北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology课件.ppt

北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,1,Microbial World and Me An Introduction to Medical Microbiology,彭宜红 Associate Professor / MD, PhDDepartment of Microbiology北京大学医学部病原生物学系November 23, 2007,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,2,What is Microbiology?,Micro - too small to be seen with the naked eyeBio - lifeology - study of,What is Microb (microorganism)?,Micro - too small to be seen with the naked eyeB - body,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,3,Organisms included in the study of Microbiology,1. Bacteria2. Viruses3. FungiYeasts and Molds,BacteriologyVirology Mycology,Microorganisms - Microbes - Germs,ProkaryoticNon-cell type Eukaryotic,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,4,Different Kinds of Microbs,Staphylococcus,Streptococcus,E. coli,HBV,HIV,IV,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,5,一、微生物的出现和发现,二、微生物在自然界中的分布,三、微生物与人类的关系,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,6,2. 在人体中出现的时间：新生儿胃肠道中的细菌,一、微生物的出现和发现,1. 地球上出现的时间：地球的年龄大约46亿岁,人类在32亿年前的化石中发现了细菌,据推算大约35亿年前细菌就在地球上出现了,而原生生物和植物是10亿年前才出现的。人类出现在地球上则只有几百万年的历史。,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,7,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,8,细 菌 数 量（细菌/cm2)）,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,9,Anton van Leeuwenhoek 1674 - 1st person to actually see living microorganisms,When did mankind discover the microb?,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,10,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,11,二、微生物在自然界中的分布,（一）土壤中的微生物,土壤是微生物聚集最多的地方,通常在一克土壤中就有数亿个微生物。土壤中数量最多是细菌,其次是放线菌、真菌。种类：细菌放线菌真菌藻类原生动物 细菌多为异养类型；藻类为光能自养,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,12,（二）水中的微生物,水环境：地球的70%左右由水覆盖，其中溶解 和悬浮的有机和无机物，流动水有氧渗入可供微生物生长。 微生物种类：90%为革兰氏阴性菌，主要有弧菌、假单胞菌、黄杆菌等。通过水体传播的病原微生物主要有沙门氏菌属、志贺氏菌属、霍乱弧菌等。 作用：在水生环境的食物链中起关键作用。,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,13,（三）空气中的微生物,空气本身缺乏微生物生活所必需的营养物，空气一般干燥，日光对微生物也具有杀菌作用，因此空气不是微生物生活的良好环境。 空气中的微生物主要来源于带有微生物菌体及孢子的灰尘，这类微生物大多数是腐生性的。,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,14,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,15,-胃肠道 (gastrointestinal tract),食管,胃,小肠,大肠,肛门,器官,pH,2-3,4-5,6-7,主要的菌群,幽门螺杆菌,大约500种微生物,肠球菌、乳杆菌,肠杆菌、粪肠球菌、类杆菌、双歧杆菌、真杆菌、消化球菌、消化链球菌、梭杆菌、乳杆菌、大肠杆菌,微生物数量,105-107个/毫升,1010-1011个/克,103个/毫升,（四）生物体（以人为例-正常菌丛）,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,16,（五）生活用品中微生物的分布,衣服、餐具、家具、电话机、钞票、书籍、手机、电器开关、水龙头开关、门把手或扶手、键盘、钥匙等；厕浴用具、交通工具、医院检查器械等常被病原微生物所污染，成为一些传染病的媒介物。大肠杆菌、痢疾杆菌、伤寒、副伤寒及其他沙门氏菌、付溶血弧菌、副霍乱弧菌等细菌、各种肠道病毒 ；结核杆菌、白喉杆菌，脑膜炎球菌、军团菌、流感病毒、麻疹病毒 ；乙型肝炎病毒、HSV-2、 HPV 、 HIV 、炭疽杆菌。,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,17,（六）其他,1）根际微生物：利用根系分泌的物质大量繁殖的微生物。可加强土壤有机物分解，为植物提供养分； 分泌激素、维生素；产生抗生素，抑制病原菌生长。2）极端微生物 嗜热菌：Taq DNA聚合酶, 海底火山口硫化菌135度 嗜冷菌：冷藏食物 嗜极菌：它能够暴露于数千倍强度的辐射下仍能存活，而人类一个剂量强度就会死亡。 特殊嗜性菌： 铁细菌、硫细菌、硫酸还原细菌、石油菌等,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,18,Microb - what comes to mind?,DiseasesInfectionsEpidemicsFood SpoilageOnly 1% of all known bacteria cause human diseasesAbout 4% of all known bacteria cause plant diseases95% of known bacteria are non-pathogens,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,19,(一) 人类有益的微生物Microbs Benefit Human,1.自然界物质循环中的作用2. 日常生活中的作用3.农业生产中的作用4.工业方面的作用5.医药方面的作用,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,20,1. 在自然界物质循环中的作用,在生物圈内物质循环过程中，以异养型微生物为主的分解者，在有机物的分解过程中有着不可替代的作用，推动着生物的物质循环，使生态系统保持平衡。在碳素循环中，地球上 90% 的 co2是由微生物的生命活动产生的；在氮素循环中，固氮作用、氨化作用、硝化作用、反硝化作用都有微生物的活动；在磷和硫的循环中同样也需要各种微生物的活动。,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,21,土壤中的功臣,土壤中的微生物在分解利用有机物时可以产生大量的二氧化碳,输送到大气中,从而保正了植物有取之不尽,用之不竭的口粮.微生物可以将一些有机体分解转化成各种物质元素又回到自然界中。由于分解了死去的动物和植物，清除有机垃圾，给人类创造一个洁净的环境； 微生物可以形成完整的食物网，同时它们又是他动物的食物，通过捕食与被捕食的关系把动植物，微生物联系起来，形成一个复杂的关系网。,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,22,2. 日常生活中的作用,酵母菌酵母菌可以把食物中的糖类在缺氧条件下分解成酒精和二氧化碳，使粮食或糖类变酒。酵母菌能使面粉中游离的糖发酵，产生二氧化碳气体，在蒸烤过程中，二氧化碳受热膨胀，于是馒头或面包就变得松软可口，所以人们称酵母菌为“发酵之母” 。酵母菌体中含有一半以上的蛋白质，而且酵母菌还含有多种维生素 矿类物质和核酸等。,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,23,Microbes produce various food products cheese, sauerkraut, yogurt, soy sauce, vinegar, breadBeer, Wine, AlcoholMushroom,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,24,3.农业生产中的作用,固氮菌 把豆类植物连根拔起，除了看到胡须一样的根毛外，还能看到根毛上有许多的小圆疙瘩。这是由于一种微生物侵入植物根部后形成的肿瘤，叫根瘤。,根瘤,根瘤菌,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,25,制造肥料的固氮菌,利用显微镜来观察根瘤，会发现根瘤中住着一种叫根瘤的细菌，它门在侵入植物根部后能分泌一些物质刺激根毛的薄壁细胞，很快增殖就形成了肿瘤。根瘤菌是依赖于植物提供营养来生活的。同时它们也把空气中游离的氮固定下来供给植物利用。一个小小的根瘤就象一个微型化肥厂一样，源源不断的把氮气转变成氨，供给植物吸收。根瘤菌生厂的氨肥不仅可满足豆科植物的需要，还能分出一些来帮助远亲近邻，我国人民很早就知道豆粮间作可提高产量，并且有种肥豆田的习惯。,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,26,制造可再生的生物资源,草食性反刍动物牛,羊;成年牛的4个胃瘤胃、网胃（蜂巢胃）、瓣胃、皱胃，瘤胃约占全部总容积的80。共生的细菌具有纤维素酶 -1,4- 葡聚糖酶(EG)，因此能发酵分解食物中的粗纤维得到葡萄糖，作为能量的来源。除共生的细菌外，原生动物、真菌、天牛等能产生纤维素酶 利用葡萄糖发酵，制造乙醇等替代能量。,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,27,4.工业方面的作用,污水处理在污水的生物学处理过程中，微生物起着特别重要的作用。将水体中的含碳有机物分解成 CO 2 、 H 2 S 、 甲烷 等气体；将含氮有机物分解成氨、硝酸、亚硝酸和氮；能使汞、砷等对人类有毒的重金属盐在水体中进行转化，以便于回收或除去。,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,28,石油脱蜡（Hydrocarban-oxidizing bacteria）用微生物进行石油脱蜡，生产低凝固点 石油；石油菌利用蜡作为碳源进行繁殖，清除石油污染,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,29,5. 在医药工业方面的作用,AntibioticsPenicillinPenicillium notatum1928 Alexander Fleming,The father of modern antibiotics. A Scottish physician, Sir Alexander Fleming, accidentally discovered penicillin when his keen eye noticed that colonies of bacteria were being lysed by a fungal contaminant. He isolated the active ingredient and set the scene for the development of the drug ten years later.,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,30,有益作用,*产生生物拮抗物质Biofilm or membrane flora,6. 安居人体的菌-正常菌群,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,31,营养作用,正常菌群的有益作用(续),肠道细菌合成维生素：-B族维生素（核黄素、烟酸、生物素、泛酸、氰钴胺、硫胺、吡多醇）-维生素K（食物中没有）,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,32,正常菌群的有益作用,抗肿瘤作用,*产生一些酶类作用于致癌物质*降解硝胺或抑制硝胺合成*充当免疫原和免疫佐剂,抗衰老作用,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,33,对人不利的方面,鼠疫1347年的一场由鼠疫杆菌(Yersinia pestis)引起的瘟疫几乎摧毁了整个欧洲，有1/3 的人(约2500万人)死于这场灾难，在此后的80年间，这种疾病一再肆虐，实际上消灭了大约75%的欧洲人口，一些历史学家认为这场灾难甚至改变了欧洲文化。,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,34,云南赵州诗人师道南 死鼠行1793年,东死鼠，西死鼠，人见死鼠如见虎，死鼠不几日，人死如折堵，昼死人莫问数，日色惨淡愁云护，三人行未十步多，忽死两人横截路人死满地人烟倒，人骨渐被风吹老。田禾无人收，官租向谁考？,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,35,INFLUENZA PANDEMICS,Deaths:,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,36,禽流感（Avian Influenza）,脚鳞出血,鸡冠出血或发绀,头部水肿,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,37,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,38,正常菌群的致病作用（条件致病菌）,条件致病菌：正常菌群在正常定居部位和正常情况下不致病的，但当正常菌群成员离开原来定居的部位，或在机体免疫功能下降，或菌群失调等特殊情况下，可以引起疾病。,菌群失调（dysbacteriosis): 机体某部位正常菌群间比例变化超出正常状态，并可产生病症。,菌群失调症和重叠感染（superinfection）,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,39,Golden Age of Microbiology 1857 - 1914,PasteurPasteurizationFermentationJoseph ListerPhenol to treat surgical wounds 1st attempt to control infections caused by microoganismsRobert KochKochs PostulatesEdward JennervaccinationPaul Erlich1st synthetic drug used to treat infections,北京大学医学部病原生物学系MicrobialWorldandMeAnIntroductiontoMedicalMicrobiology,40,See You !,