1 Celwandstructuur en belang De celwand is cruciaal voor de overleving van bacteriën, biedt stevigheid en bescherming tegen osmotische druk. De samenstelling van de celwand verschilt tussen Gram-positieve en Gram-negatieve bacteriën, wat invloed heeft op hun gevoeligheid voor antibiotica. * **Gram-positieve celwand:** Gekenmerkt door een dikke laag peptidoglycaan, lipoteichoïnezuren en teichoïnezuren. Lipoteichoïnezuren ankeren in de plasmamembraan en steken door de peptidoglycaanlaag, terwijl teichoïnezuren door de laag lopen. Deze componenten fungeren als oppervlakte-antigenen en dragen bij aan adhesie en ontstekingsreacties. Infecties met Gram-positieve bacteriën kunnen leiden tot het vrijkomen van celwandcomponenten, zoals lipoteichoïnezuur, die systemische ziekteverschijnselen veroorzaken. * **Gram-negatieve celwand:** Bestaat uit een binnenste membraan (plasmamembraan), een dunne laag peptidoglycaan in de periplasmatische ruimte, en een buitenste membraan. De buitenste membraan bevat lipopolysachariden (LPS) met lipid A, dat als endotoxine fungeert en een krachtige ontstekingsreactie veroorzaakt. Porines in de buitenste membraan reguleren het transport van kleine moleculen. De buitenmembraan biedt bescherming tegen toxische stoffen en het complementsysteem. * **Bijzondere celwanden:** Sommige bacteriën, zoals *Mycobacterium* en *Rhodococcus equi*, hebben een lipidenrijke celwand die hen resistenter maakt tegen afdoding door macrofagen en persistentie in de gastheer bevordert. *Mycoplasma* en *Ureaplasma* daarentegen hebben geen celwand, wat hen ongevoelig maakt voor celwandsynthese-remmers. #### 4.1.2 Cytoplasmatische elementen en genetisch materiaal Het cytoplasma van bacteriën bevat ribosomen (70S) en genetisch materiaal, waaronder een chromosoom en plasmiden. Plasmiden zijn circulaire DNA-moleculen die vaak virulentie- en resistentiegenen dragen en kunnen worden overgedragen tussen bacteriën. Pathogeniteitseilanden zijn DNA-fragmenten die coderen voor virulentiefactoren en kunnen chromosomaal of plasmidaal zijn geïntegreerd. #### 4.1.3 Overlevingsstructuren: endosporen Bepaalde bacteriën, zoals *Bacillus* en *Clostridium* soorten, kunnen endosporen vormen. Dit zijn extreem resistente overlevingsvormen die bestand zijn tegen extreme temperaturen, desinfectiemiddelen en uitdroging. Onder gunstige omstandigheden kunnen sporen ontkiemen tot actieve vegetatieve cellen. ### 4.2 Metabolisme en groeiomstandigheden van bacteriën Bacteriële groei wordt beïnvloed door diverse chemische en fysische factoren. #### 4.2.1 Chemische vereisten voor groei * **Koolstofbron:** Bacteriën kunnen autotroof (CO2 als koolstofbron) of heterotroof (organische stoffen) zijn. Pathogene bacteriën zijn meestal chemo-heterotroof. * **Energiebron:** Chemotrofen verkrijgen energie uit chemische reacties (organisch of anorganisch), terwijl fototrofen lichtenergie gebruiken. * **Respiratie en fermentatie:** Respiratie omvat de overdracht van elektronen naar een acceptor (zuurstof of een niet-zuurstofverbinding) voor ATP-productie. Fermentatie is een anaërobe metabolisme waarbij organische stoffen worden omgezet tot organische zuren, alcoholen en/of gassen, met ATP-productie via substraat-niveau fosforylering. * **Zuurtegraad (pH):** De meeste pathogenen groeien optimaal rond pH 7-7.5. Extreme pH-waarden kunnen fataal zijn, hoewel sommige bacteriën, zoals *Helicobacter* en *Mycobacterium*, aangepaste overlevingsmechanismen hebben. * **Zuurstofgevoeligheid:** Bacteriën worden ingedeeld op basis van hun zuurstofbehoefte: obligaat aëroob, facultatief anaëroob, micro-aerofiel en obligaat anaëroob. Deze indeling hangt samen met de aanwezigheid van enzymen die toxische zuurstofderivaten kunnen afbreken. * **Vocht en osmotische druk:** Bacteriën prefereren een isotoon milieu. Hypertoon en hypotone omstandigheden kunnen de groei remmen of afdoding veroorzaken, maar kunnen ook worden benut voor voedselconservering. #### 4.2.2 Fysische vereisten voor groei * **Temperatuur:** Bacteriën hebben een optimaal temperatuurbereik voor groei. Temperaturen onder het minimum remmen de groei, terwijl temperaturen boven het maximum dodelijk zijn. * **CO2-concentratie:** Capnofiele bacteriën vereisen een verhoogde CO2-concentratie voor optimale groei. ### 4.3 Invloed van de microbiota op de gezondheid van mens en dier De microbiota, de verzameling micro-organismen die op en in een gastheer leven, speelt een cruciale rol in de gezondheid. #### 4.3.1 Samenstelling en functie van de microbiota * **Belang:** De microbiota fungeert als een "extra orgaan", essentieel voor spijsvertering, bescherming tegen pathogenen en immuunontwikkeling. De samenstelling is dynamisch en wordt beïnvloed door leeftijd, locatie (darm, huid, luchtwegen, etc.), dieet, en genetica. * **Gastro-intestinale microbiota:** De darmflora is essentieel voor de afbraak van complexe nutriënten, de productie van vitaminen en korteketenvetzuren (SCFA), en de competitie met pathogenen. Veranderingen in de darmflora, dysbiose genoemd, kunnen leiden tot gezondheidsproblemen. * **Microbiota van andere locaties:** De huid, luchtwegen en urogenitale tractus hebben ook hun eigen microbiota, die beschermende en metabolische functies vervullen. #### 4.3.2 Manipulatie van de microbiota De microbiota kan worden gestuurd via: * **Voeding:** Dierlijk eiwit, vezels en vetgehalte in voer beïnvloeden de samenstelling van de microbiota. * **Additieven:** * **Probiotica:** Levende micro-organismen die, bij toediening in voldoende hoeveelheden, een gezondheidsvoordeel bieden aan de gastheer. Ze kunnen de spijsvertering verbeteren, antimicrobiële stoffen produceren, en de immuniteit stimuleren. * **Prebiotica:** Niet-verteerbare voedingsbestanddelen die selectief de groei en activiteit van gunstige bacteriën stimuleren. * **Organische zuren:** Worden gebruikt voor voederconservering, desinfectie van drinkwater, en ter verbetering van de darmgezondheid door hun antimicrobiële werking en het beïnvloeden van de pH. ### 4.4 Pathogenese van bacteriële infecties Bacteriële infecties ontstaan wanneer pathogenen de afweer van de gastheer overwinnen. #### 4.4.1 Bacteriële virulentiefactoren * **Invasie:** Vermogen om de gastheer te koloniseren en zich te vermenigvuldigen, eventueel via doorbraak naar bloedbaan en organen. * **Extracellulaire bacteriën:** Vermenigvuldigen zich buiten gastheercellen. * **Facultatief intracellulaire bacteriën:** Kunnen zowel binnen als buiten gastheercellen overleven (bv. *Salmonella*, *Mycobacterium*). * **Obligaat intracellulaire bacteriën:** Vereisen gastheercellen voor vermenigvuldiging (bv. *Chlamydia*, *Rickettsia*). * **Productie van toxines:** * **Exotoxines:** Eiwitten die door bacteriën worden uitgescheiden en diverse cellulaire processen verstoren. Ze kunnen neurotoxisch, enterotoxisch of cytotoxisch zijn. * **Endotoxines:** Componenten van de celwand van Gram-negatieve bacteriën (LPS) die sterke ontstekingsreacties en koorts veroorzaken. * **Ontsnappen aan afweer:** Mechanismen om fagocytose, complementactivatie en immuniteit te ontwijken (bv. kapselvorming, productie van enzymen). * **Adhesie:** Vermogen om zich te hechten aan gastheercellen, vaak via fimbriae of pili. * **IJzeropname:** Pathogene bacteriën hebben efficiënte systemen om ijzer uit de gastheer te onttrekken, omdat ijzer essentieel is voor hun groei. #### 4.4.2 Vertragingen in de pathogenese * **Incubatieperiode:** De tijd tussen infectie en het optreden van ziekteverschijnselen. * **Biofilms:** Bacteriële gemeenschappen ingesloten in een extracellulaire polymere substantie, die hen resistent maakt tegen afweer en antibiotica. ### 4.5 Afweer tegen bacteriële infecties De gastheer beschikt over aangeboren en verworven immuniteit om bacteriële infecties te bestrijden. #### 4.5.1 Aangeboren immuniteit * **Fysische en chemische barrières:** Huid, slijmvliezen, spoelingseffecten, pH, antimicrobiële peptiden, ijzerbindende proteïnen, lysozyme en het complementsysteem. * **Cellulaire componenten:** Fagocyten (macrofagen, neutrofielen) en NK-cellen. #### 4.5.2 Verworven (adaptieve) immuniteit * **Specifiek:** Gericht tegen specifieke pathogenen of hun componenten (antigenen). * **Geheugen:** Opbouw van immunologisch geheugen waardoor een snellere en sterkere respons optreedt bij herinfectie. * **Mechanismen:** * **Humorale immuniteit:** Productie van antistoffen door B-cellen, die pathogenen neutraliseren, opsoniseren of activeren van het complementsysteem. * **Cellulaire immuniteit:** Cytotoxische T-cellen doden geïnfecteerde cellen, terwijl geactiveerde macrofagen pathogenen fagocyteren en intracellulaire bacteriën bestrijden. #### 4.5.3 Vaccinatie Vaccins stimuleren de adaptieve immuniteit door het toedienen van antigenen (bv. geïnactiveerde bacteriën, toxoïden, subunit vaccins) om een immuunrespons op te wekken zonder ziekte te veroorzaken. Levende verzwakte vaccins stimuleren vaak een sterkere en langdurigere immuniteit, inclusief mucosale immuniteit. ### 4.6 Antibacteriële middelen en resistentie Antibiotica en chemotherapeutica zijn middelen die de groei van bacteriën remmen of ze doden. #### 4.6.1 Werkingsmechanismen en spectrum Antibiotica werken via verschillende mechanismen (bv. celwandsynthese remming, eiwitsynthese remming, nucleïnezuur synthese remming). Ze kunnen een nauw of breed spectrum hebben. #### 4.6.2 Antimicrobiële resistentie * **Intrinsieke resistentie:** Natuurlijke ongevoeligheid van bacteriën voor bepaalde antibiotica. * **Verworven resistentie:** Ontwikkeling van resistentie door genetische veranderingen (mutaties) of de overdracht van resistentiegenen (plasmiden, transposons) via horizontale gentransfer (conjugatie, transformatie, transductie). * **Mechanismen:** Productie van enzymen die antibiotica inactiveren, verandering van het doelwit, effluxpompen, of reductie van accumulatie. * **Gevolgen:** Beperkte behandelingsopties, verspreiding van resistentie naar mens en milieu. #### 4.6.3 Gebruik van antibiotica Verantwoord antibioticagebruik is essentieel om de ontwikkeling van resistentie te beperken. Dit omvat het kiezen van het juiste antibioticum op basis van gevoeligheidsbepalingen en het vermijden van breedspectrum antibiotica waar mogelijk. #### 4.6.4 Faagtherapie Een potentieel alternatief voor antibiotica, waarbij bacteriofagen (virussen die bacteriën infecteren) worden gebruikt om specifieke bacteriën te doden. --- ### 4.7 Invloed van de microbiota op de gezondheid van mens en dier (uitbreiding) De rol van de microbiota is veelomvattender dan alleen spijsvertering en bescherming; het beïnvloedt ook de ontwikkeling van het immuunsysteem en zelfs metabole processen buiten het spijsverteringskanaal. #### 4.7.1 De darm-brein-as en het microbioom-metabolisme-interactie De interactie tussen de darmmicrobiota en de hersenen, via de zogenaamde darm-brein-as, wordt steeds duidelijker. Bacteriële metabolieten kunnen signalen afgeven die neurologische functies en gedrag beïnvloeden. Daarnaast spelen bacteriële metabolieten een sleutelrol in de stofwisseling van de gastheer, inclusief de energiebalans en de synthese van belangrijke moleculen. #### 4.7.2 Manipulatie van de microbiota voor gezondheidsbevordering * **Voedingsstrategieën:** Naast vezels en prebiotica, wordt er gekeken naar de rol van specifieke voedingscomponenten in het moduleren van de microbiota. De timing van voerveranderingen (bv. spenen) is ook cruciaal, omdat dit de darmbarrière tijdelijk kan verzwakken, wat opportunistische pathogenen een voordeel geeft. * **Nieuwe probiotische stammen en synbiotica:** Onderzoek richt zich op het identificeren van nieuwe, effectievere probiotische stammen en de combinatie van probiotica met prebiotica (synbiotica) voor synergetische effecten. * **Postbiotica:** Bestaan uit inactieve bacteriële bestanddelen of metabolieten die gezondheidsvoordelen bieden zonder de risico's van levende organismen. #### 4.7.3 Organische zuren en hun toepassingen Organische zuren, zoals azijnzuur, propionzuur en boterzuur, hebben niet alleen een antimicrobieel effect, maar beïnvloeden ook de lokale pH, de darmbarrière-integriteit en de immuunrespons. Boterzuur, bijvoorbeeld, is een belangrijke energiebron voor enterocyten en heeft ontstekingsremmende eigenschappen. De vorm waarin organische zuren worden toegediend (zouten, veresterd, gecoat) beïnvloedt hun afgifte en werkzaamheid in het maag-darmkanaal. ### 4.8 Pathogenese van bacteriële infecties: complexiteit en interacties De ontwikkeling van een bacteriële infectie is een complex samenspel tussen de bacterie en de gastheer, waarbij meerdere factoren een rol spelen. #### 4.8.1 Synergie tussen bacteriën en virussen Virale infecties kunnen de gastheer verzwakken door de immuunrespons te onderdrukken of epitheelbarrières te beschadigen, waardoor bacteriële co-infecties gemakkelijker kunnen ontstaan. Dit is bijvoorbeeld relevant bij luchtweginfecties bij pluimvee en herkauwers. #### 4.8.2 Rol van de omgeving en infectiedruk Omgevingsfactoren zoals vochtigheid, temperatuur en de aanwezigheid van organisch materiaal kunnen de groei en overleving van pathogenen beïnvloeden, wat leidt tot een hogere infectiedruk. Dit is cruciaal voor de verspreiding van bijvoorbeeld *Clostridium tetani* in bevuilde wonden, of *Aspergillus* in vochtige omgevingen. #### 4.8.3 Bacteriële secretiesystemen en membraanvesikels Geavanceerde secretiesystemen (bv. Type III en Type IV) maken het mogelijk voor bacteriën om toxines, enzymen of zelfs DNA direct in gastheercellen te injecteren of over te dragen. Membraanvesikels kunnen fungeren als "bacteriële bommen" die diep in weefsels kunnen doordringen en ontstekingsreacties veroorzaken. ### 4.9 Resistentie tegen antibiotica en de gevolgen Antimicrobiële resistentie (AMR) is een groeiende wereldwijde bedreiging. #### 4.9.1 Selectiedruk en co-selectie Het gebruik van antibiotica, zowel therapeutisch als subtherapeutisch (bv. in diervoeders), creëert een selectiedruk die de overleving en vermenigvuldiging van resistente bacteriën bevordert. Co-selectie treedt op wanneer resistentiegenen, vaak op plasmiden, samen met virulentiegenen worden overgedragen, waardoor de verspreiding van zowel resistentie als pathogeniciteit wordt bevorderd. #### 4.9.2 Impact op behandeling en volksgezondheid AMR bemoeilijkt de behandeling van bacteriële infecties bij dieren, leidt tot hogere mortaliteit, langdurige ziekte en hogere kosten. De overdracht van resistente bacteriën en genen van dier naar mens via de voedselketen of direct contact is een ernstige volksgezondheidskwestie. #### 4.9.3 Alternatieve therapieën: Faagtherapie en Virolysine therapie Met de toenemende resistentie tegen antibiotica, wordt er opnieuw interesse getoond in faagtherapie (gebruik van bacteriofagen) en virolysine therapie (gebruik van faag-afgeleide enzymen die celwanden afbreken). Deze therapieën bieden specifieke en potentieel effectieve alternatieven. --- **Tip:** Begrijp de relatie tussen de celwandstructuur (Gram-positief, Gram-negatief, speciale celwanden) en de gevoeligheid voor verschillende klassen antibiotica. Dit is een essentieel concept voor het klinisch toepassen van antimicrobiële middelen. **Tip:** Concentreer je op de belangrijkste mechanismen van resistentie-overdracht (plasmiden, transposons, conjugatie) en de impact van selectiedruk. Dit is een veelvoorkomend examenonderwerp. **Tip:** Maak een overzicht van de belangrijkste virulentiefactoren per bacteriegroep (bv. fimbriae, toxines, kapsel) en hun functie in de pathogenese. **Tip:** Begrijp de verschillende methoden van horizontale gentransfer en waarom ze belangrijk zijn voor de verspreiding van resistentie en virulentie. **Tip:** De interactie tussen de microbiota en de gastheer is complex. Bestudeer hoe de microbiota de immuniteit, spijsvertering en zelfs gedrag beïnvloedt, en hoe dit kan worden gemanipuleerd via voeding, probiotica en prebiotica. **Tip:** Leer de indeling van bacteriën op basis van hun zuurstofbehoefte en de implicaties daarvan voor hun groeiomstandigheden en de behandeling van infecties. --- # Schimmels en hun rol in infecties Dit deel behandelt de biologie van schimmels, inclusief hun structuur, voortplanting, pathogenese en de ziektebeelden die ze kunnen veroorzaken, zoals mycosen en mycotoxicose. ## 5. Schimmels en hun rol in infecties Schimmels zijn eukaryote organismen met een celwand, bestaande uit chitine en andere polysachariden zoals mannanen en glucanen. Ze bezitten een celkern en andere organellen zoals mitochondria. Ze kunnen meercellig (schimmels) of eencellig (gisten) zijn. De meeste schimmels zijn nuttig of onschadelijk, maar een klein aantal kan pathogeen zijn, vooral bij verzwakte immuunsystemen. ### 5.1 Morfologie en structuur van schimmels #### 5.1.1 Schimmels (filamentus) * **Morfologie:** Meercellig, filamenteus. Ze vormen een dicht netwerk van lange, vertakte buisvormige structuren genaamd hyfen. Dit geheel van hyfen wordt mycelium genoemd. * **Hyfen:** Kunnen gesepteerd (met tussenschotten) of aseptaat zijn. De groeivorm is apicaal en centrifugaal. Sommige hyfen kunnen pigmentatie vertonen (bijvoorbeeld melanine). * **Voortplanting:** Voornamelijk via aseksuele sporen (conidiën, sporangiosporen) of seksuele sporen (zygosporen, ascosporen), die dienen voor verspreiding en overleving. * **Voorbeelden:** Aspergillus (sporen vormen conidioforen) en dermatofyten zoals Microsporum en Trichophyton (vormen macro- en microconidiën, arthrosporen en chlamydosporen). #### 5.1.2 Gisten (unicellulair) * **Morfologie:** Eencellig, rond tot ovaal van vorm. * **Voortplanting:** Voornamelijk door knopvorming (budding), waarbij een kleine dochtercel zich afsnoert. Ze kunnen ook pseudohyfen vormen, wat lijkt op een meercellige structuur. Gisten vormen geen echte sporen, maar wel zogenaamde blastosporen die vegetatief zijn. * **Voorbeelden:** Malassezia pachydermatis (normale huidbewoner bij honden, kan dermatitis en otitis veroorzaken). #### 5.1.3 Fungi met afwijkende morfologie * **Chromista (bv. Saprolegnia):** Worden beschouwd als waterschimmels. Ze vormen hyfen zonder septa en produceren zoösporen met flagellen. ### 5.2 Groei en vermeerdering van schimmels * **Omgevingsfactoren:** Schimmels gedijen goed bij hoge relatieve vochtigheid, temperaturen die afhankelijk zijn van de soort (thermofiel, psychrofiel, mesofiel, psychrotolerant), en een licht zure pH. * **Voedingsstoffen:** Ze hebben koolstof- en stikstofbronnen nodig, evenals mineralen. Ze scheiden enzymen (proteasen, hydrolasen) af om complexe voedingsstoffen af te breken en nutriënten op te nemen. * **Toxineproductie:** Sommige schimmels kunnen toxines produceren. ### 5.3 Pathogenese van fungale infecties Schimmels kunnen infecties veroorzaken op verschillende manieren: #### 5.3.1 Mycosen * **Definitie:** Vermeerdering van de fungus in of op de gastheer, al dan niet invasief, met of zonder toxineproductie. * **Pathogenese:** * **Facultatief pathogeen:** Vereist een verzwakt immuunsysteem van de gastheer of een hoge infectiedruk. Infecties kunnen endogeen (van binnenuit) of exogeen (van buitenaf) zijn. * **Obligaat pathogeen:** Altijd pathogeen wanneer aanwezig. Infecties zijn meestal exogeen. * **Mechanismen:** * **Invasiemechanismen:** Schimmels kunnen weefsels binnendringen en zich vermeerderen. * **Enzymproductie:** Productie van enzymen zoals proteases en glycosylhydrolases die weefsels kunnen afbreken. * **Toxineproductie:** Sommige schimmels, zoals Aspergillus, produceren mycotoxines. * **Immunomodulatie:** Schimmels kunnen de immuunrespons van de gastheer beïnvloeden, bijvoorbeeld door immunosuppressieve stoffen te produceren. * **Voorbeelden:** * **Aspergillose:** Veroorzaakt door *Aspergillus fumigatus* en andere *Aspergillus* soorten. Kan leiden tot rhinitis, sinusitis, longinfecties, en placentitis. *A. fumigatus* is thermo- en pH-tolerant, produceert proteases, glycosylhydrolases en mycotoxines (aflatoxine, ochratoxine A, gliotoxine). Predisponerende factoren zijn immunosuppressie, stress, slechte luchtkwaliteit en hoge spore concentraties. Bij vogels is het een belangrijke respiratorische pathogeen. * **Dermatomycose (dermatophytose):** Veroorzaakt door dermatofyten zoals *Microsporum* en *Trichophyton*. Tast de bovenste huidlagen aan door keratineafbraak. Kenmerkende letsels zijn ringvormige huidlaesies (ringworm) en kerions. * **Infecties door gisten:** *Malassezia pachydermatis* kan dermatitis en otitis veroorzaken, vooral bij honden met een verzwakte huidbarrière of allergieën. #### 5.3.2 Mycotoxicose * **Definitie:** Intoxicatie door mycotoxines, geproduceerd door schimmels die groeien op voedsel (bv. granen). * **Pathogenese:** Mycotoxines zijn chemische moleculen die opgenomen worden via de voeding. Ze zijn vaak hittestabiel en lipofiel, waardoor ze de maag kunnen overleven en cellen kunnen binnendringen. * **Effecten:** Kunnen variëren van remming van eiwitsynthese en celproliferatie tot cytotoxische effecten, immunosuppressie, en carcinogeniteit (bv. aflatoxine). Ze kunnen ook de gevoeligheid voor bacteriële infecties verhogen. #### 5.3.3 Allergische en immunopathologische aandoeningen Schimmels kunnen ook allergische reacties en ontstekingen veroorzaken door de immuunrespons van de gastheer te activeren. ### 5.4 Diagnostische mycologie #### 5.4.1 Diagnose van mycosen * **Monstername:** Stalen worden genomen van aangetaste weefsels of huid (bv. haren, huidschilfers, secreties). Contaminatie door bacteriën wordt geminimaliseerd. * **Identificatie:** * **Direct microscopisch onderzoek:** Aantonen van hyfen, sporen, gisten of pseudohyfen. * **Isolatie op kweek:** Gebruik van schimmelkweekmedia, vaak met antibiotica om bacteriële groei te remmen en selectieve media om specifieke schimmels te isoleren. Incubatie gebeurt onder specifieke omstandigheden (temperatuur, duur). * **Serologische diagnostiek:** Aantonen van antistoffen tegen schimmels in het serum van het dier. * **Cellulaire immuunresponsen:** Huidreactietesten (bv. met interferon-gamma) om de aanwezigheid van specifieke T-celresponsen aan te tonen. #### 5.4.2 Diagnose van mycotoxicose * **Aantonen en kwantificeren van mycotoxines:** Meestal door chromatografische methoden zoals massaspectrometrie in voederstalen. * **Schimmelisolatie:** Isolatie van de producerende schimmel uit voeder of klinisch materiaal, hoewel dit niet altijd direct correleert met de aanwezigheid van toxines. --- **Disclaimer:** Deze samenvatting is bedoeld als studiemateriaal en is gebaseerd op de verstrekte documentatie. Raadpleeg altijd de originele literatuur en uw docenten voor een volledige en nauwkeurige voorbereiding op examens. --- ## Veelgemaakte fouten om te vermijden - Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens - Let op formules en belangrijke definities - Oefen met de voorbeelden in elke sectie - Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |------|------------| | Microbiota | De verzameling van micro-organismen, zoals bacteriën, schimmels, virussen en andere levende wezens, die op of in een gastheer leven. Een gezonde microbiota is cruciaal voor vele lichaamsfuncties, waaronder de spijsvertering en immuniteit. | | Pathogeen | Een micro-organisme of ander agens dat in staat is om ziekte te veroorzaken bij een gastheer. Pathogenen kunnen variëren van bacteriën en virussen tot schimmels en parasieten. | | Facultatief pathogeen | Een micro-organisme dat onder normale omstandigheden niet ziekteverwekkend is, maar wel ziekte kan veroorzaken bij verzwakte gastheren of onder specifieke omstandigheden, zoals een verstoorde microbiota of beschadigd weefsel. | | Obligaat pathogeen | Een micro-organisme dat altijd ziekte veroorzaakt wanneer het in contact komt met een geschikte gastheer. Het is niet in staat om een commensale of symbiotische relatie aan te gaan. | | Gram-kleuring | Een differentiële kleuringstechniek die wordt gebruikt om bacteriën te classificeren op basis van hun celwandstructuur. Gram-positieve bacteriën kleuren paars, terwijl gram-negatieve bacteriën roze kleuren. | | Peptidoglycaan | Een polymeer dat een essentieel structureel component vormt van de celwand van de meeste bacteriën. Het is een netwerk van N-acetylglucosamine en N-acetylmuraminezuur, verbonden door peptidebruggen. | | Plasmiden | Kleine, circulaire, dubbelstrengs DNA-moleculen die buiten het chromosoom van een bacterie voorkomen. Plasmiden bevatten vaak genen die resistentie tegen antibiotica of virulentiefactoren coderen en kunnen worden overgedragen tussen bacteriën. | | Endotoxine | Een toxisch component dat deel uitmaakt van de buitenmembraan van gram-negatieve bacteriën, met name lipopolysaccharide (LPS). Endotoxinen kunnen ernstige immuunreacties veroorzaken bij de gastheer, zoals koorts, shock en ontsteking. | | Exotoxine | Een toxische substantie die door bacteriën wordt afgescheiden naar hun omgeving. Exotoxinen zijn meestal eiwitten met specifieke effecten op gastheercellen en kunnen leiden tot diverse ziektebeelden. | | Siderofoor | Een kleine, ijzer-chelaterende molecuul die door veel bacteriën wordt geproduceerd om ijzer op te nemen uit hun omgeving. Dit is essentieel voor bacteriële groei, aangezien ijzer een belangrijk nutriënt is voor veel enzymatische processen. | | Biofilm | Een gemeenschap van micro-organismen die zich vasthechten aan een oppervlak en ingekapseld zijn in een zelfgeproduceerde extracellulaire polymere substantie (EPS). Biofilms bieden bescherming tegen afweermechanismen en antibiotica. | | Cytokine | Een groep eiwitten die door immuuncellen en andere cellen worden geproduceerd en signalen doorgeven tussen cellen. Cytokines spelen een cruciale rol in de immuunrespons, ontsteking en cellulaire communicatie. | | Fagocytose | Een proces waarbij bepaalde cellen, zoals macrofagen en neutrofielen, vreemde deeltjes, zoals bacteriën en celresten, omvatten en internaliseren. Dit is een belangrijk mechanisme van het aangeboren immuunsysteem. | | T-helpercel (Th-cel) | Een type witte bloedcel dat een centrale rol speelt in de adaptieve immuunrespons. Th-cellen helpen bij het activeren van andere immuuncellen, zoals B-cellen en cytotoxische T-cellen, en kunnen verschillende subtypen hebben met specifieke functies. | | Mycose | Een infectie of ziekte veroorzaakt door een schimmel. Mycosen kunnen variëren van oppervlakkige huidaandoeningen tot ernstige systemische infecties. | | Mycotoxicose | Een ziekte die wordt veroorzaakt door de inname van mycotoxinen, giftige stoffen geproduceerd door schimmels. Deze toxinen kunnen voorkomen in voedsel of voer en hebben verschillende schadelijke effecten op de gastheer. | | Virulentiefactor | Een eigenschap of component van een micro-organisme die bijdraagt aan zijn vermogen om ziekte te veroorzaken. Dit kan variëren van adhesines en toxines tot enzymen die weefselschade veroorzaken. | | Enterotoxine | Een toxine geproduceerd door bacteriën dat specifiek de darmwand aantast en leidt tot waterige diarree door verhoogde secretie van water en elektrolyten. | | LPS (Lipopolysaccharide) | Een complex molecuul dat een belangrijk onderdeel vormt van de buitenste membraan van gram-negatieve bacteriën. Het fungeert als een endotoxine en speelt een rol in de interactie met het immuunsysteem van de gastheer. | | Lysozyme | Een enzym dat aanwezig is in lichaamsvloeistoffen zoals tranen en speeksel, en ook door bepaalde bacteriën en schimmels wordt geproduceerd. Het breekt peptidoglycaan af, een essentieel component van bacteriële celwanden, en heeft daardoor een antibacteriële werking. | | Antigeen | Een molecuul of structuur dat door het immuunsysteem wordt herkend als lichaamsvreemd en een immuunrespons kan opwekken, zoals de productie van antistoffen. | | Adhesine | Een molecuul aan het oppervlak van een micro-organisme dat helpt bij het hechten aan gastheercellen of oppervlakken. Dit is vaak een eerste stap in het kolonisatieproces en de ontwikkeling van een infectie. | | Obligaat anaerobe | Een micro-organisme dat alleen kan groeien in de afwezigheid van zuurstof. Zuurstof is toxisch voor deze organismen. | | Facultatief anaerobe | Een micro-organisme dat kan groeien in de aanwezigheid of afwezigheid van zuurstof. Het kan zowel aerobe als anaerobe ademhaling gebruiken. | | Transductie | Een proces van horizontale gentransfer waarbij DNA van een bacterie naar een andere bacterie wordt overgedragen via een bacteriofaag (een virus dat bacteriën infecteert). | | Conjugatie | Een proces van horizontale gentransfer waarbij genetisch materiaal (meestal plasmiden) direct van een donorcel naar een acceptorcel wordt overgedragen via een cel-cel contact, vaak gemedieerd door een pilus. |