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Lecture notes for Exam 3

by: Kelsi Rau

Lecture notes for Exam 3 MCB2000

Marketplace > University of Florida > Microbiology > MCB2000 > Lecture notes for Exam 3
Kelsi Rau

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These notes cover all the lecture material on our next exam
Dr. Asghari
Class Notes
Microbiology, micro, Asghari
25 ?




Popular in Microbiology

Popular in Microbiology

This 19 page Class Notes was uploaded by Kelsi Rau on Sunday March 13, 2016. The Class Notes belongs to MCB2000 at University of Florida taught by Dr. Asghari in Spring 2016. Since its upload, it has received 45 views. For similar materials see Microbiology in Microbiology at University of Florida.


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Date Created: 03/13/16
Monday, March 14, y Exam 3 Lecture Notes Terms Used in the Study of Infectious Diseases Parasite: live off other resources, part of life, they always benefit from the other  ­ organism, includes harming the other ­ Colonization: when the actual organism establishes and grows on your body Infectious Diseases: diseases caused by microbial organisms, (liver, kidney disease  ­ not infectious, nothing to do with microorganism), disease­ some functions of your  system have been impaired and are not functioning normally  ­ Pathogen: only a small fraction of microorganisms cause disease as pathogens ­ Pathogenic: some are opportunistic, may not cause disease in you, but may cause it  in another person, healthy people are not usually affected by it, some people are  immunocompromised individuals­ all people can be exposed but these people will get sick easily (ex: HIV) ­ Immunologically compromised host: lower resistance to infection  ­ Systemic infection: transfer through the blood ­ Latent infection: remains with you for a long period of time, microorganisms don ’t  leave the tissue, no symptoms are observed, (ex: herpes virus­ can never leave you  once gotten, every once in a while you have a flare up, rashes, can take medicine but cannot cure) (ex: syphilis­ bacteria infection, causes problems and goes away but  can come back again and again if not treated with antibiotics), some cases latency is  forever­ there is no cure Virulence Factors and Types of Infection Acute: short but severe, over soon, doesn't kill you right away, goes away soon,  ­ inflammation is good here­ if quick and efficient 1 Monday, March 14, y ­ Chronic: mild form of the infection for the long term, stays with you for a long period  of time, damages your body as time goes by, if you have this­ the microbes are inside you in different parts­the immune system is constantly following them­inflammation  happens in different parts of your body­ this is not good within chronic infection­ causes damages without you knowing it,  ­ body can produce antibodies against your own body and your own DNA ­ Fulminating Infection: with great intensity, (ex: meningitis), grows so fast and  multiplies very quickly, very dangerous ­ Latent: can be lifetime with no symptoms, asymptomatic ­ Opportunistic: dont normally effect healthy people, is you have a low immunity it  effects you ­ Nosocomial: from healthcare facility, comes from staff­patients, old microbes can be  moving and given to someone else ­ Koch ’s Postulate: 1 microbe —> 1 disease, some exceptions; multiple microbes can  be involved in the same infection, only applied for infectious diseases­ not all disease ­ Pyogenic: puss­forming, different than Pyrogenic­ fever inducing molecules ­ Sepsis: microbes grow and multiply and spread through your blood, very serious  condition, the toxins of microbes spreading in the blood or the tissue, can lead to.. ­ Septic Shock: very serious, blood pressure drops­ collapse ­ Septicemia: gram negative is more severe, when microbes are killed­ gram negative  release endotoxins­ outer membrane­LPS, own consequences­ inflammation­  bleeding­ hemorrhage­ fever, has to be treated with endotoxin treatment and bacterial treatment   ­ Zoonotic disease: primarily transferred from animals to humans 2 Monday, March 14, y Virulence Factors ­ Enzymes, pili, fimbrae, flagella, plasmid, endotoxins, exotoxins, cell wall, capsule,  glycocelix ­ Exotoxins are  proteins produced and secreted that damage the cell, gram neg, and  pos ­ Endotoxins are part of the gram negative outer membrane, all gram neg ­ Protein A: binds to immune system components, prevent phagocytosis  ­ Enzymes: coagulase, hyaluronidase­ dissolves connective tissue­ allows spread of  the bacteria in the body ­ Streptokinase: binds and activates the production of plasmid Coagulase: insulate the bacteria so the immune system cannot get to it, protects the  ­ bacteria by creating a gel blood ­ Leukocidins: white blood cells  ­ Super antigens: molecules that act beyond a normal infection, treat the body with  multiple infections, results in overreaction by the immune system, results in shock  and self­inflicted wounds ­ microorganisms can have the capacity to escape and not get caught, they use the  capsule to attach and be able to block the immune system ­ Protease: kill antibody, don’t allow immune system to function properly ­ anything that can grow without any damage is a virulence factor Intracellular Pathogens ­ protects against the immune system 3 Monday, March 14, y ­ obligate intracellular pathogens: have no choice of inside or out, some is bacteria­ virus­fungi, rely on the host and everything for all energy sources and reproduction,  Viruses are the only ones who need everything from the host Extracellular ­ constantly follows you ­ grows outside the cell Infectious Agents ­ Bacteria, fungi, parasites, protozoans, viruses, prions, plant pathogens ­ mycroplasma: serious disease, no cell wall in the bacteria, not gram pos or neg ­ TB: has unusual cell wall, cant be described as gram neg or pos ­ cocci or basilla Skin ­ Epidermis: top layer of skin, constantly growing and shedding cells, includes dead  cells, no pH, produces Sebum in the sebaceous glands, dry, cool, has own normal  flora, general population of bacteria living on the skin ­ microbes can crawl in around the shaft of the hair sweat glands produce salt, inhibitory with most microbes  ­ ­ Strep: streptolysin, flesh­eating, fever, M protein ­ Strep: less resistant to antibiotics, gram positive, cocci shape, in chains ­ Staph: coagulase, resistant, protein A, penicillinase Staph: more resistant to antibiotics, cocci, gram positive, in clusters, causes diseases ­ —> 4 Monday, March 14, y ­ Both Strep and Staph produce hemolysins, both can cause toxic syndrome ­ Group A Streptococcus: most infectious agent to humans, more diseases caused by  this group than any microbe­bacteria­virus, has a unique virulence pili­rs:  attachment & M protein­antiphagocytic, has capsule hyaluronic acid­ camouflage  factor­harder to detect­allows bacteria to blend into environment so immune system  cannot detect it streptolysin­ kills WBC and RBC in the epithelial layer­ part of normal  flora, causes invasive and systemic infections­respiratory infections­sore throat ­ — >Necrotizing Fasciitis­ flesh eating bacteria, destroys the tissue and spreads, life­ threatening, can kill you in 48 hours ­ — >toxic shock syndrome­ bacteria produces superantigen which overruns the  immune system and causes it to shut down and go into shock, ­ — >causes MRSA­meticillin resistant staph auerus­ penicillin is the antibiotic used  against this — ­ >Cellulitis­ ­ — > Scarlet Fever­  ­ — >Impetigo­type of brownish rash that spreads throughout the body­childhood  diseases­highly contagious, topical treatment, full recovery, no scarring­ skin  regenerates constantly ­ — >Scalded Skin Syndrome­ bacterial infection, highly contagious, treated with  antibiotics, mostly children and babies, top layer of skin peels off ­ — >Conjunctivitis­ Trachoma­ eye infection caused by chlamydia, Mycoses­fungal  infection ­ some staph are part of the normal flora ­ Hospital acquired and community acquired  Infections of hair molecules: sty­eye, furuncles, carbuncles­ all caused by staph  ­ infection ­ Coagulase: form clot to protect bacteria, insulates bacteria against the system 5 Monday, March 14, y Maculopapular Rash Diseases ­ Childhood rashes, viral infections, all skin infections, all different forms of rashes these diseases are basically under control in this country, 70% of population or more  ­ are vaccinated­ much less of the disease is seen ­ not much treatment available, vaccines available for all of them ­ Measles, Rubella, Fifth disease, Roseola Viral Infections ­ Lesions in small pox destroy the dermis (under layer of the skin), leaves permanent  scarring, get by inhaling, vaccine available, this disease was eradicated, last person  with the disease was found in 1970 ­ chicken pox effects the epidermis (upper layer of the skin), get by inhaling, vaccine  available, form of herpes virus­ it will never go away, Latency  ­ Hepatitis A: contaminated food from a person with this virus, it is eaten, virus comes  out through fecal matter Conjunctivitus caused by chlamydia infection ­ ­ caused by gonnorhhaea ­ Trachoma: blindness, caused by chlamydia CNS ­ brain, spinal cord, peripheral nerves ­ Meninges­ casing, multilayer, covers all of brain ­Meningitis­ inflammed or infected, can die of quickly ­Meningiococcal Meningitis ­ effects babies, more common in children than older people  6 Monday, March 14, y ­ Listeriosis­can cause meningitis ­Encephalitis­ diseases of the brain bacteria or virus moves through the nerve and gets  into the brain and affects brain cells, can die of quickly ­ Blood­ brain barrier, decides what passes through the meninges and what doesnt,  has restriction sides  ­ Tetanus­ vaccine­ sometimes protection is lifelong­ sometimes its just for a period,  bacteria that causes lockjaw­ keeps body in contracting position, makes stiff muscle,   **clostridium­ group of organisms that cause many diseases­ anaerobic­ produces  endospores (dormant form of life, resistant to heat, dryness)­ causes Tetanus­ Botulism­Gangrene­CDAD­ present in soil, blocks communication between  neurotransmitter and muscles ­ Prions­ CJD ­ Pollo  ­ Botulism If an infection gets through the nerves it can get into the CNS and cause problems ­ ­Rabies ­ sometimes there are alerts of the virus, raccoons are mostly on the eastern  seaboard of U.S., bats can carry virus as well, disease of CNS, virus punctures  through bites, zoonotic disease, if bitten get help before the disease shows up­ has  long incubation period (weeks), prevention­post exposure passive, antibody­ protein  produced by immune system, post exposure prophylaxis­ protection after the fact,  ­ brain and spinal cord are covered with casing where anything that passes through the body has a hard time getting into it Bacteria that causes Meningitis ­ bacteria can get into the system, survive, and get into the meninges and cause  problems  ­ has a capsule, makes it hard to remove and destroy 7 Monday, March 14, y ­ antibiotics ­ HIB­ many receive vaccine, protects against homophilus influenza­ causes meningitis ­ some fungi  ­ bacterial meningitis: more in danger of dying, antibiotics available ­ viral meningitis: more common, much milder, not as severe, no treatment Polio ­ everyone has received the vaccine for this disease ­ inactive version of the vaccine is available  ­ ingest the virus through contaminated water, activity in pool water, fecal matter ­ goes into the NS, effects the movement of your body, makes you cripple, cannot walk endemic still in Pakistan, Afghanistan, and Nigeria ­ ­ 80% of world lives in polio free areas Arboviral Encephalitis ­ Arboviral: arthropod borne viruses ­ West nile virus­ travels with mosquito, usually covers the whole country, viral  infections, geographic distribution, mosquitos breed in quiet undisturbed water ­ Western Equine Encephalitis (EEE)­ sporadically in western parts / Canada, between horses and humans,  ­ St. Louis Encephalitis­ geography plays a role, North and South America ­ ****just know these^^ are all viral infections that go between Horse and Humans  8 Monday, March 14, y Microbial Diseases of the Cardiovascular System Septicemia: presence of microbes in the blood, G­ is more severe, release  ­ endotoxins Toxemia: release of bacterial toxins into the blood stream,  ­ ­ Both^^: G­ is more common than G+, develops RAPIDLT (fever, chills, vomitting),  blood pressure drops —> combination of all this is septic shock ­ this system includes the lymph nodes: located everywhere, swell to protect the body,  possible that cancer cells travel through the lymph nodes ­ plasma: ­ microbes: malaria, not a bacteria, not a virus, its a parasite, a protozoa, plasmodium  species­ causes malaria, human is the host, arthropod borne disease ­ Protozoa: two forms of life; 1) Cyst­ form transmission, if ingested you get sick,  resistant to elements, resist water treatment system 2) Trophozoite­ infectious form,  active form, grows inside the body, water treatment systems Plosmodium/Malaria cycle: human ­ —> mosquito—> human—> mosquito is part of  malaria, part of malaria goes to liver­part goes to RBC, then it ruptures RBCs,  releases oocycles, in 48 hours there is fever and chill which are characteristics of  malaria, its a cycle, eventually results in enemia and liver problems, recurrance­ it  can come back later on, treatment is Chloroquine, Endemic disease, Malaria belt­  300 million people affected, mostly in southern hemisphere of the world­in traveling  overseas, life cycle is given through the human ­ HIV: infects WBC/leukocytes, develops inefficiency, hits the cell of the immune  system and kills them, lowers the immunity, prone to infection, sexually transmission  is the most common way of transmission, RNA —>DNA—> Host, the problem with the virus changes a lot­very sloppy machinery for replication, Clads­ different variety­ makes the vaccines inoperable because the virus is always changing and mutating  (flu­virus does this as well), Preventable disease­ avoid contact with a person who  has it, Treatment­ RT inhibiter & Protease inhibiter­antiretroviral drugs­sometimes  become ineffective easily, millions infected­Africa­ no people older than 30­40  9 Monday, March 14, y because all get HIV and die, main target is CD4 cells, attaches to the surface and  uses the RT­ unique to viruses, mutation changes enzymes so it is hard to attack the  virus ­ AIDS: die of complications from other diseases/fungal infections/other infections, can  develop chronic ulcer, neurosystem diseases, respiratory diseases, cardiovascular  diseases, genitourinary tract diseases, gastrointestinal diseases, skin diseases, TB­ co­infection Endocarditis ­ Streptococcus pyogenes­ causes damage to the heart, produce molecules that look  as if they are other molecules, when your immune system tries to get rid of them they damage the tissue  Septicemia ­ gram + and gram ­, gram ­ is more problematic, means the spread into the system,  when body starts curing­ the gram ­ releases endotoxins which causes more damage than the organism themselves ­ bacteria or fungi can also spread through the blood stream ­ most common mode of access it parenteral (cuts and bruises) can be diagnosed/discovered through a blood culture ­ ­ serious disease ­ gram + cure: give antibiotics, the bacteria dies, you recover ­ gram ­ cure: start treating the patient, the patient bacteria starts dying, releases  endotoxins­Lipid A of LPS, results in shock and inflammation­ blood pressure drop­  fever­ intravascular coagulation, treatment includes symptoms of endotoxins as well ­ when the gram ­ bacteria is intact no endotoxin is released 10 Monday, March 14, y Plague ­ caused by bacteria­ Yersinia Pestis can go inside the cell­intracellular pathogen and cause problems ­ ­ in the body of rodents, fleas feed off of the rats, bite humans too, flea is the vector of  infecting humans ­ has a capsule which resists the phagocytosis­ resists the immune system ­ also can live as intracellular pathogen ­ can survive inside the phagocytic cells easily treated by antibiotics  ­ Lyme Disease ­ bacteria: Borrelia burgdorferi ­ easily treated with antibiotics if you catch it soon enough ­ reservoir infection ­ have hours to remove the tick before it infects you; tick takes blood and mixes with  saliva and then exchanges saliva with blood ­ diagnose by the ELISA test, can not see the bacteria but instead looks for antibody  that fights against this bacteria ­ life cycle of the organism goes through different animals, humans are seen as the  target, the life cycle isn't grown by human it just infects the human ­ deer tick, bites human and transmit infected blood into human blood ­ used to be called the great Masquerader ­ arthritis, body ache, disease that is unusual with signs and symptoms 11 Monday, March 14, y Hemorrhagic Fevers ­ not very common, systemic infections, all viral, no treatment for any of them Ebola­  ­ recently dropped from animals to humans, direct contact, recent issue with  this ­ Lassa­ recently dropped from animals to humans, droplet contact ­ Yellow fever, Dengue fever ­ biological vectors  Anthrax Cutaneous: skin anthrax, very common, if you work with livestock there is a possibility ­ you have these black skin rashes, not lethal, mild form of the disease ­ Pulmonary: lung infection, more serious, breathe in the disease,  ­ bacteria forms endospores ­ bacterial name:  Bacillus­ endospore producing bacteria, dormant, in soil ­ can be used as a biological weapon, turn the bacteria into endospores, spread into  the population, breathed in and get sick ­ endospores don ’t die, takes a long time to get rid of them ­ Virulence factors: triple exotoxin, cipro Prevention includes a vaccine available for high­risk populations  ­ Respiratory Tract ­ most common route of entry of bacteria into your system ­ upper respiratory tract: normal flora, natural population of bacteria, moistens the air,  warms it up, traps bacteria and virus ­ lower respiratory tract: no normal flora, no bacteria living here ­ lung has capacity to kill the inhaled bacteria within a few hours so there is no infection 12 Monday, March 14, y ­ epithelial cells: ciliated, beat and push liquid particles upwards so they can be  brought into your esophagus­ digestive tract­ throat area  ­ best way to breathe is through the nose ­ lung has its own protection, macrophages­ white blood cells, phagocytic, eat up and  remove infection, located where the blood and the lung meet Streptococci ­ most infectious agent against human ­ more diseases caused by this than anything else has multiple virulence factors ­ ­ capsule made of hyaluronic acid (protein of polysacharide is normal), connective  tissue, produce same compound that we produce, hides the bacteria, makes it hard  to detect ­ M protein­ anti­phagocytic  ­ causes multiple diseases ­ Pharyngitis:  St. progenes, produces a toxin that kills red blood cells­ hemolysin,  simply treated by antibiotics Common Cold ­ endemic­ always around, always people coughing, sneezing ­ no fever associated  ­ typical cold takes about a week to go away ­ when the cilia in the trachea isn't working properly it makes the lung more able to  succumb bacterial infections 13 Monday, March 14, y ­ best way to avoid a cold is to not touch your nose/upper respiratory area, don ’t let  people sneeze on you ­ no treatment or antibiotic, treatment is for actual symptoms­ runny nose, throat Sinusitis ­ viral, no treatment ­ normal population of bacteria living here that can cause worse issues fungi can cause upper respiratory infections as well ­ Otitis Media ­ ear infection, bacteria gets in and infects­ sometimes travels through respiratory tract ­ Streptoccocus pneumoniae ­ easily treated with antibiotics  in younger children they place a tube inside the canal to collect fluid ­ Diphtheria ­ we all receive vaccine for this, not  concern today for U.S., mostly under control ­ virulence factors: toxin that damages your throat cells, causes growth of layers of  membrane in which it is difficult to breathe ­ toxoid­ inactive form of toxin, can be converted, form of vaccine, can be injected in  human, body produces antibodies, DTP (name of vaccine) Influenza ­ flu season: Christmas time­late january, complaints start in November ­ Virus that changes, RNA nucleic acids, chromosome is segmented­8 pieces­not one  piece 14 Monday, March 14, y ­ the segments of the chromosome can overlap and mix & match and go under  mutation, the mixing and matching can change it into another virus ­ different forms of flu­ A,B,C­ A has caused most problems ­ different forms have specificity for different tissues­ human, bird, pig/swine­ these do  not cross­ human virus doesn't cause disease in swine virus and vice versa ­ new vaccine every year ­ bird flu once killed people but the virus went from bird to human not human to human multiple drugs that affect the H & N and the RNA of the virus ­ ­ has capsid, spikes, envelope, H & N ­ can go from animals and birds Pertussis ­ vaccine available that keeps it under control causes a toxin that doesn't allow the lung to be able to bring up the mucous ­ ­ produces a deep cough (whooping cough) ­ bacterial infection Tuberculosis ­ very important, remember all of this become more manageable now ­ ­ vaccine for TB, other countries have a vaccine as well, we don ’t use the vaccine, we  have still been able to control the disease ­ endemic in parts of the world ­ 80s & 90s­ huge spike of TB 15 Monday, March 14, y ­ in some countries this disease is endemic, eastern Europe especially  ­ tuberculosis is caused by micro bacteria, nasty bacteria, inhaled­goes through  system, immune system tries to kill the bacteria, it becomes intracellular­ divides and  starts multiplying, the bacteria goes inside and survives inside the phagocytic cells ­ problem with resistant TB, but good treatment available ­ has an unusual cell wall­ protects bacteria, dies with heat ­ does not pick up color ­ combination drugs are given to the infected person, treatment is longer than average­ about a month or so  ­ certain strains­ resistant ones can have you in the hospital for several months  ­ tubercle­ area that immune system tries to control that contains the infection and tries to get rid of it TB test­ injected with proteins that are the cousin of TB, injected under the skin, takes ­ 24 hours, after two days they measure the size of the bump of reaction ­ the TB vaccine interferes with this test and shows a false positive that is why TB  vaccine is not allowed in the U.S.  ­ if you have had the infection in the past but it is gone now, you will still show a  positive result for the TB test Pneumonia ­ bacteria, parasites, fungi, viruses ­ alveoli­ where exchange of carbon dioxide and oxygen happens ­ microphages­ phagocytic cells 16 Monday, March 14, y ­ part of trachea has cilia­ hairlike structures that constantly push the liquid and dust up the lung to protect it­ ciliated epithelial cells­ some viruses activate this to happen,  makes it more vulnerable for lung infection fluid build up in the lung is equal to infection ­ ­ can have entire lobe or both lobe infected ­ PCP­Pneumocystis­ caused by fungus ­ Pneumoccal­ by streptococci­ vaccine for this, capsule with virulence factor, vaccine  is made of capsule material ­ mycoplasma­ atypical  ­ Legionellosis disease­ associated with chilling and A/C, contaminated air  Healthcare-Associated Pneumonia gram ­, gram pos.  ­ ­ bacteria from upper respiratory, most common route of entry ­ endogenous­ coming from inside ­ exodogenous­ coming from outside ­ can come from being sick in the hospital or working around sick people in the hospital Lung Infections Caused by Fungi ­ Histoplasmosis: a systemic fungal infection, lung infection, contracted by inhaled  spores of fungi, exposure to damp soil, endemic in eastern U.S.  ­ amphotericin B­ targets the fungi ­ Pneumocystis­ caused by fungi as cell ­ spore­ becomes airborne, people inhale it 17 Monday, March 14, y ­ reproductioon no endospores ­ Microbial Diseases of the Digestive System ­ we have bacteria all over­ mouth, esophagus, stomach, intestines ­ microbes enter the system through ingestion­ 1)diarrhea, 2)kill intestinal cells­bloody  diarrhea (dysentria), 3)come through digestive tract and leave for another organ ­ Typhoid fever­ can become a chronic carrier if you have it, has to be on antibiotics for several weeks to eliminate, Salmonella can cause this, fecal oral route transmission  (preparing food as a person with typhoid) ­ Shigella­ causes bloody diarrhea, has a virulence factor called  shiga toxin, kills the  line up of the intestine, low ID50­ doesn't take a lot to make you sick ­ E.Coli: one type is EHEC­ works like shigella, associated with ground beef and  hamburgers­ HAUS (serious disease that effects kidneys, young boys at risk),  associated with Traveler ’s Diarrhea ­ Yerosinia­ bacteria that causes plague/balck death, serious, a few centuries ago it  killed 25% of the population in Europe, example of a bacteria becoming an  intracellular pathogen, survives phagocytic cells­grows inside them, get plague by  bite of a flea­ bites rats & rodents­ natural reservoir of the bacteria ­ CDAD­ clostridium difficile­ associated with diarrhea, organized by a group of bacteria causing CDAD, causes pain in the colon­colitis­inflammation of the colon ­ Norovirus & Rotavirus­ both highly contagious, both cause diarrhea, no treatment just needs rehydration, common to cruise ship Food Poisoning ­ intoxication, ingesting preformed toxin, shows within hours, enterotoxin heat stable ­ Staphylococcus produces one, clostridium produces one, bacillus produces one 18 Monday, March 14, y gastern­ diarrhea, abdomical pain, cramp, vomitting, fever ­ TIP for Exam: Make notecard: diseases based on which part of body, virus or bacteria or fungi or  parasite, if there is a vaccine or not, specific treatment­only if named 19


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