病原生物与免疫学基础第八章-细菌的基本特性课件

第八章细菌的基本特性第一节细菌的生物学性状第二节人体微生态第三节

细菌的致病性与感染

第四节医院感染第五节

细菌感染的检查方法与防治原则第一节细菌的生物学性状一、细菌的大小与形态大小：微米（1μm）作为测量单位。球形基本形态

杆形螺形二、细菌的结构

（一）细菌的基本结构1.细胞壁：是位于细菌细胞最外层坚韧而富有弹性的结构。

细菌细胞壁的功能：1.维持菌体固有形态2.保护细菌抵抗低渗的外环境3.参与菌体内外物质交换4.决定菌体的抗原性5.与细菌的致病性有关。（1）肽聚糖：是细菌细胞壁的主要成分，为原核生物细胞所特有的物质。其结构由聚糖骨架、四链侧链和五肽交联桥三部分组成。革兰阳性菌和革兰阴性菌细胞壁的肽聚糖结构如图：（2）革兰阳性菌和革兰阴性菌细胞壁的化学组成

G+菌和G-菌细胞壁结构比较细胞壁G+菌G-菌强度较坚韧较疏松厚度厚，20~80nm薄，10~15nm肽聚糖层数15~50层1~2层肽聚糖含量占细胞干重50%~80%占细胞干重5%~20%磷壁酸有无外膜无有

G+菌一般对溶菌酶和青霉素敏感，原因是溶菌酶能破坏肽聚糖中N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡萄糖胺之间β-1,4糖甘键连接，青霉素能干扰五肽交联桥与四肽侧链之间连接，干扰细胞壁合成导致细菌裂解死亡；G-菌细胞壁中肽聚糖含量少，又有外膜保护，故对溶菌酶和青霉素不敏感。（3）细菌细胞壁的功能：

维持菌体固有形态

保护细菌抵抗低渗的外环境

参与菌体内外物质交换

决定菌体的抗原性

与细菌的致病性有关（4）细胞壁缺陷型细菌（细菌L型）2.细胞膜是位于细胞壁内侧，紧包在细胞质外的一层柔软富有弹性，并具有半渗透性的生物膜。由脂质双层构成，其内镶嵌有多种蛋白质，这些蛋白质多为具有特殊作用的酶类和载体蛋白。细胞膜的功能主要有物质交换、生物合成、呼吸作用和分泌作用等。3.细胞质是被细胞膜包裹的无色透明的胶状物质。

（1）核糖体又称核蛋白体，由RNA和蛋白质组成，是蛋白质合成的场所。链霉素、红霉素等抗菌药物能与细菌核糖体结合，从而干扰了细菌蛋白质的合成，导致细菌死亡。（2）质粒是细菌染色体外的遗传物质，为环状闭合的双股DNA分子。医学上重要的质粒有F质粒、R质粒、Col质粒等。（3）胞质颗粒细菌胞质中含有多种颗粒，医学上有意义的胞质颗粒是异染颗粒，有助于鉴别白喉棒状杆菌。4.核质细菌是原核细胞型微生物，没有核膜和核仁，故称核质或拟核。核质由一条细长的闭合环状DNA分子反复盘绕卷曲而成，仍具有细胞核的功能，即携带有遗传信息，决定细菌的遗传性状，是细菌遗传变异的物质基础。（二）细菌的特殊结构1.荚膜是某些细菌合成并分泌到细胞壁外的一层黏液性物质。荚膜一般在机体内形成，人工培养则消失。医学意义：抗吞噬及有害物质对细菌的损伤作用；黏附作用；鉴别细菌。2.鞭毛某些细菌表面附着的细长呈波状弯曲的丝状物，是细菌的运动器官。帮助运动

与致病性有关鉴别细菌鞭毛功能3.菌毛

为大多数G-菌及少数G+菌菌体附着的比鞭毛短、细、直的丝状物。菌毛分为普通菌毛和性菌毛。普通菌毛具有黏附作用，与细菌致病性有关。性菌毛与细菌与变异有关4.芽胞是某些细菌在一定环境条件下，胞浆脱水浓缩，在菌体内形成的一个圆形或椭圆形的小体。医学意义：芽胞抵抗力强，是灭菌标准；鉴别细菌；外伤时，芽胞可侵入机体引起疾病。三、细菌的生长繁殖与代谢（一）细菌生长繁殖的条件1.营养物质水、碳源、氮源、无机盐及生长因子2.酸碱度大多数病原菌最适宜的pH7.2~7.6。

3.温度

大多数病原菌最适宜的生长温度为37℃。

4.气体

主要是氧气和二氧化碳

（二）细菌生长繁殖的方式与速度细菌个体以二分裂方式繁殖，在适宜的条件下约20~30分钟繁殖一代，个别细菌繁殖较慢，如结核分枝杆菌约18~20小时繁殖一代。（三）细菌生长繁殖的规律——生长曲线（四）细菌的新陈代谢1.细菌的分解代谢产物和生化反应（1）糖发酵试验是检测细菌分解某种糖，产生酸和气体能力的试验。如大肠埃希菌能分解葡萄糖和乳糖，既产酸又产气；而伤寒沙门氏菌分解葡萄糖，仅产酸不产气，且不分解乳糖。

（2）吲哚试验是检测细菌分解色氨酸产生靛基质能力的试验。大肠埃希菌为靛基质试验阳性。

（3）硫化氢试验是检测细菌分解含硫氨基酸产生硫化氢能力的试验。乙型副伤寒沙门菌、变形杆菌阳性。

2.合成代谢产物及意义

（1）毒素和侵袭性酶毒素是病原菌在代谢过程中合成的对机体有毒害作用的物质。与细菌致病性有关。

侵袭性酶是某些细菌产生的能破坏机体组织，促使细菌在体内生存、繁殖和扩散的一类酶。与细菌致病性有关。（2）热原质：是细菌在代谢过程中产生的一种多糖，注入人或动物体内能引起发热反应，故名热原质。与细菌致病性有关。（3）抗生素：抗生素是某些微生物在代谢过程中产生的一种能抑制或杀灭其它微生物或肿瘤细胞的化学物质。目前已广泛应用于临床感染性疾病与肿瘤的治疗。（4）维生素某些细菌除能合成自身所需要的维生素外，还可分泌到菌体外供人体吸收利用。

（5）色素：是细菌合成的有色物质，有助于鉴别细菌。（6）细菌素：是某些细菌产生的一种具有抗菌作用的蛋白质。主要用于细菌的分型鉴定和流行病学调查。

（五）细菌的人工培养1.概念用人工的方法为细菌提供生长繁殖所需要的营养物质及适宜的生长环境，使其能在体外生长繁殖，即为人工培养。所用的营养物制品称之为培养基。2.培养基的分类培养基按物理性状分液体培养基、半固体培养基、固体培养基；按用途不同分基础培养基、营养培养基、选择培养基、鉴别培养基、厌氧培养基。3.细菌在培养基中的生长现象。

细菌在培养基中的生长现象培养基种类生长现象常见细菌液体培养基混浊生长葡萄球菌

沉淀生长链球菌

菌膜生长结核分枝杆菌等需氧菌半固体培养基沿穿刺线生长（无鞭毛细菌）痢疾志贺菌

沿穿刺线向周围扩散生长（有鞭毛细菌）伤寒沙门菌固体培养基菌落、菌苔球菌、杆菌、螺菌4.人工培养细菌在医学上的应用（1）细菌感染性疾病的诊断和治疗。（2）细菌学研究（3）生物制品的制备四、细菌的遗传与变异遗传是指子代与亲代之间生物学性状的相似；变异则是指子代与亲代之间生物学性状的差异。

（一）细菌常见的变异现象1.形态结构变异2.菌落变异3.毒力变异4.耐药性变异（二）细菌变异的物质基础1.细菌染色体细菌染色体为单一环状双股DNA长链，缺乏组蛋白。其DNA复制也是按碱基配对原则进行，若复制过程中子代DNA碱基发生变化，就会使子代发生变异而出现新的性状。2.细菌质粒是细菌染色体外的环状闭合的双股DNA。它能通过转化、传导、接合等方式在细菌间传递，并随细菌分裂而传至子代细菌，并能控制细菌某些特定的遗传性状，如耐药性、致育性、致病性等。3.噬菌体噬菌体是侵袭细菌、真菌、放线菌、螺旋体等微生物的病毒。

（1）噬菌体的生物学性状噬菌体个体微小，只有在电子显微镜下才能观察到，其形态有蝌蚪形、微球形和纤线形。大多数为蝌蚪形，由头部和尾部组成。

、（2）噬菌体与细菌的相互关系①毒性噬菌体：能在宿主菌细胞内复制增殖，产生子代噬菌体最终细菌裂解的称毒性噬菌体。

②温和噬菌体：噬菌体感染细菌后不增殖而是将其基因与宿主菌基因整合，并随细菌DNA进行复制、传代的称温和噬菌体；整合在细菌基因组中的噬菌体基因称为前噬菌体；带有前噬菌体的细菌称溶原性细菌；随着溶原性细菌分裂而将噬菌体基因传代的状态称为溶原性状态。溶原性细菌中的前噬菌体可自发地或经诱导脱离宿主菌，其结果导致噬菌体增殖而引起细菌裂解。（三）细菌变异的机制1.基因突变

突变是细菌遗传物质的结构发生突然而不可逆转的改变，从而导致的遗传性变异。

2.基因转移与重组遗传物质由一个细菌（供菌）转移至另一个细菌（受菌）体内的过程，称基因转移。转移后的基因与受菌体的基因组重新整合在一起称重组，并使受菌获得某些供菌的特性。基因转移有四种方式：（1）转化：供菌游离的DNA片段被受菌直接摄取，并与自身DNA进行整合重组，使受菌获得某些供菌的生物学特性。（2）接合：细菌通过性菌毛相互沟通将遗传物质(质粒)从供菌转移给受菌，从而使受菌获得新的生物学性状。（3）转导：以温和噬菌体为载体，将供体菌遗传物质转移到受体菌体内，使受体菌获得新的生物学性状。（4）溶原性转换：噬菌体的DNA与细菌染色体重组，导致细菌的基因型发生改变。（四）细菌遗传变异的意义1.在疾病诊断方面2.在疾病治疗方面3.在疾病预防方面4.在基因工程方面第二节人体微生态

人体微生态系统包括口腔、皮肤、泌尿、胃肠道4个微生态系统。这些正常菌群与人体处于共生状态。一、人体微生态平衡与失调（一）正常菌群与条件致病菌1.正常菌群在正常情况下，人体的体表及与外界相通的腔道黏膜上存在着不同种类和数量对人无害的微生物群，称正常菌群。

生理意义有：①生物拮抗作用②营养作用③免疫作用④抗衰老作用2.条件致病菌正常菌群在特定条件下，若机体与正常菌群之间的平衡状态及正常菌群内各群之间的平衡状态被打破，则原来不致病的正常菌有可能成为致病菌，称为条件致病菌。其致病条件是寄居部位改变、机体免疫功能低下及菌群失调。由于受到某些因素的影响，正常菌群中各种细菌的种类、数量和比例发生较大的变化，导致微生态失去平衡称为菌群失调。由此产生的疾病称菌群失调症。

（二）微生态平衡与失调1.菌群失调一度失调：细菌定量检查上有变化，临床无明显表现或轻度反应；二度失调：菌群比例失调又因除去后，失调状态仍不能恢复，临床上表现为慢性疾病；三度失调：又称菌群失调症或二重感染，表现为正常菌群被抑制，少数菌种成为优势菌，出现急性临床表现。2.定位转移横向转移：正常菌群有原定为向周围转移，如行呼吸道菌群向下呼吸道转移；纵向转移：如条件致病菌仅在体表是无症状与体征，进入上皮细胞就会表现出水肿和炎症。二、自然环境中的细菌1.土壤2.水3.空气三、消毒与灭菌（一）概念消毒灭菌是指用物理活化学的方法抑制或杀死环境及机体中的微生物，以防止微生物的污染或病原微生物传播。常用以下属于表示。

消毒：杀死物体上病原微生物的方法，灭菌：杀灭物体上所有微生物的方法。包括杀灭细菌的芽胞及繁殖体。无菌：不存在活菌的状态。防止细菌进入人体或物体的操作技术，称为无菌操作。防腐：防止或抑制细菌生长繁殖的方法。用于防腐的化学制剂称为防腐剂。（二）物理消毒灭菌法

1.热力灭菌法：

（1）干热灭菌法：焚烧、烧灼及干烤。

（2）湿热灭菌法：湿热灭菌法是最常用的灭菌方法。①高压蒸汽灭菌法是一种最常用最有效的灭菌方法。利用密闭的蒸汽容器灭菌，通常在103.4Kpa（1.05Kg/cm2）蒸汽压力下，容器内温度可达到灭菌目的。凡耐高温、耐湿热的物品均可用此法灭菌。在同一温度下湿热灭菌法比干热灭菌法效果好，这是因为：湿热比干热穿透力强；湿热中细菌的菌体蛋白较易凝固；湿热蒸汽含有大量潜热，能迅速提高被灭菌物品的温度。

②煮沸法100℃5分钟，常用于食具、注射器等消毒。

③间歇灭菌法将灭菌物品置于流通蒸汽灭菌器内，100℃加热15~30分钟，放37℃温箱过，再加热100℃15~30分钟，如此三次即可。常用于不耐高温的含糖、血清等培养基灭菌。

④巴氏消毒法61.1~62.8℃30分钟或71.7℃15~30秒。常用于牛奶、酒类的消毒。

2.日光和紫外线日光的杀菌作用主要来自于紫外线。紫外线以265~266nm的杀菌力最强。因紫外线穿透力弱，故只适用于空气及物品的表面消毒。3.电离辐射包括X射线、r射线和高速电子等，对各种细菌均有致死作用。用于医疗器械、药物、食品、工业原料等的消毒灭菌。

4.滤过除菌包括X射线、r射线和高速电子等，对各种细菌均有致死作用。用于医疗器械、药物、食品、工业原料等的消毒灭菌。（三）化学消毒灭菌法

1.常用消毒剂的作用机制：①改变细菌细胞壁或细胞膜的通透性。②干扰或破坏细菌的酶系统和代谢。③使菌体蛋白质变性或凝固。2.常用消毒剂种类、性质及用途3.影响消毒剂作用的因素：①消毒剂的性质、浓度和作用时间②细菌的种类、状态和数量③环境中有机物的存在

第三节

细菌的致病性与感染一、细菌的致病性细菌的致病因素是由细菌的毒力、侵入数量和侵入门户决定的。

1.细菌的毒力

构成毒力的物质基础是侵袭力和毒素。（1）侵袭力

指病原菌突破机体的防御功能、在机体内定居、生长繁殖和扩散的能力。与侵袭力有关的物质基础是菌体表面结构、侵袭性酶类和细菌的逃避免疫。（2）毒素

是细菌在代谢过程中合成的对机体组织细胞有损害作用的物质。按其来源、性质和作用等不同，分外毒素和内毒素。

外毒素与内毒素主要区别区别外毒素内毒素来源G+及部分G-

G-菌存在部位及释放方式由活菌分泌，少数为细菌裂解后释出细胞壁成分、菌体裂解后释出化学成分蛋白质脂多糖毒性作用强，对组织器官有选择性毒害作用，引起特殊临床表现较弱，各种细菌的毒性作用大致相同抗原性强弱2.侵入数量感染的发生，除了病原菌的毒力外，还要有足够的数量。一般来讲，毒力强的细菌需要菌数少，毒力弱的细菌需要菌数多。3.侵入途径病原菌还需要有适宜的侵入门户，才能造成感染。如破伤风芽胞梭菌必须进入厌氧伤口才能引起感染，伤寒沙门菌必须进入消化道才能引起感染。但有的细菌可通过多途径引起感染。如结核分枝杆菌和炭疽杆菌，经呼吸道、消化道、皮肤创伤等都能引起感染。二、细菌的感染（一）感染的来源1.外源性感染主要包括患者、健康带菌者，以及并处、带菌动物、媒介昆虫等。2.内源性感染患者体内或体表的细菌引起的感染。（二）感染的方式与途径1.呼吸道感染：如白喉、结核、白日咳、流脑等。2.消化道感染：如霍乱、伤寒、细菌性痢疾等。

3.创伤感染：如局部伤口的化脓性感染、破伤风等。

4.接触感染：如梅毒、淋病、麻风等。

5.节肢动物媒介感染：如鼠疫、乙脑等。6.多途径感染：通过呼吸道、消化道、皮肤创伤等多种途径过。（三）细菌感染的类型1.隐性感染

当机体的抗感染免疫力较强，或侵入的病原菌毒力弱、数量少，感染后对机体造成的损害较轻，不出现或仅出现不明显的临床症状，称隐性感染。2.显性感染

当机体的抗感染免疫力较弱，或入侵的病原菌毒力较强，数量较多，以致机体受到明显损害，导致出现一系列临床症状，称显性感染。显性感染根据病情缓急分为急性感染和慢性感染；按感染部位及性质不同分为局部感染和全身感染。全身感染有以下几种类型。（1）菌血症：病原菌由局部一过性或间断性侵入血流，但不在血流中繁殖。如伤寒早期菌血症（2）败血症：病原菌侵入血流并在其中大量生长繁殖，产生毒性代谢产物引起全身中毒症状。如炭疽杆菌引起的败血症；（3）毒血症：病原菌在局部生长繁殖不侵入血流，只有其产生的毒素侵入血流，引起特殊的临床中毒症状。如破伤风、白喉等；（4）脓毒血症：化脓性的细菌在引起败血症的同时，又在其它的组织或器官产生新的化脓性病灶。如金黄色葡萄球菌引起的脓毒血症。

3.带菌状态：在显性或隐性感染后，有时病原菌未及时消除，而在体内继续存在一定时间，与机体免疫力形成相对平衡状态，称带