Introduction To Microbiology And Parasitology (in Thai)

เอกสารประกอบการสอน ปี การศึกษา 2552

รายวิชา 412211 จุลชีววิทยาและปรสิตวิทยา Microbiology and Parasitology 4(3-3)

วันท่ี 4 มิถุนายน 2552

ผศ.ดร.สมชาย แสงอำานาจเดช

หัวข้อ

Introduction to Microbiology

3

คาบ

เน้ ือหา

1. Introduction to Microbiology: History and Development 2. Microorganisms

3. Bacteria: Growth and Metabolism 4. Culture media and cultivation 5. Normal flora

6. Nosocomial infection

หมายเหตุ 1. เอกสารน้ีใช้ประกอบการสอนในรายวิชา 412211 จุลชีววิทยาและปรสิตวิทยา

(Microbiology and Parasitology) 4(3-3) คร้ังแรกเม่ ือวันท่ี 6 มิถุนายน 2545

2. เป็ นเอกสารสำาหรับอ่านสร้างเสริมความเข้าใจสำาหรับรายวิชา 415241 เทคโนโลยีชีวภาพ (Biotechnology)

3. ปรับปรุงเน้ ือหา คร้ังท่ี 1 (มิถุนายน 2552)

1

บทท่ี 1 บทนำา

วัตถุประสงค์ จุลินทรีย์

1. เพ่ ือให้นิสิตรู้จักกลุ่มของจุลินทรีย์และปรสิตท่ีมีผลต่อสุขภาพอนามัย

2. เพิอ ่ ให้นิสิตสามารถอธิบายการจัดจำาแนกกลุ่มของจุลินทรีย์และสามารถใช้หลักการต้ังช่ ือ วิทยาศาสตร์กับช่ ือของแบคทีเรีย

3. เพ่ ือให้นิสิตสามารถบอกความแตกต่างระหว่างชนิดของเซลล์ของจุลินทรีย์ประเภท โปรคา ริโอทส์ ยูคาริโอทส์ และอาร์คีโอแบคทีเรีย

4. เพ่ ือให้นิสิตสามารถอธิบายลักษณะท่ีแตกต่างกันระหว่างผนังเซลล์ของแบคทีเรียแกรม บวกและแกรมลบ และรู้จักส่วนประกอบท่ีสำาคัญของโครงสร้างของแบคทีเรีย

การเจริญและเมตาบอลิสมของแบคทีเรีย

5. เพ่ ือให้นิสิตสามารถอธิบายระยะการเจริญต่างๆ ของแบคทีเรีย และปัจจัยท่ีมีผลต่อการ เจริญของแบคทีเรีย

6. เพ่ ือให้นิสิตเข้าใจกระบวนการเมตาบอลิสมและวิถีชีวเคมีของแบคทีเรีย

7. เพ่ ือให้นิสิตสามารถบอกความแตกต่างระหว่างกระบวนการหมักและออกซิเดชัน อาหารเพาะเล้ียงแบคทีเรียและการเพาะเล้ียง

8. เพ่ ือให้นิสิตสามารถบอกชนิดของอาหารสำาหรับใช้เล้ียงแบคทีเรีย

แบคทีเรียท่ีอาศัยในร่างกายมนุษย์

9. เพ่ ือให้นิสิตสามารถบอกบริเวณต่างๆ ของร่างกายท่ีมีแบคทีเรียอาศัยอยู่ 10. เพ่ ือให้นิสิตสามารถบอกแบคทีเรียสำาคัญชนิดต่างๆ ท่ีอาศัยตามปกติในร่างกายมนุษย์

การติดเช้ ือในสถานพยาบาล

11. เพ่ ือให้นิสิตรู้จักแบคทีเรียท่ีมักเป็ นสาเหตุของการติดเช้ ือได้มาจากโรงพยาบาล

2

จุลินทรีย์และความเกีย ่ วข้องทางการแพทย์และสาธารณสุข จุลินทรีย์ (Microorganisms) มีวิวัฒนาการเพ่ ือความอยู่รอดในระบบนิเวศน์และแหล่งอาศัย

ท่แ ี ตกต่างกัน บางชนิดเจริญได้อย่างรวดเร็ว บางชนิดเจริญช้า บางชนิดสามารถเจริญได้แม้ในแหล่งท่ี มีสารอาหารข้ันต่ำ คือมีสารอาหารสำาคัญบางชนิดเท่าน้ัน ขณะท่ีจุลินทรีย์บางชนิดเจริญได้ยากเพราะ ต้องการสารอาหารหลากหลายชนิด การเจริญและอุณหภูมิแตกต่างกัน ร่างกายคน

นอกจากน้ีแบคทีเรียยังมีความต้องการภาวะของบรรยากาศใน จุลินทรีย์บางชนิดมีแหล่งอาศัยและสามารถเจริญในภาวะของ

จุลินทรีย์เหล่าน้ีมีหลากหลายชนิด

เช่นเป็ นเช้ ือท่ีอยู่ประจำาตำาแหน่งในร่างกายโดยไม่ก่อ

โรค (normal flora) หรือเป็ นเช้ ือฉวยโอกาส หรือเช้ ือก่อโรค

การท่ีจุลินทรีย์สามารถมีชีวิตอยู่ได้ใน

แหล่งอาศัยจำาเพาะท่ีแตกต่างกัน เน่ ืองจากจุลินทรีย์มีคุณสมบัตท ิ างสรีรวิทยา และวิถีเมตาบอลิสมท่ี จำาเพาะของตนเอง

เม่ ือจุลินทรีย์ก่อโรคในคน

บางคร้ังจำาเป็ นท่ีต้องทำาการแยกเพาะเช้ ือท่ีเป็ นสาเหตุจากผู้ป่วย

ทำาการจำาแนกและตรวจเอกลักษณ์ให้รู้ว่าเป็ นชนิดใด ในบางกรณีอาจต้องทำาการทดสอบเพ่ ือทำานายผล ความไวต่อยาต้านจุลชีพ

เพ่ ือให้การเลือกใช้ยาได้ผลดีและเหมาะสมในผู้ป่วยแต่ละราย

เอกลักษณ์ของเช้ ือน้ีต้องอาศัยความรู้เก่ียวกับ จุลินทรีย์

รูปร่าง

โครงสร้าง

การตรวจ

สรีรวิทยาและเมตาบอลิสมของ

ความรู้เหล่าน้ีจะเป็ นประโยชน์ทางการแพทย์ในด้านการดูแลผู้ป่วย โดยเฉพาะการควบคุม

ป้ องกันการติดเช้ ือแก่ผู้ป่วย

แก่บุคลากรทางการแพทย์

หรือผู้มาติดต่อสถานพยาบาล

ประวัติความเป็นมาและพัฒนาการของการศึกษาจุลินทรีย์ ในศตวรรษท่ี 16 Girolamo Fracastoro (ค.ศ.1546) ได้เสนอไว้ในหนังสือช่ ือ De Contagione ว่า โรคเกิดจากสิ่งมีชีวิตท่ีมองไม่เห็น อาจติดต่อโดยการสัมผัสใกล้ชิดโดยตรง เช่น

ซิฟิลิส หรือทางอ้อมผ่านสิ่งของหยิบย่ ืนให้กัน หรือผ่านเส้ ือผ้าท่ีสวมใส่ หรือแพร่มาจากระยะไกลผ่าน ตัวกลางบางอย่างในอากาศ การเสนอน้ีเพ่ ือท่ีจะอธิบายสาเหตุของโรคซิฟิลิส และเป็ นการเสนอท่ีนำาไป สู่ความพยายามท่ีจะตรวจหาสิ่งมีชีวิตเล็กๆเหล่าน้ัน ด้วยกล้อง แม้ว่านักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาเลียนได้

พยายามใช้เลนส์ท่ีกาลิเลโอใช้ส่องดูดาวมาใช้ส่องหาสิ่งมีชีวิตดังกล่าว แต่คนแรกท่ีเห็นหรือค้นพบสิ่งมี ชีวิตเล็กๆ ท่ีไม่สามารถเห็นได้ด้วยตาเปล่า น้ันเป็ นพ่อค้าผ้าชาวฮอลแลนด์ช่ือ Leeuwenhoek (ค.ศ.

1676) ซึ่งศึกษาเช้ ือท่ีเข่ียออกมาจากช่องปาก นำาไปส่องดูด้วยกล้องจุลทรรศน์ท่ีมีกำาลังขยายประมาณ 150 เท่า (ภาพท่ี 1) และรายงานการค้นพบไปยังสมาคมราชแพทย์ของอังกฤษ

ภาพท่ี 1 กล้องจุลทรรศน์อย่างง่ายของ Leeuwenhoek

3

อย่างไรก็ตามแนวความคิดเก่ียวกับ การเกิดขึ้นเองของสิ่งมีชีวิต (spontaneous

generation) ยังคงมีอยู่ท่ัวไป ต้ังแต่การท่ี Francesco Redi (ค.ศ. 1688) เผยแพร่เร่ อ ื งการเกิดขึ้น เองของตัวหนอนในเศษเน้ ือเน่า ซึ่งถูกค้านไปโดยการทดลองเปรียบเทียบของเศษอาหารในภาชนะเปิ ด และภาชนะปิ ดซึ่ง และนำาไปสู่การสรุปว่าตัวหนอนเกิดจากแมลงมาวางไข่ หรือสิ่งมีชีวิตเกิดจากสิ่งมี

ชีวิต ด้วยหลักฐานท่ีแสดงให้เห็นชัดเจนทำาให้เช่ ือว่าสิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่เช่นตัวหนอน จะไม่เกิดขึ้นเอง

แต่ยังมีความคิดว่าสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กมาก เช่นท่ี Leeuwenhoek พบน้ันน่าจะเกิดขึ้นได้เอง ท้ังน้ีเน่ ือง มาจากผลการทดลองของ John Needham (ค.ศ. 1749) ท่ีพบว่าน้ำซุบต้มเน้ ือแกะท่ีปิดฝาแน่น ยัง

เกิดขุ่นขึ้นแสดงว่ามีเช้ ือจุลินทรีย์เจริญขึ้นได้เอง การทดลองคล้ายๆกันน้ีแต่ไม่พบเช้ ือขึ้นทำาโดย Louis Joblot ใน ค.ศ. 1718 แสดงให้เห็นว่าช่วงเวลาน้ียังไม่ใครรูว ้ ิธท ี ่ีฆ่าเช้ ือได้ท้ังหมดและวิธีคงสภาพ ปราศจากเช้ ือได้

ผู้ท่ีแสดงการทดลองคัดค้านความคิดว่าจุลินทรีย์เกิดขึ้นได้เองเป็ นคนแรก

คือ

Lazzaro

Spallanzani (1765 และ 1776) โดยใช้ภาชนะบรรจุอาหารแล้วปิ ดผนึกแน่นนำาไปต้ังในน้ำร้อน 45 นาที

พบว่าไม่มีเช้ ือเจริญขึ้น

และสรุปว่าเช้ ือไม่ได้เกิดเองแต่อากาศนำาเช้ ือเข้ามาเจริญในอาหาร

อย่างไรก็ตามมีการคัดค้านผลการทดลองของ

Spallanzani

ว่าเช้ ือจุลินทรีย์อาจเกิดขึ้นเองแต่การ

เจริญน้ันต้องการอากาศจากภายนอก การคัดค้านน้ีนำาไปสู่การทดลองพิสูจน์เพิ่มเติมอ่ ืนๆ เช่น การ

ยอมให้อากาศเข้าภาชนะได้แต่อากาศต้องผ่านการทำาให้ร้อนโดย Theodore Schwann หรืออากาศท่ี ผ่านเข้าไม่ต้องทำาให้ร้อนแต่ต้องผ่านการกรองด้วยใยสำาลีโดย Georg Friedrich Schorder และ Theodor von Dusch

อย่างไรก็ตามผูท ้ ่ีมีบทบาทสำาคัญและทำาให้ความเช่ ือเร่ ืองจุลินทรีย์เกิดขึ้นได้

เองหมดไปคือ Louis Pasteur (ค.ศ.1860-1864) จากการทดลองโดยใช้ภาชนะคอห่านท่ีผ่านออโต เคลฟ (115-120 °C) แล้ว ทำาให้ไม่ต้องปิ ดภาชนะ ไม่ต้องทำาอากาศให้ร้อน และไม่ต้องกรองอากาศ เช้ ือท่ีติดมากับฝ่ ุนหรืออากาศไม่สามารถเข้าไปเจริญในอาหารได้เน่ ืองจากจะติดค้างอยู่ท่ีผนังท่ีคอของ ภาชนะ

ทฤษฎีว่าเช้ ือเป็ นสาเหตุก่อให้เกิดโรค (Germ

Theory)

อาจเริ่มโดย Agostino Bassi

(ค.ศ.1835-1844)

ท่พ ี บว่าโรคของตัวหนอนไหมเกิดขึ้นจากเช้ ือราและยังเสนอว่าโรคอ่ ืนจำานวนมาก

เกิดจากเช้ ือจุลินทรีย์

การใช้เทคนิคปราศจากเช้ ือในการผ่าตัดโดย Joseph Lister แสดงให้เห็นทาง

อ้อมว่าเช้ ือจุลินทรีย์มีบทบาทในการเกิดโรค ต่อมา Robert Koch (ค.ศ.1876-1877) ได้แสดงให้เห็น ว่าจุลินทรีย์ Bacillus anthracis ทำาให้เกิดโรคแอนแทรกซ์ และเช้ ือ Mycobacterium tuberculosis เป็ นสาเหตุของวัณโรค

การพิสูจน์ว่าจุลินทรีย์ชนิดใดชนิดหนึ่งเป็ นสาเหตุของโรคใดโรคหนึ่งโดยแพทย์ช่ือ

Robert

Koch น้ันได้อาศัยหลักเกณฑ์ท่ีเขาเสนอขึ้นเองเรียกว่า Koch's postulates (เผยแพร่ใน ค.ศ. 1884) ซึ่งประกอบด้วย 1. จุลินทรีย์น้ันต้องพบเฉพาะในผู้ป่วยแต่ไม่พบในคนปกติ

2. ต้องสามารถแยกและ

สามารถแยกจุลินทรีย์น้ันกลับมาได้จากสัตว์ท่ีเกิดโรคน้ันอีก

postulate

นำามาเพาะเล้ียงได้ 3. เม่ ือฉีดเช้ ือท่ีแยกได้ในสัตว์ทดลองปกติจะต้องก่อให้เกิดโรคขึ้นมาอีก และ 4. ต้อง ซึ่ง

Koch's

น้ีได้รับการ

ยอมรับและใช้อย่างกว้างขวางในการหาเช้ ือสาเหตุของโรค นอกจากน้ีพัฒนาการของการศึกษาทางจุล ชีววิทยามีความเจริญก้าวหน้ามาก ในช่วงเวลาของ Robert Koch เช่น มีการนำาวุ้นอะการ์มาใช้ในการ

เพาะแยกเช้ ือ มีการใช้จานเพาะเล้ียงเรียก Petri dish ซึ่งคิดพัฒนาโดย Richard Petri ซึ่งเป็ นผู้ร่วม งานของ Koch นอกจากน้ียังมีการคิดส่วนประกอบของอาหารเล้ียงเช้ ือหลายชนิด การพัฒนาหลายๆ อย่างเหล่าน้ียังคงใช้ในห้องปฏิบัติการทางจุลชีววิทยาจนถึงปั จจุบัน

พัฒนาการในระยะต่อมาเป็ นเร่ ืองการหาวิธีในการป้ องกันและรักษาโรคติดเช้ ือ หลังจากท่ี

นายแพทย์ Edward Jenner ฉีดวัคซีนได้จาก cow pox เพ่ ือป้ องกันไข้ทรพิษได้เป็ นผลสำาเร็จใน

ค.ศ.1798 ต่อมา Pasteur ก็ได้พฒ ั นาวัคซีนโดยใช้เช้ ือท่ีทำาให้อ่อนแอ ได้วัคซีนสำาหรับป้ องกันโรค

แอนแทรกซ์ (ค.ศ.1881) และสำาหรับโรคพิษสุนัขบ้า (ค.ศ.1885) นอกจากน้ียังได้ผลิตวัคซีนสำาหรับ

4

สัตว์ด้วย (fowl cholera และ swine erysipelas) เขาเรียกเช้ ืออ่อนกำาลังท่ีใช้ฉีดป้ องกันว่าวัคซีน

(vaccines) มาจากรากศัพท์ลาตินว่า vacca ซึ่งแปลว่าวัว (cow) เพ่ ือให้เกียรติการริเริม ่ คร้ังแรกท่ใี ช้ cowpox ของนายแพทย์ Jenner

ในปี ค.ศ. 1886 Salmon และ Smith ค้นพบว่าวัคซีนท่ีทำาจากเช้ ือแบคทีเรียท่ท ี ำาให้ตาย

สามารถป้ องกันโรคติดเช้ ือในนกพิราบ (Salmonellosis) ได้ ปัจจุบันวัคซีนเช้ ือตายยังมีใช้ป้องกันไข้ ไทฟอยด์ ไข้หวัดใหญ่ และ โรคไอกรน(whooping cough หรือ Pertussis)

Emil von Behring ร่วมกับ Shibasaburo Kitasato ใน ค.ศ.1980 ได้พัฒนา แอนติบอดี

ต้านสารพิษ

(anti-toxin)

เป็ นการค้นพบท่ีสำาคัญ

สำาหรับโรคคอตีบและบาดทะยัก

การค้นพบอ่ ืนท่ีมีความเก่ียวข้องและ

คือการพบว่าเม็ดเลือดขาวสามารถกลืนกินแบคทีเรียก่อโรค

Metchnikoff และเรียกกระบวนการน้ีว่า phagocytosis

โดย

Elie

หลังจากการคิดค้นแผ่นกรองท่ีสามารถกักแบคทีเรียไว้ได้โดย Chamberland ได้นำาไปสู่การ

พบสารท่ีมีขนาดเล็กกว่ารูแผ่นกรองและสามารถก่อโรคได้คือ ไวรัสต่างๆ การจัดจำาแนกประเภทจุลินทรีย์ การศึกษาทางจุลชีววิทยาทางการแพทย์

มักจะรวมท้ัง

ไวรัสซึ่งจัดเป็ นอนุภาคหรือ

สาร

(agent) และปรสิตซึ่งส่วนใหญ่มีขนาดใหญ่มากจนสามารถเห็นได้ด้วยตาเปล่าไว้ด้วย เข้าไว้ดว ้ ยกัน การจัดจำาแนกจุลินทรีย์และปรสิตออกเป็ นแขนงวิชาย่อยๆต่างๆแสดงในตารางท่ี1 ตารางท่ี 1 แขนงวิชา 1. ไวรัสวิทยา

(Virology)

2. แบคทีเรียวิทยา (Bacteriology)

3. เช้ ือราวิทยา

ครอบคลุม พริออน

ไวรอยด์ ไวรัส

คลามิดเดีย

การจัดจำาแนก สาร (agent)

25-400 นาโนเมตร

จุลินทรีย์

0.2-1.5 ไมโครเมตร

มัยโคพลาสมา

0.3-0.8 ไมโครเมตร

แบคทีเรียอ่ ืนๆ

1-10 ไมโครเมตร

ริคเก็ทเชีย เช้ ือรา

0.5-2 ไมโครเมตร จุลินทรีย์

(Mycology)

4.1 โปรโตซัววิทยา (Protozoology)

4.2 เฮลมินโธโลยี

(Helminthology)

เส้นผ่าศูนย์กลาง

5-10 ไมโครเมตร

4. ปรสิตวิทยา

(Parasitology)

ขนาด

โปรโตซัว

จุลินทรีย์

1-150 ไมโครเมตร

พยาธิตว ั กลม

ปรสิต

3-30 ไมโครเมตร

พยาธิตว ั แบน

ปรสิต

1 ไมโครเมตร- 1 เมตร

ทางการแพทย์ในปัจจุบันจะรวมพวกอาร์โธรปอดไว้ในพวกปรสิตด้วยโดยส่วนมากเป็ นปรสิตท่ี

อยู่ภายนอกร่างกาย (ectoparasites) ในตารางจะเห็นว่าจุลินทรีย์เกือบท้ังหมดข้างต้น ยกเว้น ไวรัส จัดเป็ นเซลล์

ต้ังแต่สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว (unicellular organism) ในกลุ่มของแบคทีเรีย จนถึงสิ่งมี

ชีวิตหลายเซลล์ (multicellular organism) ท่ีพบในกลุ่มของเช้ ือราและปรสิต

5

เปรียบเทียบโครงสร้างของยูคาริโอทส์และโปรคาริโอทส์ ลักษณะโครงสร้างภายในเซลล์ระหว่างโปรคาริโอทส์และยูคาริโอทส์มีความแตกต่างกันหลาย

อย่าง ในยูคาริโอทส์มีความซับซ้อนมากกว่า มีขนาดของเซลล์ใหญ่กว่า มีออร์กาเนลล์ท่ีมีเย่ ือหุ้ม มี

การจัดแบ่งเป็ นส่วนๆ (compartment) สำาหรับทำาหน้าท่ีต่างๆ ขณะท่ีเซลล์โปรคาริโอทส์ไม่มีการจัด

แยกเป็ นส่วน องค์ประกอบต่างๆอยู่รวมกันในไซโตปลาสม นอกจากน้ีกระบวนการชีวสังเคราะห์ ต่างๆ เช่น การสังเคราะห์ดีเอนเอ การสังเคราะห์โปรตีน และการสังเคราะห์เย่ ือหุ้มเซลล์ รวมท้ังโครงสร้าง ของเซลล์โปรคาริโอทส์ก็มีความแตกต่างกับเซลล์ยูคาริโอทส์ ดังสรุปในตารางท่ี 2 ตารางท่ี 2 เปรียบเทียบลักษณะของเซลล์ยูคาริโอทส์กับโปรคาริโอทส์ ลักษณะ สารพันธุกรรม ตำาแหน่ง

ยูคาริโอทส์ จำากัดในเย่ ือหุ้มนิวเคลียส

โปรคาริโอทส์ อยู่ในไซโตปลาสมจับกับโครงสร้าง ท่ีเรียก mesosome ท่ีอยู่ท่ีผนัง เซลล์

รูปแบบ

การจำาลองตัว ดีเอนเอท่ีอยู่นอก โครโมโซม

โครโมโซมหลายชิ้น (multiple

chromosome) ซึ่งมีโปรตีน ฮีสโตน จับอยู่

กระบวนการไมโตซิส และไมโอซิส

แบ่งตัวแบบ ไบแนรี ฟิ ชชัน

มีอยู่ในไมโตคอนเดรีย

อาจมีพลาสมิด ซึ่งเป็ นชิ้นดีเอนเอ

รูปวง เก็บข้อมูลเพิ่มเติมและอยู่ใน ไซโตปลาสม

การสร้างโปรตีน บริเวณ

ดีเอนเอชิ้นเดียวรูปวง

Rough Endoplasmic Reticulum

ไม่มี Endoplasmic Reticulum

Smooth Endoplasmic Reticulum

โตปลาสม หรือจับกับเย่ ือหุ้มเซลล์

(RER) เป็ นแหล่งผลิตโปรตีน และ

(SER) หรือ Golgi complex เป็ น

(ER) แต่มีไรโบโซม อยู่อิสระในไซ

บริเวณท่ีเก็บโปรตีนท่ีถูกหล่ ังและขนส่ง ไปยังเย่ ือหุ้มเซลล์ ไรโบโซม

ขนาด 80S ประกอบด้วยหน่วยย่อย

ขนาด 70S ประกอบด้วยหน่วยย่อย

บริเวณสร้างพลังงาน

ภายในไมโตคอนเดรีย

ปฏิกิยาลูกโซ่ขนส่งอิเลคตรอนเกิด

ออร์กาเนลล์ภายใน

ไลโซโซม ประกอบด้วย hydrolytic

ไม่มี

เย่ ือหุ้มเซลล์

เป็ น lipoprotein membrane ทำา

เป็ น lipoprotein membrane ทำา

ผนังเซลล์

มักไม่มี ยกเว้น เช้ ือราท่ีมี chitin ใน

มี ทำาให้เซลล์คงรูป (rigidity)

(Cell wall)

ผนังเซลล์

เซลล์

(Plasma

membrane)

60S และ 40S

50S และ 30S

ในเย่ ือหุ้มเซลล์ ไม่มไี มโตคอนเดรีย

enzyme

หน้าท่ีควบคุมการขนส่ง

6

หน้าท่ีควบคุมการขนส่ง

โครงสร้างของเซลล์ยูคาริโอทส์ (เช้ ือราและปรสิต) 1. โครงสร้างของไซโตปลาสม 1.1 สารพันธุกรรม

ดีเอนเออยู่ภายในนิวเคลียส มีลักษณะเป็ นโครโมโซม คลุมด้วยโปรตีนฮีสโตน มีนิว

คลีโอลัสในนิวเคลียส เป็ นแหล่งสังเคราะห์ ribosomal RNA มีจำานวนโครโมโซมใน นิวเคลียสแตกต่างกันแล้วแต่ชนิดของสิ่งมีชีวิต 1.2 เอนโดพลาสมิด เรติคิวลัม

เป็ นระบบเย่ ือหุ้มภายในไซโตปลาสม มี 2 รูป คือ RER ท่ีคลุมด้วยไรโบโซม และเป็ น

บริเวณสำาหรับการสังเคราะห์โปรตีน และ SER หรือ Golgi apparatus เป็ นบริเวณท่โี ปรตีน ถูกหล่ ังออก ถูกจัดเก็บไว้สำาหรับส่งนอกเซลล์ 1.3 ไรโบโซมของเซลล์ยูคาริโอทส์

ไรโบโซมจับอยู่กับเอนโดพลาสมิด เรติคว ิ ลัม มีขนาด 80S (60S+40S) 1.4 ออร์กาเนลล์ของเซลล์ยูคาริโอทส์

ออร์กาเนลล์มีเย่ ือหุ้ม มีหลายชนิด เช่น ไมโตคอนเดรีย ซึ่งเป็ นแหล่งสร้างพลังงาน มี

ดีเอนเอของตนเอง

และมีระบบการขนส่งอิเลคตรอนท่ีผลิตพลังงานสำาหรับใช้ในการทำางาน

ของเซลล์ ออร์กาเนลล์ท่ีเก็บเอนไซม์ เช่น ไลโซโซม (lysosome) โมเลกุลใหญ่และจุลินทรีย์ภายในเซลล์

และเพอรอกซิโซม

จะมีเอนไซม์ท่ีสลายสาร

(peroxisome)

จะมีเอนไซม์

สำาหรับป้ องกันสารพิษต่อเซลล์ (protective enzymes) ท่ีทำาหน้าท่ีสลาย ไฮโดรเจนเปอร์ ออกไซด์ (hydrogen peroxide) และ เปอร์ออกไซด์(peroxides) ชนิดอ่ ืนๆ ท่ีสร้างขึ้นใน เซลล์ 2. โครงสร้างของเอนเวลโลฟ 2.1 เย่ ือหุ้มเซลล์

เป็ นเย่ ือหุ้มไลโปโปรตีน 2 ช้ัน ท่ีหุ้ม ไซโตปลาสมของเซลล์ ทำาหน้าท่ค ี วบคุมการ ขนส่งสารโมเลกุลใหญ่เข้าและออกจากเซลล์ 2.2 ผนังเซลล์ หน้าท่ีทำาให้เซลล์คงรูป และทนต่อแรงต้านด้านนอกเซลล์ เซลล์ยูคาริโอทส์ส่วนมาก

ไม่มีผนังเซลล์ ยกเว้นในเช้ ือรา มีผนังเซลล์เป็ นโพลีแซคคาไรด์ เช่น ไคติน แมนแนน และ กูล แคน โดยไคตินเป็ นส่วนประกอบสำาคัญของผนังเซลล์ของเช้ ือรา 2.3 ออร์กาเนลล์สำาหรับการเคล่ ือนท่ี อาจเป็ นซิเลีย (cilia) ยาว 3-10 ไมครอน เช่นใน โปรโตซัว หรือเป็ น แฟลกเจลลา

ยาวมากกว่า 150 ไมครอน ท่ีส่วนของฐาน ส่วนท่ีเรียก kinetosome เป็ นโครงสร้างขนาด เล็กบนฐานของ ซิเลีย หรือแฟลกเจลลา ท่ม ี ี microtubules protein ซึ่งเก่ียวข้องกับการ เคล่ ือนท่ี

อนุกรมวิธานและการตัง ้ ช่ ือ

แบคทีเรีย

การจัดจำาแนกแบคทีเรียทำาในลักษณะเดียวกับการจัดจำาแนกสิ่งมีชีวิตชนิดอ่ ืนๆ คืออาศัยความ คล้ายคลึงและแตกต่างกันของจีโนไทปส์ (genotype) และลักษณะท่ีสังเกตได้ (phenotype)

ลำาดับ

การจัดจำาแนกของแบคทีเรีย เป็ นดังน้ี คือ อาณาจักร (Kingdom) Procaryotae ซึ่งรวมพวกสิ่งมีชีวิต

7

เซลล์เดียวท้ังหมด เช่น เช้ ือรา โปรโตซัวและสาหร่าย แบคทีเรียทางการแพทย์มักถูกจัดจำาแนกลงใน 3

กลุ่ม

คือ

สกุล

(family),

จีนัส

(genus)

และ

สปี ชีส์

(species)

ตัวอย่าง

เช่น

Escherichia (genus) coli (species) อยูใ่ นสกุล Enterobacteriaceae

Staphylococcus (genus) aureus (species) อยูใ่ นสกุล Micrococcaceae Mycobacterium (genus) tuberculosis (species) อยู่ในสกุล Mycobacteriaceae การต้ังช่ ือ

จะขึ้นต้นช่ ือสกุลด้วยตัวพิมพ์ใหญ่และลงท้ายช่ ือสกุลด้วย

-aceae

เช่น

Enterobacteriaceae ส่วนช่ ือจีนัสให้ใช้ตัวพิมพ์ใหญ่และตามด้วยช่ ือสปี ชีส์จะเขียนเป็ นตัวเอนหรือขีด เส้นใต้

อาจเขียนช่ ือจีนัสย่อด้วยอักษรตัวพิมพ์ใหญ่และเคร่ ืองหมายจุด

species น้ันหมายถึงต้องการอ้างท้ังจีนัส (เอกพจน์) หรือ spp. (พหูพจน์) ก็ได้

กรณีท่ีเขียนช่ ือจีนัสตามด้วย

และคำาว่า species น้ีอาจเขียนลักษณะย่อเป็ น sp.

ในบางกรณีเม่ ืออ้างถึงแบคทีเรียเป็ นกลุ่มจะไม่ขึ้นต้นด้วยตัว

พิมพ์ใหญ่หรือขีดเส้นใต้ ตัวอย่างเช่น staphylococci เป็ นต้น แบคทีเรียจีนัสทีม ่ ีความสำาคัญทางการแพทย์

แบคทีเรียจีนัสต่างๆ ท่ม ี ีความสำาคัญทางการแพทย์ อยูใ่ นตารางท่ี 3 ตารางท่ี 3 แบคทีเรียจีนัสท่ีมีความสำาคัญทางการแพทย์ กลุ่มเช้ ือ หรือจีนัส

โรคติดเช้ ือท่ีสำาคัญ

กลุ่มท่ี 1 แบคทีเรียแกรมบวก 1. รูปร่างทรงกลม (Cocci) Streptococcus

Pneumonia, Pharyngitis, Cellulitis

Staphylococcus

Abscess ท่ีผิวหนังและอวัยวะต่างๆ

2. รูปร่างแท่ง (Rods)

2.1 สร้างสปอร์ได้ (Spore-forming) Bacillus

Anthrax

Clostridium

Tetanus, Gas gangrene, Botulism

2.2 ไม่สร้างสปอร์ (Non spore-forming) (1). ไม่เป็ นสาย (Non-filamentous) Corynebacterium

Diphtheria

Listeria

Meningitis

(2). เป็ นสาย (Filamentous) Actinomyces

Actinomycosis

Nocardia

Nocardiosis กลุ่มท่ี 2 แบคทีเรียแกรมลบ

1. รูปร่างทรงกลม (Cocci) Neisseria

Gonorrhea, Meningitis

2. รูปร่างเป็ นแท่ง (Rods)

2.1 พวกเจริญได้ท้ังในบรรยายกาศมีและไม่มี ออกซิเจน (Facultative anaerobes) (1). รูปร่างเป็ นแท่งตรง (Straight)

พวกติดเช้ ือทางเดินหายใจ (Respiratory

8

organisms)

Haemophilus

Meningitis

Bordetella

Whooping cough

Legionella

Pneumonia

พวกติดเช้ ือจากสัตว์สู่คน (Zoonotic) Brucella

Brucellosis

Francisella

Tularemia

Yersinia

Plague

Pasteurella

Cellulitis

พวกเช้ ือจากทางเดินอาหาร หรือเก่ียวกับ ทางเดินอาหาร(Enteric & related organisms)

Escherichia

Urinary tract infection, diarrhea

Serratia

Pneumonia

Salmonella

Enterocolitis, Typhoid fever

Proteus

Urinary tract infection

Enterobacter

Urinary tract infection

Klebsiella

Pneumonia, Urinary tract infection

Shigella

Enterocolitis

(2). รูปร่างเป็ นแท่งโค้ง (Curved) Campylobacter

Enterocolitis

Vibrio

Cholera

Helicobacter

Gastritis, Peptic ulcer

2.2 พวกท่ีต้องการออกซิเจนในการเจริญ (Aerobes)

Pseudomonas

Pneumonia, Urinary tract infection

2.3 พวกท่ีไม่สามารถเจริญในบรรยากาศท่ีมี ออกซิเจน(Anaerobes) Bacteroides

Peritonitis พวกท่ี 3 แบคทีเรียทนกรด

Mycobacterium

Tuberculosis, Leprosy พวกท่ี 4 แบคทีเรียท่ีเจริญในเซลล์

Rickettsia

Rocky Mountain Spotted fever

Chlamydia

Urethritis, Trachoma, Psittacosis

(RMSF), Typhus, Q fever, พวกท่ี 5 พวกท่ีมีผนังเซลล์บางและยืดหยุ่น (Spirochetes)

Treponema

Syphilis

Leptospira

Leptospirosis

Borrelia

Lyme disease พวกท่ี 6 พวกท่ีไม่มีผนังเซลล์

Mycoplasma

Pneumonia

9

การจัดจำาแนกแบคทีเรียโดยลักษณะจีโนไทปส์และฟี โนไทปส์ ของ

การจัดจำาแนกสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งๆ ลงในจีนัสและสปี ชีส์ใดๆ จะอาศัยความคล้ายกันในลักษณะ ฟี โนไทปส์จำานวนหนึ่งของสมาชิกท้ังหมด

สำาหรับแบคทีเรียทางการแพทย์นอกจากการใช้

ลักษณะสัณฐานวิทยาแล้วจะใช้การทดสอบทางชีวเคมี ตรวจสอบลักษณะเมตาบอลิสมเปรียบเทียบกับ ข้อมูลมาตรฐาน

นอกจากน้ีระบบการจัดจำาแนกโดยใช้อนุกรมวิธานตัวเลข (numeric taxonomy) จะทำาให้

การค้นทำาได้รวดเร็ว โดยลักษณะฟี โนไทปส์จะถูกกำาหนดเป็ นตัวเลข ซึ่งจำานวนตัวเลขจะบ่งบอกจีนัส และสปี ชีส์ของแบคทีเรีย

ในบางกรณี เช่นการศึกษาทางระบาดวิทยา อาจพบว่ามีการจัดจำาแนกแบ่งแบคทีเรียย่อยเป็ น

subspecies ตามความแตกต่างในลักษณะฟี โนไทปส์ โดยเขียนย่อเป็ น subsp. ถ้าแบ่งย่อยจากความ

แตกต่างจากผลทางซีรุ่มวิทยา (serovarieties) อาจเขียนย่อเป็ น serovar และถ้าจากความแตกต่าง ทางผลทดสอบชีวเคมี อาจเขียนย่อเป็ น biovar นอกจากน้ีอาจแบ่งย่อยโดยใช้ความแตกต่างในความ

ไวต่อการติดเช้ ือด้วยไวรัสของแบคทีเรียจำาเพาะ เรียก phage typing หรือโดยใช้การวิเคราะห์ระดับ โมเลกุลเรียกย่อว่า RFLP ในการแยกความแตกต่างระหว่างสายพันธุ์ ในปัจจุบันน้ีมีการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมในระดับท่ีลึกยิ่งขึ้น

ลำาดับเบสใน

ribosomal

RNA

(rRNA)

โดยการวิเคราะห์เปรียบเทียบ

และแสดงผลเป็ นไดอะแกรมหรือแผนภาพเส้น

เรียก

Phylogeny แบคทีเรียท่ต ี ำาแหน่งในแผนภาพอยู่ใกล้กันจะมีลำาดับเบสคล้ายกันมาก ส่วนท่ีอยู่ไกลกันก็ จะมีลำาดับเบสดังกล่าวแตกต่างกันมาก ตัวอย่าง Phylogeny แสดงในภาพท่ี 2

ภาพท่ี 2 การจัดจำาแนกสิ่งมีชีวิตตามความล้ายคลึงของลำาดับเบสใน rRNA สิ่งมีชีวิตชนิดใดชนิดหนึ่งสามารถจัดจำาแนกตามชนิดของเซลล์

ตามโครงสร้างการจัดภายใน

เซลล์และการทำาหน้าท่ี เป็ น พวกโปรคาริโอทส์ (Prokaryotes) พวกยูคาริโอทส์ (Eukaryotes) หรือ พวกอาร์คีโอแบคทีเรีย

(Archaeobacteria)

แบคทีเรียส่วนใหญ่อยู่ในกลุ่มของโปรคาริโอทส์ ส่วน

น้อยอยู่ในกลุ่มอาร์คีโอแบคทีเรีย ส่วนเช้ ือรา สาหร่าย โปรโตซัว รวมท้ังเซลล์สัตว์และพืช จัดอยู่ในพวก ยูคาริโอทส์

พวกอาร์คีโอแบคทีเรียจะมีลักษณะเซลล์คล้ายกับเซลล์ของยูคาริโอทส์มากกว่าเซลล์ของโปร

คาริโอทส์ และพบในจุลินทรียพ ์ วกท่ีเจริญได้ภายใต้สิ่งแวดล้อมท่ีสิ่งมีชีวิตท่ว ั ไปไม่สามารถดำารงชีวิตอยู่

10

ได้ ความสามารถท่ีจะดำารงอยู่ในภาวะธรรมชาติท่ีไม่เหมาะต่อการเจริญของเซลล์ชนิดอ่ ืนน้ี อยูท ่ ่ี

ลักษณะโครงสร้างของเย่ ือหุ้มเซลล์และคุณสมบัติของเอนไซม์ของแบคทีเรียเหล่าน้ี อย่างไรก็ตามพวก อาร์คโี อแบคทีเรียไม่เป็ นปัญหาทางการแพทย์และจะไม่กล่าวถึงรายละเอียดในรายวิชาน้ี โครงสร้างของเซลล์โปรคาริโอทส์ (แบคทีเรีย) 1. โครงสร้างของไซโตปลาสม 1.1 สารพันธุกรรม

โครโมโซมเป็ นดีเอนเอ ชิ้นเดียว รูปวง ปรากฏเป็ น nucleoid หรือ chromatin body (nuclear body) จับกับ mesosome ซึ่งเป็ นโครงสร้างคล้ายถุง ไม่มีเย่ ือหุ้มนิวเคลียส 1.2 ไรโบโซม

ไรโบโซมมีท้ังท่ีอยู่อิสระในไซโตปลาสมและจับกับเย่ ือหุ้มเซลล์ มีขนาด 70S ประกอบ

ด้วย 2 หน่วย ขนาด 50s และ 30s 1.3 แกรนูล

ในไซโตปลาสมอาจมีแกรนูล ซึ่งเป็ นแหล่งสะสมสารอาหาร เช่นอาจประกอบด้วย โพ ลีแซคคาไรด์ เช่นไกลโคเจน ไขมัน เช่น poly -beta-hydroxybutyrate หรือ polyphosphates

1.4 สปอร์ บางจีนัส

เช่น

บาซิลลัส

และคลอสตริเดียม

สามารถสร้างเอนโดสปอร์

(endospores) เม่ ืออยูใ่ นภาวะท่ีไม่เหมาะสมในการเจริญ สปอร์จะอยู่ภายในเซลล์ เม่ ือย้อมสี

และดูดว ้ ยกล้องจุลทรรศน์จะเห็นเป็ นส่วนไม่ติดสีอยู่ภายในเซลล์ ขนาด รูปร่างและตำาแหน่ง ของสปอร์สามารถนำาไปใช้ในการตรวจเอกลักษณ์เช้ ือ 2. โครงสร้างของเอนเวลโลฟ ประกอบด้วยเย่ ือหุ้มเซลล์และโครงสร้างล้อมรอบไซโตปลาสม คือ เย่ ือหุ้มเซลล์และ

ผนังเซลล์ ในบาง สปี ชีส์ยังผลิตแคปซูลและสไลม์ (slime layers) 2.1 เย่ ือหุ้มเซลล์

เย่ ือหุ้มเซลล์จะล้อมรอบไซโตปลาสม อาจเรียกว่า plasma membrane หรือ cell membrane

เป็ นเย่ ือหุ้มชนิดไลโปโปรตีน (lipoprotein) ประกอบด้วย ฟอสโฟไลปิ ดและ

โคพลาสมา

หน้าท่ีของเย่ ือหุ้มเซลล์เก่ียวข้องการควบคุมการขนส่งโมเลกุลของสารข้ามเย่ ือ

โปรตีน แต่ไม่มี sterols ซึ่งต่างจากเย่ ือหุ้มของเซลล์ยูคาริโอทส์ ยกเว้นในแบคทีเรียกลุ่ม มัย หุ้มเซลล์ การควบคุมแรงดันออสโมซิส

และเป็ นตำาแหน่งการเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ขนส่งอิเลค

ตรอนในกระบวนการสร้างพลังงาน 2.2 ผนังเซลล์ เป็ นโครงสร้างท่ีทำาให้เซลล์คงตัว

จากแรงดันออสโมซิสท่ีสูงภายในเซลล์ ต่างกันหลายชนิด

ซึ่งจะรักษารูปร่างของเซลล์และป้ องกันเซลล์แตก

โครงสร้างของผนังเซลล์ของแบคทีเรีย มีความแตก

แยกตามลักษณะการติดสีย้อม

ผนังเซลล์แกรมบวก

โครงสร้างผนังเซลล์ของแบคทีเรียติดสีแกรมบวก

ชนิดของผนังเซลล์ท่ีสำาคัญๆ

คือ

จะมีช้ันเปปทิโดไกลแคน

(peptidoglycan หรือ murein) หนา และเป็ นส่วนประกอบหลักของผนังเซลล์แกรมบวก ยา ปฏิชีวนะท่ีออกฤทธิป ์ ้ องกันการสังเคราะห์เปปติโดไกลแคน

จะมีผลต่อแบคทีเรียแกรมบวก

มากกว่าแบคทีเรียแกรมลบซึ่งมีช้ันของเปปติโดไกลแคนบางกว่าและมีโครงสร้างส่วนประกอบ ของผนังเซลล์แตกต่างออกไป

11

เปปติโดไกลแคน ประกอบด้วยสายโพลีแซคคาไรด์ (glycan) ท่ีสลับกันระหว่าง N-

acetyl-D-glucosamine (NAG) และ N-acetyl-D-muramic acid (NAM) โดยมีเปปไทด์ สายส้ันๆ ประกอบด้วยกรดอะมิโน 4 ชนิด (tetrapeptide) จับกับหมู่คาร์บอกซิของ NAM ดัง ภาพท่ี 3 (a) สายไกลแคนมีการจับข้ามกัน เกิดเป็ นร่างข่าย ในแบคทีเรียแกรมบวกการจับจะ

เช่ ือมกันระหว่างสองเตตราเปปไทด์ท่ีจับกับ NAM ด้วยสะพานเปปไทด์ (peptide interbrid ge)ดังภาพท่ี 3 (b)

ส่วนประกอบอ่ ืนของผนังเซลล์แกรมบวก คือ กรดเทโคอิก (teichoic acid) ซึ่งเป็ น

สายโพลีเมอร์ของฟอสเฟต และกลีเซอรอลซึ่งมีโมเลกุลเล็กๆ เช่น อะลานีน (D-alanine) หรือ กูลโคส หรือ โมเลกุลชนิดอ่ ืนเกาะอยู่ ดังภาพท่ี 4a โดยกรดเทโคอิกจะฝังในช้ันเปปติโดไกล แคน นอกจากน้ียังมี กรดไลโปเทโคอิก(lipoteichoic acid) ฝังอยูใ่ นเย่ ือหุ้มเซลล์ดังภาพท่ี 4b กรดท้ังสองชนิดน้ีเป็ นส่วนประกอบจำาเพาะในผนังเซลล์ของแบคทีเรียแกรมบวก

สายโพลีแซคคาไรด์ ท่ม ี ีคุณสมบัติเป็ นแอนติเจน (antigenic polysaccharide) อาจ

พบได้ท่ีผิวของช้ันเปปติโดไกลแคน

ภาพท่ี 3 การเช่ ือมข้ามกันระหว่างสายโพลีเมอร์ NAM-NAG ในแบคทีเรียแกรมลบ (a) แกรมบวก (b)

12

ภาพท่ี 4 โครงสร้างทางเคมีของกรดเทโคอิก (a) และการเกาะบนช้ันของเปปติโดไกล

แคนของกรดเทโคอิก หรือบนพลาสมาเมมเบรนของไลโปเทโคอิก (b) ผนังเซลล์แบคทีเรียทนกรด แบคทีเรียบางจีนัส

เช่น

มัยโคแบคทีเรีย

(Mycobacteria)

และ

โนคารเดีย

(Nocardia) มีโครงสร้างผนังเซลล์แบบแกรมบวก แต่เน่ ืองจากมีช้ันของไขมันปริมาณสูง ซึ่ง ช้ันไขมันน้ีประกอบด้วย ไกลโคไลปิ ด (glycolipids) กับกรดไขมัน คือ กรดมัยโคลิก จับอยู่ท่ี ด้านนอกของผนังเซลล์

ทำาให้ย้อมติดสีแกรมยาก

แต่สามารถย้อมสีทนกรด

(acid-fast

stain) ผนังเซลล์แกรมลบ

ผนังเซลล์ของแบคทีเรียแกรมลบ ประกอบด้วย 2 ช้ัน คือช้ันของเปปติโดไกลแคน อยู่ด้านในจะบางกว่าท่ีพบในผนังเซลล์ของแบคทีเรียแกรมบวก ท่ีเย่ ือหุ้มช้ันนอกยังประกอบ ด้วย โปรตีน ฟอสโฟไลปิ ด (phospholipids) และไลโปโพลีแซคคาไรด์ (lipopolysaccharide, LPS) ดังภาพท่ี 5a

โครงสร้างของไลโปโพลีแซคคาไรด์ ประกอบด้วย 3 ส่วน ดังแสดงในภาพท่ี 5b ส่วน

ประกอบท้ังสาม คือ 1) โพลีแซคคาไรด์ โอ แอนติเจน (antigenic-O-specific

polysaccharide) 2) โพลีแซคคาไรด์ส่วนแกน (core polysaccharides) และ 3) ไลปิ ด เอ (lipid A) หรืออาจเรียก endotoxin ซึ่งเป็ นสาเหตุของการเกิดไข้ และอาการชอคในผู้ป่วยติด เช้ ือแบคทีเรียแกรมลบ

เย่ ือหุ้มช้ันนอกในแบคทีเรียแกรมลบ

ทำาหน้าท่ีป้องกันสารท่ไี ม่เข้ากับน้ำ

(hydrophobic) และสารท่ีเป็ นอันตรายต่อเซลล์ โดยกรองให้โปรตีนท่ีละลายน้ำได้ผ่านตาม ช่อง

ช่องเหล่าน้ีมีส่วนประกอบเป็ นโปรตีน ดังภาพท่ี 5a

นอกจากน้ียังทำาหน้าท่ีเป็ นบริเวณ

จับสำาหรับเสริมการเกาะติดกับเซลล์ของโฮสต์บริเวณระหว่างเย่ ือหุ้ม (periplasmic space) อยู่ระหว่างเย่ ือหุ้มช้ันนอกและเย่ ือหุ้มช้ันใน ซึ่งจะรวมช้ันของเปปติโดไกลแคนไว้ด้วย

ภายใน

บริเวณน้ีจะมี สารคล้ายวุ้น (gel-like matrix) ซึ่งประกอบด้วยโปรตีนซึ่งจับกับสารอาหาร และเอนไซม์ท่ีสลายและทำาลายสารพิษ

13

a)

b)

ภาพท่ี 5 โครงสร้างผนังเซลล์ของแบคทีเรียแกรมบวก (a) และโครงสร้างของไลโปโพลีแซค คาไรด์ (b)

14

กลุ่มไม่มีผนังเซลล์ แบคทีเรียในกลุ่ม มัยโคพลาสมา (Mycoplasma) และยูเรียพลาสมา

(Ureaplasma) เป็ นแบคทีเรียท่ีไม่มีผนังเซลล์ และท่ีเย่ ือหุ้มยังมีสารสเตอรอลซึ่งไม่พบตาม ปกติในโปรคาริโอทส์ การท่ีแบคทีเรียไม่มีผนังเซลล์ทำาให้แบคทีเรียกลุ่มน้ีมีรูปร่างได้หลาย แบบ (pleomorphic shape)

ภาวะท่ีไม่มีผนังเซลล์สามารถทำาให้เกิดได้กับแบคทีเรียท่ีมีผนังเซลล์ตามปกติ โดย

การเพาะเล้ียงในยาปฏิชีวนะท่ียับย้ังการสังเคราะห์ผนังเซลล์ แบคทีเรียท่ีไม่มผ ี นังเซลล์ท่ีสร้าง ในห้องทดลองน้ีเรียกว่าอยู่ในรูป L- forms 2.3 โพลีเมอร์ท่ีผว ิ เซลล์ แคปซูล

แบคทีเรียก่อโรคหลายชนิดสามารถผลิตแคปซูล ซึ่งสร้างจากโพลีแซคคาไรด์ แม้ว่า อาจมีโพลีเปปไทด์ แคปซูลทำาให้เช้ ือมีความรุนแรงในการก่อโรค จึงจัดแคปซูลเป็ นปั จจัยหนึ่ง ท่ท ี ำาให้เกิดอาการรุนแรง (virulence factors) แคปซูลจะทำาให้จุลินทรีย์ไม่ถูกจับกินโดย

กระบวนการ phagocytosis และในการตรวจเอกลักษณ์บางคร้ังต้องแยกแคปซูลออก เช่น การทำา serologic typing การตรวจ agglutination

แคปซูลไม่สามารถย้อมได้ด้วยสีย้อมท่ว ั ไป เช่นสีย้อมแกรม หรือ อินเดียน อิงค์ ดังน้ัน

จะปรากฏเป็ นรัศมีรอบเช้ ือท่ีถูกย้อมและพ้ ืนสไลด์ท่ีตด ิ สีย้อม สไลม์ (slime)

สไลม์มีลักษณะคล้ายแคปซูลแต่เป็ นช้ันท่ีมีลักษณะกระจายตัวมากกว่า ประกอบด้วย โพลีแซคคาไรด์ ทำาหน้าท่ีในการยับย้ังกระบวนการจับกิน (phagocytosis) หรือบางกรณีช่วย ในการเกาะติดกับเน้ ือเย่ ือโฮสต์

2.4 ส่วนระยางค์ของเซลล์ (Cell appendages) แฟลกเจลลา แฟลกเจลลาทำาหน้าท่ใี นการเคล่ ือนท่ี ประกอบด้วยโปรตีน เม่ ือหมุนจะทำาให้

แบคทีเรียเคล่ ือนท่ี จำานวนของแฟลกเจลลาและการจัดเรียงสามารถใช้ประกอบการตรวจ เอกลักษณ์ของแบคทีเรีย พิไล

พิไลหรือ fimbriae เป็ นโครงสร้างโปรตีน ลักษณะคล้ายขนท่ีช่วยการเกาะติดบนผิว

ส่วนพิไลชนิดพิเศษเรียก sex pili เก่ียวข้องกับการคอนจูเกชันและการแลกเปล่ียนยีน

แบคทีเรียก่อโรคมี adherence pili ช่วยให้เกาะกับโฮสต์ได้ดี โปรตีนในพิไลท่ีทำา

หน้าท่ีเกาะเรียกว่า adhesins

สัณฐานวิทยาของแบคทีเรีย รูปร่างและการจัดเรียงตัวของแบคทีเรีย

แบคทีเรียมีขนาดแตกต่างกัน ต้ังแต่ 0.4-2 ไมครอน และมักมีรูปร่างเป็ น ทรงกลม (cocci) รูปแท่ง (bacilli) หรือรูปเกลียว (spirochetes)

แบคทีเรียรูปทรงกลมอาจอยู่เด่ียวๆ เป็ นคู่ เช่น diplococci เป็ นสาย เช่น streptococci หรือ

เป็ นกลุ่ม หรือคลัสเตอร์ (cluster) เช่น staphylococcus

แบคทีเรียรูปแท่ง (bacilli) อาจมีขนาดและความยาวแตกต่างกันมาก ต้ังแต่มีลักษณะส้ันมาก

เรียก coccobacilli จนถึงรูปยาวเป็ นแท่งสาย เรียก filamentous rods ท่ีปลายอาจเป็ นลักษณะมน

15

หรืออาจเป็ นเหล่ียม โค้ง

หรือปลายอาจเรียวแหลมท่ีเรียก fusiform นอกจากน้ีเช้ ือบาซิลไลบางชนิดมีรูป

ถ้าแบคทีเรียใดมีขนาดและรูปร่างได้แตกต่างกัน เรียกว่า pleomorphic การจัดเรียงตัวของ

แบคทีเรียรูปแท่ง

อาจอยู่เป็ นแท่งเด่ียวๆ

เป็ นสาย

หรืออาจจัดเรียงในลักษณะข้างต่อข้าง

เรียก

palisading สำาหรับแบคทีเรียพวกสไปโรคีทส์จะมีความยาวแตกต่างกันและจำานวนเกลียวแตกต่างกัน การย้อมสีจุลินทรีย์

การศึกษารูปร่างของแบคทีเรียด้วยกล้องจุลทรรศน์ จำาเป็ นต้องย้อมสีเน่ ืองจากการส่องดู แบคทีเรียโดยตรงมักเห็นไม่ชัดเจนเน่ ืองจากความไม่แตกต่างของเซลล์กับสีของอาหารเพาะเช้ ือหรือน้ำ การย้อมสีนอกจากจะทำาให้เห็นรูปร่างหรือส่วนประกอบต่างๆ ของแบคทีเรีย เช่น สปอร์ แฟลกเจลลา ได้ชัดเจนแล้ว ยังสามารถใช้แยกความแตกต่างของผนังเซลล์ของแบคทีเรียออกเป็ นกลุ่มได้อีกด้วย การเจริญของจุลินทรีย์และอาหารท่ใี ช้เล้ียงจุลินทรีย์

แบคทีเรียมีความต้องการสารอาหารสำาหรับการเจริญ 3 อย่าง คือ 1. สารอาหารท่ีจะเป็ นแหล่งคาร์บอน เพ่ อ ื สร้างองค์ประกอบของเซลล์ 2. สารอาหารท่ีจะเป็ นแหล่งไนโตรเจน เพ่ ือสร้างโปรตีน

3. สารอาหารท่ีจะเป็ นแหล่งพลังงาน (ATP) เพ่ ือใช้ในการทำางานของเซลล์

สำาหรับธาตุหรือโมเลกุลอ่ ืนๆ ต้องการเพียงปริมาณเล็กน้อย เช่น ฟอสเฟต สำาหรับสังเคราะห์ กรดนิวคลิอิก โลหะและไอออน สำาหรับการทำางานของเอนไซม์ แบคทีเรียต่างชนิดกันมีความสามารถ ในการใช้แหล่งของธาตุหรือโมเลกุลเหล่าน้ีแตกต่างกัน ความต้องการสารอาหารท่ีสำาคัญในการเจริญ

แบคทีเรียสามารถแบ่งเป็ น 2 กลุ่มตามแหล่งท่ไี ด้มาของคาร์บอน กลุ่มท่ี 1 Autotrophs หรือ Lithotrops แบคทีเรียกลุ่มน้ีเป็ น พวกท่ีเจริญได้โดยใช้ คาร์บอนไดออกไซด์เป็ นแหล่งสำาคัญแหล่งเดียว ของคาร์บอน ซึ่งยังอาจแบ่งออกเป็ น 2 พวกย่อยๆ ตามแหล่งของการได้มาของพลังงาน คือ 1) พวกท่ไี ด้พลังงานจากแสง เรียก phototrophs และ

2) พวกท่ไี ด้พลังงานจากการออกซิเดชันสารประกอบอนินทรีย์ เรียก chemolithotrophs กลุ่มท่ี 2 Heterotrophs แบคทีเรียกลุ่มน้ีต้องการสารเชิงซ้อนมากขึ้นสำาหรับการเจริญเติบโต คือต้องการสารอินทรีย์

เป็ นแหล่งของคาร์บอน เช่นกูลโคส และได้พลังงานจากการออกซิไดซ์หรือหมักสารอินทรีย์ สารชนิด เดียวกัน เช่น กูลโคส มักเป็ นท้ังแหล่งของคาร์บอนและแหล่งของพลังงาน

แบคทีเรียทุกชนิดท่ีอาศัยในร่างกายมนุษย์ เป็ นพวก heterotrophic bacteria คือต้องการ

สารอินทรีย์เป็ นแหล่งของคาร์บอน อย่างไรก็ตามแบคทีเรียในกลุ่มน้ีมีความต้องการสารอาหารแตก ต่างกันมาก แบคทีเรีย เช่น Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa สามารถใช้

สารประกอบอินทรีย์มากมายหลายชนิดเป็ นแหล่งคาร์บอน ดังน้ันสามารถเจริญได้ในอาหารชนิด ธรรมดาท่ีมีในห้องปฏิบัติการ

ส่วนแบคทีเรียก่อโรคอ่ ืนๆ เช่น Haemophilus influenza และแอนแอโรบส์ เป็ นแบคทีเรียท่ี

เพาะเล้ียงยาก เรียก fastidious bacteria แบคทีเรียเหล่าน้ีต้องการสารเมตาบอไลท์ (metabolites) อ่ ืนๆ เพิม ่ เติม เช่นไวตามิน พิวรีนส์ ไพริมิดีนส์ และฮีโมโกลบิน

แบคทีเรียก่อโรคบางชนิดเช่น คลามิดเดีย ไม่สามารถเพาะเล้ียงด้วยอาหารเล้ียงเช้ ือท่ีมีตาม

ปกติในห้องปฏิบัติการแต่ต้องเพาะเล้ียงในเน้ ือเย่ ือเพาะเล้ียง เน่ ืองจากเป็ นแบคทีเรียชนิดท่ีเจริญ

16

ภายในเซลล์เท่าน้ัน(intracellular bacteria) และการตรวจหาแบคทีเรียเหล่าน้ีจะต้องใช้วิธีการท่ี แตกต่างจากท่ใี ช้ในการตรวจหาแบคทีเรียท่ ัวไป ชนิดของอาหารเพาะเล้ียงแบคทีเรีย

1. อาหารเพาะเล้ียงเช้ ือข้ันต่ำ (Minimal medium) อาหาร minimal medium เป็ นอาหารเพาะเล้ียงแบคทีเรียท่ีมีส่วนประกอบง่ายๆ และมี

องค์ประกอบท่ีทราบแน่นอน อาหารชนิดน้ีมักไม่ใช้ในห้องปฏิบัติการสำาหรับตรวจวินิจฉัย แบคทีเรียก่อโรค

2. อาหารเพาะเล้ียงเช้ ือท่ ัวไป (Nutrient medium) เป็ นสารอาหารท่ีมค ี วามซับซ้อนยิ่งขึ้น และประกอบจากสารสกัดของเน้ ือและถ่ ัวเหลือง

ตัวอย่างเช่น nutrient broth (NB) และ trypticase soy broth (TSB) 3. อาหารเพาะเล้ียงเช้ ือสำาหรับเช้ ือเจริญยาก (Enriched medium)

เป็ นอาหารเพาะเล้ียงเช้ ือท่ีมีการเติมปัจจัยท่ีช่วยในการเจริญ เช่น เลือด ไวตามิน สารสกัด

จากยีสต์ ตัวอย่าง เช่น blood agar และ chocolate agar

4. อาหารเพาะเล้ียงเช้ ือสำาหรับคัดเลือกชนิดของเช้ ือ (Selective medium) เป็ นอาหารเพาะเล้ียงแบคทีเรียท่ีมีการเติมสารเพิม ่ ขึ้นเพ่ ือประโยชน์ในการยับย้ังการ

เจริญของแบคทีเรียบางชนิด แต่แบคทีเรียชนิดอ่ ืนยังเจริญได้ ตัวอย่าง คือ MacConkey agar 5. อาหารเพาะเล้ียงเช้ ือท่ีสามารถแยกความแตกต่างของเช้ ือ (Differential medium)

เป็ นอาหารท่ีใช้สำาหรับตรวจดูความแตกต่างของเมตาบอลิสมระหว่างกลุ่มหรือ สปี ชีส์ของ

แบคทีเรีย ตัวอย่างเช่น MacConkey agar และ Blood agar

6. อาหารสำาหรับเก็บเช้ ือระหว่างส่งตัวอย่าง (Transport medium) เป็ นอาหารท่ีใช้สำาหรับคงรักษาให้จุลินทรีย์มีชีวิตอยู่ระหว่างรอการนำาไปเพาะเล้ียง โดย

ไม่มีการเพิม ่ จำานวน ตัวอย่าง เช่น Stuart broth การเจริญและเมตาบอลิสมของแบคทีเรีย ปัจจัยท่ีมีผลต่อการเจริญของแบคทีเรีย

ปัจจัยสำาคัญท่ีผลต่อการเจริญของแบคทีเรียมี 3 อย่าง คือ

1. ความเป็ น กรด-ด่าง 2. อุณหภูมิ

3. องค์ประกอบของก๊าซในบรรยากาศ

แบคทีเรียก่อโรคส่วนมากเจริญได้ดท ี ่ีสุดในสภาพเป็ นกลาง (pH 7) อาหารเพาะเล้ียง แบคทีเรียส่วนใหญ่จึงถูกปรับให้มี pH อยู่ระหว่าง 7.0-7.5

อุณหภูมิมีผลต่ออัตราการเจริญของแบคทีเรีย จุลินทรีย์จึงสามารถถูกจัดแบ่งออกตาม

อุณหภูมิท่ีเหมาะสมสำาหรับการเจริญได้เป็ น 3 กลุ่ม คือ

1. พวก Psychrophiles เป็ นแบคทีเรียท่ีเจริญได้ดท ี ่ีสุดท่ีอุณหภูมิต่ำ ในช่วง 10-20 องศา เซนติเกรด เช่นในทะเลอาร์คติค (arctic sea)

2. พวก Mesophiles เป็ นแบคทีเรียท่ีเจริญได้ดท ี ่ีอุณหภูมิปานกลาง คือ ระหว่าง 20-40 องศาเซนติเกรด

3. พวก Thermophiles เป็ นแบคทีเรียท่ีเจริญได้ดีท่ีอุณหภูมิสูง คือประมาณ 50-60 องศา เซนติเกรด เช่น น้ำพุร้อน

แบคทีเรียท่ีมว ี ิวัฒนาการปรับตัวมาอยู่อาศัยในร่างกายมนุษย์

ส่วนมากเป็ น

mesophiles

และเจริญได้ดีท่ีสุดท่ีอุณหภูมิใกล้ๆ กับอุณหภูมิของร่างกายมนุษย์ คือประมาณ 37 องศาเซนติเกรด

ดังน้ันการเพาะเล้ียงแบคทีเรียท่ีมค ี วามสำาคัญทางการแพทย์จึงมักทำาท่ีอุณหภูมิระหว่าง 35-37 องศา

17

เซลเซียส จุลินทรีย์ก่อโรคบางชนิดชอบเจริญท่ีอุณหภูมิต่ำ เช่น เช้ ือรา สำาหรับแบคทีเรียความสามรถ ในการเจริญท่ีอุณหภูมิห้อง (25 °C) หรือท่ีอุณหภูมิสูงถึง 40 °C จะใช้ช่วยในการตรวจเอกลักษณ์ แบคทีเรีย

แบคทีเรียท่ีเจริญได้ในคน ยังต้องการลักษณะส่วนประกอบของบรรยากาศท่ีแตกต่างกัน บาง

ชนิดต้องเจริญในท่ท ี ่ีมีออกซิเจนเท่าน้ัน เรียก obligate aerobes แต่บางชนิดไม่สามารถเจริญได้ใน บรรยากาศท่ีมีออกซิเจน เรียก obligate anaerobes

ขณะท่ีแบคทีเรียบางชนิดสามารถเจริญได้ท้ัง

ในบรรยากาศท่ีมีหรือไม่มีออกซิเจน เรียก facultative anaerobes สำาหรับแบคทีเรียท่ีเจริญได้ดีใน บรรยากาศท่ีมค ี าร์บอนไดออกไซด์สูง เรียกว่า capnophilic bacteria การเจริญของแบคทีเรีย

ระยะเวลาการแบ่งตัว แบคทีเรียแบ่งตัวจากหนึ่งเซลล์เป็ นสองเซลล์ เรียก binary fission และเวลาท่ีใช้สำาหรับการ

แบ่งตัวเรียก generation time หรือ doubling time ซึ่งอาจจะเป็ นเวลาส้ันๆ เพียง 20 นาทีสำาหรับ

แบคทีเรียชนิดท่ีเจริญเร็ว เช่น E. coli หรืออาจยาวนานถึง 24 ช่ ัวโมงสำาหรับแบคทีเรียท่ีเจริญช้า เช่น Mycobacterium tuberculosis กราฟการเจริญ

ถ้าแบคทีเรียอยู่ในภาวะการเจริญท่ีสมดุล มีสารอาหารเพียงพอและไม่มีสารพิษอยู่ ของจำานวนแบคทีเรียจะเป็ นสัดส่วนกับการเพิ่มในคุณสมบัติอ่ืนๆของแบคทีเรีย โปรตีน และปริมาณกรดนิวคลิอิก แบคทีเรียได้

เช่น

มวล

4

ระยะ

การเพิม ่ ปริมาณ

ดังน้ันการวัดคุณสมบัติใดๆ เหล่าน้ีสามารถใช้บ่งช้ีการเจริญของ

ถ้าเขียนกราฟการเจริญของแบคทีเรีย

จะได้กราฟการเจริญ

1. lag phase เป็ นระยะท่ีแบคทีเรียเตรียมแบ่งตัว

คือ

2. log phase เป็ นระยะท่ีแบคทีเรียเพิ่มจำานวนในลักษณะลอการิธึม

3. stationary phase เป็ นระยะท่ีสารอาหารเริม ่ จำากัด จำานวนแบคทีเรียคงท่ี มีแบคทีเรียท่ี เกิดและตายในปริมาณพอกัน

4. dead phase เป็ นระยะท่ีแบคทีเรียท่ีมีชีวิตลดลงและแบคทีเรียท่ีตายมีมากขึ้น การหาจำานวนเซลล์แบคทีเรีย การหาจำานวนเซลล์ของแบคทีเรีย อาจทำาโดย

1. การนับภายใต้กล้องจุลทรรศน์โดยตรง วิธีน้ีใช้สำาหรับประมาณจำานวนแบคทีเรียใน ตัวอย่าง การนับมักจะรวมท้ังแบคทีเรียมีชีวิตและแบคทีเรียท่ีตายแล้ว

2. การนับจากโคโลนีท่ีขึ้นบนเพลทโดยตรง วิธีน้ีทำาโดยการเจือจางเป็ นลำาดับในจานอาหาร จนได้จำานวนท่ีสามารถนับได้ และหาจำานวนของโคโลนี (colony-forming units) ต่อ มิลลิลิตร (CFU/ml) ในกรณีน้ีจะได้จำานวนของเซลล์แบคทีเรียท่ีมีชีวิตเท่าน้ัน

3. การหาความหนาแน่น ความหนาแน่นของแบคทีเรียท่ีเล้ียงในอาหารเหลว (bacterial

broth culture) ในช่วง log phase จะสัมพันธ์กับ CFU/ml วิธีน้ใี ช้สำาหรับเตรียมกล้าเช้ ือ มาตรฐาน (standard inoculum) สำาหรับการทดสอบความไวต่อยาต้านจุลชีพ

ชีวเคมีและเมตาบอลิสมของแบคทีเรีย เมตาบอลิสม

เมตาบอลิสมของจุลินทรีย์ ประกอบด้วยปฏิกิริยาชีวเคมีท่ีแบคทีเรียใช้ในการสลาย สารประกอบอินทรีย์และท่ใี ช้ในการสังเคราะห์ส่วนประกอบของแบคทีเรียจากโครงสร้างคาร์บอน โดย พลังงานท่ใี ช้ในการสังเคราะห์น้ีได้จากการสลายสารอาหาร

18

ชนิดของปฏิกิริยาชีวเคมีท่ีจะเกิดขึ้นภายในเซลล์

จำาเพาะต่างๆ

ขึ้นกับการมีและการออกฤทธิข ์ องเอนไซม์

ดังน้ันการควบคุมเมตาบอลิสมจึงทำาได้โดยการควบคุมการสร้างเอนไซม์ หรือโดยการ

ควบคุมการออกฤทธิข ์ องเอนไซม์ โดยผ่านการยับย้ังย้อนกลับ (feedback) ของผลิตผลท่ีเกิดขึ้นหรือ ต่อปฏิกิริยาของเอนไซม์อ่ืนซึ่งในท่ีสุดให้ผลในการยับย้ังฤทธิข ์ องเอนไซม์น้ัน

แบคทีเรียต่างๆมีความสามารถแตกต่างกันในการใช้สารต่างๆ เป็ นสารเริ่มต้น (substrate)

นอกจากน้ีผลิตผลท่ีเกิดขึ้นยังแตกต่างกันด้วย

ความแตกต่างกันของเมตาบอลิสมเหล่าน้ีถูกใช้เป็ น

ลักษณะสำาคัญ (phenotypic markers) สำาหรับตรวจเอกลักษณ์แบคทีเรีย แบคทีเรียท่ไี ม่รว ู้ ่าเป็ นเช้ ือ อะไร

(unknown

bacteria)

จะถูกนำามาวิเคราะห์

โดยการทดสอบทางชีวเคมี

เพ่ ือหา

1. การใช้สารต่างๆ เป็ นแหล่งของคาร์บอน

2. การสร้างผลผลิตสุดท้ายจากสารเริ่มต้นชนิดต่างๆ กัน 3. การทำาให้ pH ของอาหารเป็ นกรด หรือ ด่าง

ดังน้ันความรู้ทางชีวเคมีและเมตาบอลิสมของแบคทีเรียจึงมีความสำาคัญในการตรวจ เอกลักษณ์แบคทีเรียทางการแพทย์ การหมักและการหายใจ

แบคทีเรียมีวิถีชีวเคมีท่ีจะสลายคาร์โบไฮเดรตและผลิตพลังงานโดย 2 กลไก คือ การหมักและ

การหายใจ หรือ ออกซิเดชัน การหมัก

การหมักเป็ นกระบวนการสลายสารโดยไม่ใช้ออกซิเจน ท่ีเกิดในแบคทีเรียกลุ่ม obligate และ

facultative anaerobes ในกระบวนการหมัก ตัวรับอิเลคตรอน คือ สารประกอบอินทรีย์ การหมักมี

ประสิทธิภาพในการสร้างพลังงานต่ำกว่าการหายใจ (oxidation) ท้ังน้ีเพราะสารเริ่มต้นไม่ถูกรีดิวซ์ อย่างสมบูรณ์ ดังน้ันพลังงานท้ังหมดในสารเริ่มต้นจึงไม่ถูกปล่อยออกมา เม่ ือเกิดกระบวนการหมัก จะ เกิดของผสมของผลผลิตสุดท้าย เช่น lactate, butyrate, ethanol และ acetoin สะสมอยูใ่ นอาหาร การวิเคราะห์ผลผลิตสุดท้ายเหล่าน้ีมีประโยชน์ในการตรวจเอกลักษณ์เช้ ือแอนแอโรบส์

ในการหาผลผลิตสุดท้าย ยังใช้ในการทดสอบทางชีวเคมี เรียกว่า Voges-Proskauer (VP

test) และ Methyl red test ซึ่งเป็ นการทดสอบท่ีมีความสำาคัญในการตรวจเอกลักษณ์ของเช้ ือในสกุล Enterobacteriaceae

โดยท่ ัวไปคำาว่าการหมัก มักใช้เพ่ อ ื ช้ีว่ามีการใช้หรือสลายคาร์โบไฮเดรต (น้ำตาล) ท่ใี ห้ผลผลิต

เป็ นกรด การหายใจ

การหายใจเป็ นกระบวนการการผลิตพลังงานท่ีประสิทธิภาพ จะใช้ออกซิเจนเป็ นตัวรับอิเลค ตรอนตัวสุดท้าย แบคทีเรียท่ีเกิดการหายใจโดยใช้ออกซิเจน (aerobic respiration) คือ obligate aerobes และ facultative anaerobes อย่างไรก็ตาม เช้ ือแอนแอโรบส์บางชนิดสามารถเกิดการ

หายใจได้แต่เป็ นชนิดท่ีเรียกว่า การหายใจโดยไม่ใช้ออกซิเจน (anaerobic respiration) ซึ่งจะใช้สา รอนินทรีย์ เช่น ไนเตรท และซัลเฟต ทำาหน้าท่ีเป็ นตัวรับอิเลคตรอนตัวสุดท้ายแทนออกซิเจน วิถีชีวเคมีในการสลายกูลโคสไปเป็ นกรดไพรูวิค คาร์โบไฮเดรตเริ่มต้นสำาหรับกระบวนการหมักหรืออกซิเดชันของแบคทีเรีย คือ กูลโคส ถ้า

แบคทีเรียใดใช้น้ำตาลชนิดอ่ ืนๆ เป็ นแหล่งคาร์บอน แบคทีเรียน้ันจะเปล่ียนน้ำตาลชนิดน้ันๆ ไปเป็ นกูล โคสก่อน ซึ่งจะถูกเปล่ียนต่อไปด้วยวิถใี ดวิถีหนึ่งใน 3 วิถี ซึ่งท้ัง 3 วิถีจะทำาให้เกิดกรดไพรูวิค ซึ่งเป็ น สารตัวกลาง (intermediates) ท่ีสำาคัญ ซึ่งมีคาร์บอน 3 อะตอม

19

วิถีชีวเคมีหลัก 3 วิถีท่ีแบคทีเรียใช้ในการสลายกูลโคสไปเป็ นกรดไพรูวิค คือ 1. The Embden-Meyerhof-Parnas (EMP) pathway หรือ glycolytic pathway 2. The pentose phosphate pathway หรือ The phosphoketolase pathway 3. The Entner-Doudoroff pathway (ED)

วิถท ี ้ัง 3 แสดงในภาพท่ี 6, 7, 8 ซึ่งไพรูเวทท่ีได้แล้วจะถูกเปล่ียนต่อไปโดยการหมักหรือ ออกซิเดชัน

ภาพท่ี 6 The Embden-Meyerhof-Parnas (EMP) pathway ในวิถีน้ีน้ำตาลกูลโคส

1 โมเลกุลจะถูกเปล่ียนไปเป็ นไพรูเวท 2 โมเลกุล มีการสร้าง ATP 4 โมเลกุลและใช้ ATP 2 โมเลกุล ดังน้ันจำานวน ATP สุทธิเท่ากับ 2 โมเลกุล

ไพรูเวทจะถูกเปล่ียนไปเป็ นแลคเตท 2 โมเลกุล ใน

Lactobacillus sp. หรือเปล่ียนไปเป็ นเอธานอลและคาร์บอนไดออกไซด์อย่างละ 2 โมเลกุลในยีสต์ (Saccharomyces) แบบแอโรบิค

หรือเข้าสู่วัฏจักรของเครปและระบบการขนส่งอิเลคตรอนในกระบวนการหายใจ

(ท่ม ี า:http://www.bact.wisc.edu/Bact303/bact303metabolism)

20

ภาพท่ี 7 The phosphoketolase pathway เป็ นวิถีการสลายกูลโคสให้เกิดพลังงานท่ีมี ประสิทธิภาพเพียงครึง ่ เดียวของ EMP pathway ตัวอย่างแบคทีเรียท่ีใช้วิถีน้ี คือ Streptococcus sp. จะสลายกูลโคส 1 โมเลกุล ไปเป็ น แลคเตท เอธานอล คาร์บอนไดออกไซด์ และ ATP อย่างละ 1 โมเลกุล โดยมีการเปล่ียนเป็ นสารตัวกลางท่ีสำาคัญ คือ pentose phosphate

(ท่ม ี า: http://www.bact.wisc.edu/Bact303/bact303metabolism)

ภาพท่ี 8 The Entner-Doudoroff pathway (ED) เป็ นวิถีการสลายกูลโคสให้เกิดพลังงานท่ี

มีประสิทธิภาพเพียงครึง ่ เดียวของ EMP pathway ตัวอย่างแบคทีเรียท่ใี ช้วิถีน้ี คือ Zymomonas และ

Pseudomonas sp. จะสลายกูลโคส 1 โมเลกุล ไปเป็ น เอธานอล และคาร์บอนไดออกไซด์ อย่างละ 2 โมเลกุล และ ATP 1 โมเลกุล โดยมีการเปล่ียนเป็ นสารตัวกลางท่ีสำาคัญ คือ KDPG (2-keto-3deoxy-6-phosphogluconic acid)

(ท่ม ี า: http://www.bact.wisc.edu/Bact303/bact303metabolism)

21

ตัวอย่างของแบคทีเรียชนิดต่างๆท่ใี ช้วิถีชีวเคมีแตกต่างกันในการสลายกูลโคสแสดงในตารางท่ี 4 ตารางท่ี 4 แบคทีเรีย

E-M-P pathway

Phosphoketolase

E-D pathway

pathway Bacillus subtilis

วิถีหลัก

วิถีรอง

ไม่มี

Escherichia coli

มี

ไม่มี

ไม่มี

Lactobacillus

มี

ไม่มี

ไม่มี

ไม่มี

ไม่มี

มี

วิถีรอง

ไม่มี

วิถีหลัก

acidophilus Pseudomonas aeruginosa Vibrio cholerae

การสลายกรดไพรูวิคของแบคทีเรียในกระบวนการหมัก (Fermentation) กรดไพรูวิคเป็ นสารตัวกลางในเมตาบอลิสมท่ีสำาคัญ

แบคทีเรียจะเปล่ียนกรดไพรูวค ิ ต่อไปได้

หลายวิถี ในแต่ละวิถีจะให้ผลิตผลสุดท้ายแตกต่างกัน แสดงในภาพท่ี 9

ซึ่งผลผลิตเหล่าน้ีสามารถใช้

ประโยชน์ในการตรวจเอกลักษณ์ของเช้ ือ

ภาพท่ี 9 การสลายกรดไพรูวิคในกระบวนการหมักไปเป็ นผลผลิตต่างๆ ของแบคทีเรียชนิดต่างๆ (ท่ม ี า: http://www.bact.wisc.edu/Bact303/bact303metabolism)

วิถีการหมักบางวิถีท่ีถูกใช้โดยเช้ ือท่ีอาศัยอยู่ภายในร่างกาย มีดังน้ี 1. การหมักท่ีได้แอลกอฮอล์ (alcoholic fermentation)

ผลิตผลสำาคัญท่ีเกิดขึ้นคือ เอธานอล วิถีน้ีใช้โดยยีสต์ เม่ ือหมักน้ำตาลกูลโคส และ

ผลิตเอธานอล

2. การหมักท่ีได้กรดแลคติกอย่างเดียว (Homolactic fermentation)

22

ผลผลิตสุดท้ายเกือบท้ังหมดเป็ นกรดแลคติก สมาชิกทุกตัวในจีนัส Streptococcus

และสมาชิกหลายตัวในจีนัส Lactobacillus ท่ีหมักไพรูเวทโดยวิถีน้ี

3. การหมักท่ีได้กรดแลคติก ร่วมกับกรดอ่ ืนๆ (Heterolactic fermentation)

เช้ ือ Lactobacilli บางชนิดใช้วิถีการหมักผสมน้ี ซึ่งจะได้ผลผลิตอ่ ืนๆ นอกจากกรด

แลคติก คือ คาร์บอนไดออกไซด์ แอลกอฮอล์ กรดฟอมิก และกรดอะซีติก

4. การหมักท่ีได้กรดโพรพิโอนิก (Propionic acid fermentation)

เช้ ือ Propionibacterium acnes และเช้ ือแกรมบวกแอนแอโรบส์รูปแท่งท่ีไม่สร้างส

ปอร์ มีการหมักท่ีผลผลิตสุดท้ายท่ีสำาคัญ คือ กรดโพรพิโอนิก

5. การหมักท่ีได้กรดผสมหลายอย่าง (Mixed acid fermentation)

สมาชิกของแบคทีเรียในจีนัส Escherichia, Salmonella และ Shigella ซึ่งเป็ น

สมาชิกในสกุล Enterobacteriaceae ใช้วิถีน้ีในการหมักและผลิตผลสุดท้ายเป็ นกรด

จำานวนหนึ่ง คือ กรดแลคติก กรดซัคซินิค (succinic acid) และ กรดฟอร์มิก (formic acid) ซึ่งเป็ นกรดแก่ท่ีสุดจะใช้เป็ นพ้ ืนฐานในการให้ผลบวกในการทดสอบเมธิลเรด (methyl red)

6. การหมักท่ีได้ บิวทานีไดออล (Butanediol fermentation)

สมาชิกของแบคทีเรียในจีนัส Klebsiella, Enterobacter และ Serratia ซึ่งเป็ น

สมาชิกในสกุล Enterobacteriaceae ท่ีใช้วิถีน้ใี นการหมักน้ำตาลน้ี และให้ผลผลิตคือ

acetoin (acetyl methyl carbinol) และ 2, 3- butanediol การตรวจหา acetoin จึงเป็ นพ้ ืนฐานของการทดสอบ Voges-Proskauer (VP) reaction ของแบคทีเรียกลุ่มน้ี เน่ ืองจากกรดจะสร้างมาน้อยในวิถีน้ี ดังน้ันจุลินทรียท ์ ่ใี ห้ผลบวก VP reaction มักจะให้ ผลลบต่อ methyl red test และกลับกัน

7. การหมักท่ีได้กรดบิวทีริค (Butyric acid fermentation) เช้ ือ obligate anaerobes บางชนิด รวมท้ัง Clostridium spp., Fusobacterium,

และ Eubacterium ผลิตกรดบิวทีรค ิ เป็ นผลิตผลสุดท้ายท่ีสำาคัญ ร่วมกับกรดอะซีติก คาร์บอนได- ออกไซด์ และไฮโดรเจน การใช้ไพรูเวทแบบแอโรบิก (aerobic)

วิถท ี ่ีสำาคัญมากท่ีสุดสำาหรับปฏิกิริยาออกซิเดชันของสารเริ่มต้นอย่างสมบูรณ์ ภายใต้ภาวะแอ โร- บิค คือ วัฎจักรเครปส์ (Krebs) หรือเรียกว่า TCA (tricarboxylic acid) ในวัฎจักรน้ีไพรูเวทถูก ออกซิไดซ์

และโครงร่างคาร์บอนชนิดต่าง

(Carbon

skeleton)

จะถูกสร้างขึ้นสำาหรับใช้ใน

กระบวนการชีวสังเคราะห์และอิเลคตรอนจากไพรูเวทจะถูกส่งไปยังลูกโซ่ขนส่งอิเลคตรอน 10

และถูกใช้ในการสร้างพลังงานในรูปของ

ATP

ดังภาพท่ี

วัฎจักรน้ีทำาให้เกิดกรดและคาร์บอนไดออกไซด์

การใช้คาร์โบไฮเดรตและการหมักน้ำตาลแลคโตส ความสามารถของแบคทีเรียในการใช้น้ำตาลชนิดต่างๆ สำาหรับการเจริญเป็ นส่วนหนึ่งในการ

ตรวจเอกลักษณ์ของเช้ ือ การหมักน้ำตาลท่ีเกิดขึ้นจะตรวจได้จากกรดท่ีสร้างขึ้นและการเปล่ียนสีท่ีเกิด จากอินดิเคเตอร์(pH indicator) ท่ีผสมในอาหาร

23

a)

b)

ภาพท่ี 10 แสดงวัฏจักรเครป(a) และระบบขนส่งอิเลคตรอนท่ีพลาสมาเมมเบรน(b)

(ท่ม ี า: http://www.bact.wisc.edu/Bact303/bact303metabolism)

24

โดยท่ ัวไปแล้วแบคทีเรียจะเลือกหมักน้ำตาลกูลโคสก่อนน้ำตาลชนิดอ่ ืนๆ

ดังน้ันถ้าต้องการ

ทดสอบความสามารถในการหมักน้ำตาลชนิดอ่ ืนต้องไม่มีกูลโคสอยูใ่ นอาหารทดสอบ

ข้ันตอนสำาคัญในการจัดจำาแนกสมาชิกในกลุ่ม Enterobacteriaceae คือการหาความ

สามารถของจุลินทรีย์ในการหมักแลคโตส จึงแบ่งแบคทีเรียในสกุลน้ีเป็ นพวก lactose fermenter

และ lactose non-fermenter โดยแลคโตสเป็ น disaccharide ท่ีประกอบด้วยกูลโคส 1 โมเลกุลจับ กับ galactose 1 โมเลกุลด้วยพันธะ galactoside bond ในกระบวนการใช้แลคโตสมี 2 ข้ันตอนคือ

1. อาศัยเอนไซม์ เบตา-กาแลคโตไซด์ เพอร์มีเอส (beta-galactoside permease) ใน การขนส่งน้ำตาลแลคโตสข้ามผนังเซลล์เข้าสู่ไซโตปลาสม

2. เป็ นข้ันตอนท่ีเกิดภายในเซลล์ โดยอาศัยเอนไซม์ b-galactosidase ในการสลาย

พันธะ galactoside bond ปล่อยกูลโคสจากโมเลกุลของแลคโตสเข้าสู่การหมัก ดัง น้ันจุลินทรียใ์ ดก็ตามท่ีสามารถหมักน้ำตาลแลตโตสได้ จะสามารถหมักกูลโคสได้ด้วย

จุลินทรีย์ทีอ ่ าศัยตามปกติในร่างกายของคน(normal flora) บริเวณของเน้ ือเย่ ือหรืออวัยวะภายใน เช่น สมอง ปอด ตับ ไต และกระแสเลือด จะปราศจาก เช้ ือ ไม่มีจุลินทรีย์อาศัยอยู่ แต่บริเวณของร่างกายของคนและสัตว์ในส่วนท่ีมีโอกาสสัมผัสกับสิ่ง

แวดล้อม เช่นผิวหนัง เย่ ือเมือกปกคลุมทางเดินหายใจ ทางเดินปัสสาวะ หรือทางเดินอาหาร มักจะมี จุลินทรีย์อาศัยอยู่ ชนิดของจุลินทรีย์ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น พันธุกรรม อายุ เพศ ภาวะโภชนาการ

ความเครียดของแต่ละคน กลุ่มจุลินทรียท ์ ่ีอาศัยน้ีมีท้ัง เช้ ือรา โปรโตซัว ด้วยมีในจำานวนน้อย จุลินทรีย์ ท่ีอาศัยส่วนใหญ่ เป็ น แบคทีเรีย

แบคทีเรียท่ีอาศัยในแต่ละบริเวณสำาคัญของร่างกาย 1. ท่ผ ี ิวหนัง ส่วนใหญ่เป็ นพวก Micrococci คือ Staphylococcus epidermidis , Micrococcus spp. และ corynebacterium

2. ท่ท ี างเดินหายใจ ในช่องจมูกมีแบคทีเรียจำานวนมาก ท่ีสำาคัญ คือ Staphylococcus

epidermidis ,และ corynebacterium ส่วน Staphylococcus aureus พบได้บ่อย ประมาณ 20% ส่วนของทางเดินหายใจตอนต้นจะมี non-hemolytic streptococci และ alpha-hemolytic streptococci และ neiserria บางคร้ังอาจพบ S. pneumoniae, H. influenzae และ N. meningitidis

3. ในช่องปากจะมีแบคทีเรียพวก streptococci, lactobacilli, staphylococci, corynebacterium และแอนแอโรบส์ จำานวนมากโดยเฉพาะ bacteroides

4. ท่ีเย่ ือบุตา มีจำานวนน้อย ท่พ ี บได้ คือ S. epidermidis, Propionibacterium acnes, ส่วน S. aureus, streptococci, Haemophilus spp, และ Neiserria spp. พบได้เป็ น บางคร้ัง

5. ทางเดินปัสสาวะ มี Staphylococcus epidermidis, Enterococcus faecalis, และ alpha-hemolytic streptococci นอกจากน้ีอาจมี enteric bacteria เช่น E. coli, Proteus spp. และ corynebacteria ปนเป้ือนมาจากแหล่งอ่ ืน

6. ทางเดินอาหาร จะพบ แบคทีเรียในสกุล Enterobacteriaceae เช่น E. coli แต่ไม่พบ Salmonella, Shigella, Yersinia, Vibrio และ Campyrobacter species นอกจากน้ี ยังพบ enterococci, S. epidermidis, streptococci (alpha-hemolytic , nonhemolytic) แบคทีเรียกลุ่มแอนแอโรบส์พบมากหลายชนิด

25

ประโยชน์ของเช้ ือประจำาถิ่น(normal flora) 1. สังเคราะห์และปล่อยไวตามิน ตัวอย่าง เช่น แบคทีเรียในทางเดินอาหารสร้างและปล่อย ไวตามิน K และ B12

2. กันไม่ให้เช้ ือก่อโรคเจริญ ซึ่งเป็ นผลจากการท่ีแย่งบริเวณจับและสารอาหาร

3. เช้ ือ normal flora จะต้านทานแบคทีเรียอ่ ืนโดยการปล่อยสารพิษมาทำาลาย 4. กระตุ้นพัฒนาการของเน้ ือเย่ ือบางอย่าง เช่น เน้ ือเย่ ือต่อมน้ำเหลืองในทางเดินลำาไส้

5. กระตุ้นการสร้างแอนติบอดีต่อ normal flora ซึ่งมีผลต่อเช้ ือก่อโรค (cross-reactive antibodies) การติดเช้ ือทีเ่กิดข้ึนในโรงพยาบาลหรือสถานพยาบาล (Nosocomial infection)

การสำารวจของศูนย์ควบคุมและป้ องกันโรค ประเทศสหรัฐอเมริกา ประมาณว่าผู้ป่วยในโรง

พยาบาลท้ังหมดจะติดเช้ ือท่ีได้รบ ั จากในโรงพยาบาลประมาณ 5-10 % โรคติดเช้ ือท่ีได้มาในขณะรับ

การรักษาในโรงพยาบาลมักเกิดจากเช้ ือแบคทีเรีย ส่วนมากเป็ นเช้ ือชนิดท่ีไม่ลุกลามและเป็ นเช้ ือท่ีพบ อยู่แล้วตามปกติตามร่างกาย บริเวณการติดเช้ ือท่ีพบบ่อยมากคือทางเดินปัสสาวะ รองลงมาเป็ นทาง เดินหายใจและบริเวณผ่าตัด ไวรัส โปรโตซัวและเช้ ือราจะพบน้อยมาก อย่างไรก็ตามพบเช้ ือราเป็ น

สาเหตุบ่อยขึ้นในผู้ป่วยภูมิคุ้มกันบกพร่องจากการติดเช้ ือไวรัสเอชไอวีหรือรับยากดภูมิต้านทาน ซึ่งเม่ ือ ติดเช้ ือราแล้วมักเป็ นรุนแรง ลุกลามเร็ว และยากท่ีจะวินิจฉัยและรักษา

การติดเช้ ือแบคทีเรียในเลือดขณะอยูใ่ นโรงพยาบาล แบ่งเป็ น 2 ประเภท คือปฐมภูมิ และทุติย

ภูมิ ประเภทแรกเป็ นผลจากเช้ ือเข้าสู่ร่างกายโดยตรงจากอุบัติเหตุ เช่นในการหยดสารน้ำเข้าหลอด เลือด อุปกรณ์ทางเดินหายใจ สายสวน กล้องส่องภายใน หน่วยล้างไต หรือสารอาหารเข้าเส้นเลือด

ชนิดท่ีสองหรือทุติยภูมิ เกิดจากการติดเช้ ือจากบริเวณอ่ ืนของร่างกาย เช่นทางเดินปัสสาวะ ทางเดิน หายใจ หรือแผลผ่าตัด เช้ ือท่ีพบเป็ นสาเหตุมากท่ีสุดสำาหรับการติดเช้ ือแบคทีเรียในเลือด คือ

coagulase-negative staphylococcus, Staphylococcus aureus, และ Escherichia coli การ ติดเช้ ือประเภทน้ีมักเกิดกับเด็กอ่อนหรือคนสูงอายุเน่ ืองจากกลไกของภูมิคุ้มกันตามธรรมชาติลดลง

นอกจากน้ีอาจแบ่งตามแหล่งท่ีมาเป็ น จากภายนอกซึ่งอาจจากบุคคลอ่ ืน (cross-infection)

หรืออาจมาจากการปนเป้ือนสิ่งของหรือเคร่ ืองมือ (environmental infection) และจากแหล่งภายใน เช่นจากตำาแหน่งอ่ ืนของร่างกายผู้ป่วยเอง (self-infection)

เช้ ือจุลินทรีย์ท่ีพบบ่อยในการติดเช้ ือในโรงพยาบาล แสดงในตารางท่ี 5 ตารางท่ี 5 เช้ ือจุลินทรีย์ท่ีพบบ่อยในการติดเช้ ือในสถานบริการ การติดเช้ ือทางเดินปัสสาวะ

Escherichia coli Klebsiella, Serratia, Proteus spp. Pseudomonas aeruginosa Enterococcus spp. Candida albicans

การติดเช้ ือทางเดินหายใจ

Haemophilus influenzae Streptococcus pneumoniae Staphylococcus aureus

26

Enterobacteriaceae Respiratory viruses

Fungi (Candida spp., Aspergilli) การติดเช้ ือบาดแผลและผิวหนัง

Staphylococcus aureus

Streptococcus pyogenes Escherichia coli Proteus spp. Anaerobes

Enterococcus spp. Coagulase-negative staphylococci การติดเช้ ือทางเดินอาหารและลำาไส้

Salmonella serotypes Clostridium difficile Viruses (Norwalk-like)

(ท่ีมา Slack, RCB, 2006) การติดเช้ ือแผลไหม้ เน่ ืองจากเน้ ือเย่ ือถูกทำาลายจาก ความร้อน สารเคมี รังสีหรือไฟฟ้ า ทำาให้

ไม่สามารถป้ องกันเช้ ือจุลินทรีย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช้ ือจึงสามารถท่ีจะเจริญเพิ่มจำานวนในเน้ ือเย่ ือ ดังกล่าว เช้ ือท่ีผู้ป่วยแผลไหม้มักจะได้รับขณะรักษาในโรงพยาบาล เช่น Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, และแบคทีเรียรูปแท่งแกรมลบอ่ ืนๆ

การติดเช้ ือทางเดินหายใจในระหว่างรับการรักษา มักเป็ นปอดบวม (pneumonia) มักเกิด

จากการใช้เคร่ ืองมือเก่ียวกับการหายใจท่ีช่วยในการหายใจหรือในการให้ยา สำาหรับเช้ ือท่ีมักเป็ น สาเหตุ คือ S. aureus, Ps. aeruginosa และ Enterobacter spp.

การติดเช้ ือในโรงพยาบาลในบริเวณผ่าตัด การติดเช้ ือสูงถ้าเป็ นการผ่าตัดบริเวณทางเดิน

อาหาร ทางเดินหายใจ ทางเดินปัสสาวะ เน่ ืองจากเป็ นบริเวณท่ีมีเช้ ืออาศัยอยู่มาก แบคทีเรียท่ีมักพบท่ี แผลผ่าตัด คือ S. aureus, coagulase-negative staphylococcus, และ Enterococcus spp.

การติดเช้ ือทางเดินปัสสาวะเป็ นการติดเช้ ือได้รับมาจากโรงพยาบาลท่ีพบบ่อยท่ีสุด มักเก่ียว

กับการใช้สายสวนปัสสาวะ เช้ ือท่ีมักเป็ นสาเหตุ คือ E. coli, Enterococcus spp.,และ Ps. aeruginosa

การติดเช้ ือท่ีผิวหนังซึ่งมักพบน้อย เช้ ือท่ีมักเป็ นสาเหตุ คือ S. aureus, coagulase-

negative staphylococcus, Ps. aeruginosa และ E. coli

27

บรรณานุกรม 1. Joshua Lederberg. (2000) Infectious History. Science, Vol. 288, 287-293. 2. Greenwood, D., Slack, RCB, and Peutherer, J.F.(eds.) (1997) Medical

Microbiology; A Guide to Microbial Infection: Pathogenesis, Immunity, Laboratory Diagnosis and Control. 15th edition, Churchill Livingstone.

3. Greenwood, D. (2006) Microbiology and medicine. In Greenwood, D., Slack, RCB, and Peutherer, J.F.(eds.) (2006) Medical Microbiology; A Guide to Microbial

Infection: Pathogenesis, Immunity, Laboratory Diagnosis and Control. 16th edition, Churchill Livingstone. pp 2-8.

4. Mahon, CR. and Manuselis, G. (eds.) (2000) Textbook of Diagnostic Microbiology. 2nd edition, W.B. Saunders company.

5. Prescott, L.M., Harley, J.P. and Klein, D.A. (1999) Microbiology. 4th edition, McGraw-Hill, Inc. 6. Slack, RCB. (2006) Hospital infection. In Greenwood, D., Slack, RCB, and

Peutherer, J.F.(eds.) (2006) Medical Microbiology; A Guide to Microbial Infection: Pathogenesis, Immunity, Laboratory Diagnosis and Control. 16th edition, Churchill Livingstone. pp 662-669.

7. Scott K. Fridkin and William R. Jarvis. Epidemiology of Nosocomial Fungal Infections., Clinical Microbiology Reviews, 1996, Vol. 9 No. 4, p.499-511 8. Weber, DJ and Rutala, WA. 2001 The Emerging Nosocomial Pathogens

Crytosporidium, Escherichia coli O157:H7, Helicobacter pyroli, and Hepatitis C: Epidemiology, Environmental Survival, Efficacy of Disinfection, and Control Measures. Infection Control and Hospital Epidemiology. Vol. 22, No. 5, pp. 306-315

9. The Diversity of Metabolism in Procaryotes (http://www.bact.wisc.edu/Bact303/bact303metabolism)

10. The Bacterial Normal Flora of Humans

(http://www.bact.wisc.edu/Bact303/Bact303normalflora)

28

คำาถามสำาหรับทบทวนบทที่ 1 1. ใครคือบุคคลแรกท่ีเสนอว่า สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กท่ีมองไม่เห็นด้วยตาเปล่าก่อให้เกิดโรค และติดต่อ ผ่านการสัมผัส เส้ ือผ้า สิ่งของหรือผ่านตัวกลางในอากาศ

2. ผนังเซลล์ของแบคทีเรียแกรมบวกและลบต่างกันอย่างไร

3. อะไรท่ีเป็ นสาเหตุของการเกิดไข้ หรือช็อคในผู้ป่วยติดเช้ ือแบคทีเรียแกรมลบ 4. กรดใดต่อไปน้ีเป็ นส่วนประกอบสำาคัญ ท่ีพบเฉพาะในแบคทีเรียแกรมบวก 5. หน้าท่ีของพิไลแตกต่างจากแฟลกเจลลาอย่างไร

6. Pseudomonas spp. มีแฟลกเจลลาท่ีปลายเซลล์หนึ่งอัน แฟลกเจลลาชนิดน้ีเรียกว่า (monotrichous, amphitrichous, lophotrichous หรือ peritrichous)

7. เอนไซม์ส่วนใหญ่ของแบคทีเรียจะพบท่ีโครงสร้างใด

8. แคปซูลจะมีบทบาทในการก่อโรคติดเช้ ือของแบคทีเรียอย่างไร 9. ส่วนใดของโครงสร้างของแบคทีเรียท่ี น่าจะป้ องกันการชะล้างสีด้วยแอลกอฮอล์ ในข้ันตอนการ ย้อมสีแบคทีเรียท่ีนิสิตทดลองในห้องปฏิบัติการ

10. ทำาไมแบคทีเรียท่ีมีอายุนานจะถูกชะสีได้ง่ายกว่าแบคทีเรียท่ีมีอายุน้อย 11. โครงสร้างใดท่ท ี ำาให้แบคทีเรียคงรูปร่างเป็ นรูปทรงต่างๆได้

12. แบคทีเรียกลุ่มใดต่อไปน้ีมีรูปร่างกลม (Bacillus sp.,Staphylococcus sp.,Vibrio sp., Fusobacterium sp.)

13. ทำาไมจุลินทรีย์ท่ีสร้างสปอร์จึงทนทานมากกว่าจุลินทรียท ์ ่ีไม่สร้างสปอร์

14. อวัยวะใดท่แ ี บคทีเรียใช้ในการถ่ายทอดสารพันธุกรรมจากแบคทีเรียหนึ่งไปยังอีกแบคทีเรียหนึ่ง 15. ยกตัวอย่างอาหารเพาะเล้ียงแบคทีเรีย ชนิด selective media 16. selective media มีสมบัติหรือนำามาใช้ประโยชน์อย่างไร

17. ยกตัวอย่างช่ ืออาหารเพาะสำาหรับแบคทีเรียท่ีอาจใช้ได้ท้ังเป็ น enriched medium หรือ differential medium

18. การหมักและกระบวนการหายใจในแบคทีเรีย แตกต่างกันอย่างไร

19. จงบอกวิถีชีวเคมีท่ีสำาคัญของแบคทีเรียในการสลายกูลโคสไปเป็ นไพรูเวทเพ่ ือสร้างพลังงาน 20. จงบอกผลิตผลสำาคัญจากการหมักไพรูเวทท่ีเกิดใน Lactobacillus spp., Propionibacter spp. และ Klebsiella spp.

21. แบคทีเรียชนิด obligate aerobes มีลักษณะอย่างไร

22. nosocomial infection มีประมาณร้อยละเท่าไร ของโรคติดเช้ ือท้ังหมด 23. การติดเช้ ือแบคทีเรียในเลือดมี 2 ชนิด คืออะไร ยกตัวอย่างแบคทีเรียท่ีพบเป็ นสาเหตุการติดเช้ ือ 24. แบคทีเรียท่ีมักเป็ นสาเหตุของการติดเช้ ือแผลไหม้ คืออะไร

25. อะไรท่ม ี ักเป็ นสาเหตุทำาให้เกิด nosocomial pneumonia มากท่ีสุด

26. ทำาไมการติดเช้ ือ nosocomial infection ท่ีแผลผ่าตัดบริเวณทางเดินอาหารจึงพบได้บ่อย 27. อะไรท่ม ี ักเป็ นสาเหตุของ nosocomial infection ทางเดินปัสสาวะในโรงพยาบาล 28. เช้ ือแบคทีเรียประจำาถิ่น (normal flora) ท่พ ี บมากท่ีสุดท่ีผิวหนัง คืออะไร

29. เช้ ือใดต่อไปน้ีท่ีมีรายงานว่าทำาให้เกิด nosocomial infection ระหว่างผู้ป่วยท่ีใช้ endoscope (Helicobacter pyroli, Hepatitis C virus, Cryptosporidium spp., E. coli O157H7)

30. Normal flora มีประโยชน์ต่อมนุษย์หรือไม่ อย่างไร

29