病原生物学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

细菌的致病性与免疫性

第三节

医院感染

第四节

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。（2）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：（3）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。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，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。帮助运动趋利避害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、细菌的生理特性（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）靛基质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（1）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。（2）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（3）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。（4）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。（5）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。

（6）色素：是细菌合成的有色物质，有助于鉴别细菌。（7）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）影响细菌生长繁殖的因素1.概念消毒：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。2、物理因素（1）热力灭菌法：干热灭菌法：焚烧、烧灼及干烤。湿热灭菌法：湿热灭菌法是最常用的灭菌方法。包括：

①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℃温箱过夜，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121.3℃，维持15-30分钟，即可达到灭菌目的。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）辐射杀菌法①日光与紫外线：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。②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。（3）滤过除菌滤过除菌是用物理阻留的方法将液体或空气中的细菌除去，以达到无菌的目的。所用的器具是滤菌器，主要用于空气和不耐高温的血清、抗生素、抗毒素、药液等的除菌。3.化学因素（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）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

（3）常用消毒剂种类、性质及用途（六）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、螺菌四、细菌的遗传与变异（一）遗传变异的概念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。

（二）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（三）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。（四）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。（五）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

细菌的致病性与免疫性一、细菌的分布（一）细菌在自然界的分布1.土壤土壤具备了细菌生长繁殖的良好条件。土壤中的细菌多数为非病原菌，但土壤中也有一些来自于人和动物的分泌物、排泄物、以及死于传染病的人畜尸体的病原菌。如产气荚膜梭菌、破伤风梭菌等。2.水水也是细菌生存的天然环境，来源主要为自然生存于水中的细菌和来自于土壤、人及动物排泄物的细菌。水若被人或动物粪便污染，可引起多种消化道疾病的传播。3.空气空气因缺乏细菌生长的条件，且受日光照射、细菌不易繁殖。细菌来源土壤、水及人和动物呼吸道排出细菌，常见的致病菌有白喉棒状杆菌、结核分枝杆菌、金黄色葡萄球菌、军团菌等，可引起呼吸道传染病或伤口感染。

（二）细菌在人体的分布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、细菌的致病性（一）细菌的传播途径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。

（二）细菌的致病因素

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.侵入门户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。（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，称带菌状态。处于带菌状态的人称带菌者。由于带菌者经常或间歇性排出病原菌，成为重要的传染源之一。三、机体的抗菌免疫（一）非特异性免疫非特异性免疫是指机体通过遗传而获得的免疫。其特点是：①生来俱有，能传给后代；②人人都有，具有相对稳定性；③无特异性，对各种细菌均有一定的抵抗作用；④是特异性免疫的基础。

屏障结构构成吞噬细胞体液因素1.屏障结构（1）皮肤黏膜屏障是机体防御病原菌入侵的第一道防线。其作用有：①机械阻挡与排除②分泌杀菌物质③正常菌群的拮抗作用（2）血脑屏障是建立在机体血液循环与中枢神经系统之间的一道屏障，它能阻止病原微生物及毒性产物从血液进入脑组织或脑脊液，从而保护中枢神经系统免受细菌的侵害。（3）胎盘屏障是建立在母体血液循环与胎儿之间的一道屏障，可防止母体感染的病原微生物及其毒性产物进入胎儿体内。2.吞噬细胞（1）吞噬细胞种类：小吞嗜细胞和大吞嗜细胞两类。前者是血液中的中性粒细胞，后者为血液中的单核细胞和组织中的巨嗜细胞。

（2）吞噬杀菌过程（3）吞噬作用的后果

①完全吞噬：指病原菌不仅被吞噬，而且被完全杀死消化；

②不完全吞噬：指病原菌虽被吞噬，但未被吞噬细胞杀死，反而可在吞噬细胞内生长繁殖，并随吞噬细胞游走扩散或破坏吞噬细胞。3、体液因素

正常人体液中存在着多种抑菌或杀菌物质，其中最重要的有：

（1）补体是存在于正常人体液中一组与免疫有关、具有酶活性的球蛋白。（2）溶菌酶是吞噬细胞产生的一种碱性蛋白质，广泛分布于血液及黏膜外分泌液中，能作用于G+菌细胞壁中的肽聚糖，引起细菌溶解。（3）乙型溶素是正常人血清中的碱性多肽，可直接破坏革兰阳性菌的细胞膜，使细菌溶解。（二）特异性免疫特异性免疫是指机体出生后与病原菌及其毒性代谢产物等抗原性物质接触后而获得的免疫。其特点是：①后天获得②有特异性1.胞外菌感染的免疫胞外菌感染时，以体液免疫为主，抗体发挥作用。2.胞内菌感染的免疫胞内菌感染时，以细胞免疫为主，Tc细胞和TDTH细胞发挥作用。3.抗毒素免疫产生外毒素致病的细菌其免疫应答则以抗毒素的中和作用为主，抗毒素只能中和游离的外毒素。第三节

医院感染一、医院感染的概念及分类（一）概念医院感染是指病人在住院期间发生的感染。它主要指病人在住院期间发生的及出院不久才发病的感染，不包括病人在入院时即有的或已潜伏的感染。（二）分类1.内源性感染又称自身感染

2.外源性感染又称交叉感染

二、医院感染的主要因素1.病原体来源广泛，环境污染严重

2.易感人群增多3.大量新型抗生素的广泛使用4.各种侵入性诊疗手段增多5.医护人员对医院感染的严重性认识不足四、医院感染的预防与控制1.建立医院感染的管理组织2.合理使用抗生素3.严格执行无菌操作4.净化医院环境5、加强消毒隔离制度第四节

细菌感染的检查方法与防治原则一、检查方法（一）标本的采集