Micro-organismen op de werkvloer
In deze serie van acht artikelen wordt ingegaan op micro-organismen, de risico’s die zij kunnen vormen in arbeidssituaties en de beheersmaatregelen die daar tegen genomen kunnen worden. Dit eerste artikel over micro-organismen is een algemene inleiding en stelt aan de orde wat micro-organismen zijn, hun rol, de vorm en afmetingen, de naamgeving en de groeicondities.
Het gevaar van micro-organismen
Mensen worden continu en vrijwel overal – dus ook in de werksituatie – blootgesteld aan (micro)biologische gevaren. Blootstelling aan micro-organismen kan voor verschillende individuen grote verschillen in risico inhouden. Iemand met voldoende antistoffen wordt vrijwel niet ziek, terwijl iemand met een verzwakte afweer wel ziek wordt. Ook de gevolgen kunnen zeer sterk verschillen. Een rubella-infectie (rodehond) is bijvoorbeeld een vrij onschuldige infectieziekte, maar houdt een groot risico in bij zwangere vrouwen voor het ongeboren kind. Onbedoelde blootstelling aan legionellabacteriën vormen voor mensen met een verminderde weerstand (ouderen, zieken) een groter risico dan voor gezonde volwassen personen.
Wat zijn micro-organismen?
De term ‘micro-organisme’ is een verzamelnaam voor een groot aantal zeer uiteenlopende kleine levensvormen die meestal met het blote oog niet zichtbaar zijn. Schimmels vormen hierop een uitzondering, deze kunnen uitgroeien tot een voor het oog zichtbaar schimmeldek of paddenstoel. De andere micro-organismen zijn meestal alleen te zien met behulp van een microscoop. Dat zij met het blote oog niet zijn te zien, betekent nog niet dat zij er niet zijn. Ze zitten nagenoeg overal.
Een andere definitie van micro-organismen is: organismen opgebouwd uit een of meer cellen die geen of zeer weinig celdifferentiatie hebben. De cellen hebben dus allen dezelfde functie en zijn niet gespecialiseerd in bepaalde taken. Micro-organismen hebben dus geen weefsels en organen.
In de arbowetgeving wordt de term biologische agentia gebruikt. In het Arbobesluit wordt onder biologische agentia verstaan: al dan niet genetisch gemodificeerde micro-organismen, celculturen en menselijke endoparasieten die een infectie, allergie of toxiciteit kunnen veroorzaken. De laatste toevoeging over het kunnen veroorzaken van een infectie, allergie of toxiciteit wordt in het Arbobesluit gebruikt om de scope in te perken tot de voor de mens risicovolle biologische agentia. Eenvoudig gezegd: onder biologische agentia verstaat men in het Arbobesluit kleine levende organismen. In een bredere definitie vallen onder biologische agentia natuurlijk ook hogere organismen als planten, dieren en mensen.
Soorten micro-organismen
Verschillende soorten micro-organismen kunnen worden onderscheiden:
1. virussen
2. bacteriën
3. fungi (schimmels en gisten)
4. protozoën
5. genetisch gemodificeerde varianten
6. prionen
7. dode stoffen of structuren die afkomstig zijn van levende organismen
Achtereenvolgens worden deze soorten besproken.
1. Virussen
Virussen zijn de kleinste micro-organismen (0,01-3 µm). Virussen zijn zeer kleine organismen, die voor hun voortplanting gebruik moeten maken van een ander organisme: een gastheer. Zij dringen dit andere organisme binnen en gebruiken het voortplantingssysteem van de gastheer om zich te vermenigvuldigen. Deze gastheer kan een bacterie zijn, maar ook een plant, dier of mens. De gastheercel wordt een virusfabriek, die meestal na de vermenigvuldiging van het virus overlijdt. De virussen die vrij komen dringen daarna weer nieuwe gastheercellen binnen om zich verder te vermenigvuldigen. Het resultaat is een immense hoeveelheid virussen en veel dode of sterk beschadigde gastheercellen. Die dode of beschadigde gastheercellen kunnen ziekteverschijnselen veroorzaken. Soms ook nestelen virussen zich langdurig in gastheercellen zonder deze te doden. De eenvoudigste virussen bestaan uit een macromolecuulcomplex: het desoxyribonucleïnezuur (DNA) of ribonucleïnezuur (RNA) waarin de erfelijke eigenschappen gelegen zijn en een eiwitmantel, soms ook voorzien van een lipidelaag (vetlaagje).
2. Bacteriën
Bacteriën zijn de kleinste eencellige micro-organismen die zichzelf geheel zelfstandig door celdeling ongeslachtelijk kunnen vermenigvuldigen. Er zijn vele soorten bacteriën in verschillende groottes (0,1-20 µm) die in allerlei verschillende omstandigheden kunnen overleven.
Bacteriën: twee groepen
Er worden twee groepen bacteriën onderscheiden: de grampositieve en de gramnegatieve bacteriën. Deze twee groepen bacteriën verschillen in vele opzichten van elkaar, onder meer in de opbouw en samenstelling van hun celwand. Grampositieve bacteriën zijn bacteriën waarbij de zogenoemde gramkleuring ten behoeve van microscopisch onderzoek resulteert in een paars/blauwe verkleuring van de bacterie. Bij gramnegatieve bacteriën gebeurt dit niet: deze blijven in de test rozerood. Voorbeelden van grampositieve bacteriën zijn staphylokokken en streptokokken. Voorbeelden van gramnegatieve bacteriën zijn pseudomonas en enterobacteriaceae (bijvoorbeeld Escherichia coli).
Dit onderscheid is hier genoemd omdat verderop wordt ingegaan op endotoxine dat veel hinder kan veroorzaken. Endotoxine kan alleen door gramnegatieve bacteriën worden afgescheiden (nadat zij dood zijn gegaan). Dus bij onderzoek naar bijvoorbeeld binnenklimaatklachten is het interessant om de concentratie aan gramnegatieve bacteriën in de werkomgeving te weten als indicatie voor de aanwezigheid van endotoxines.
3. Fungi: schimmels en gisten
Schimmels en gisten behoren tot de fungi, net als paddenstoelen. De voortplanting geschiedt bij fungi via sporen. Schimmels of zwammen zijn meercellige organismen (2-300 µm). Het kenmerk van schimmels is dat zij een mycelium kunnen vormen: vele cellen die via allerlei vertakkingen met elkaar verbonden zijn en een dons- of sponsachtig uiterlijk hebben. Mycelium is vaak goed met het blote oog te zien. Schimmels leven van dood, organisch materiaal (bijvoorbeeld paddenstoelen op dood hout) of op levende gastheren (bijvoorbeeld voetschimmel). Zij leven van de dode buitenste huidlagen, haren en nagels. Andere schimmels kunnen, net als bacteriën, weefsels binnendringen en bijvoorbeeld na inademing longontsteking veroorzaken, bijvoorbeeld species van aspergillus.
Gisten zijn eencellige schimmelvormige organismen die op een vaste voedingsbodem kolonievormend groeien (2-15 µm). Zij planten zich voort doordat uit een gistcel een knop groeit die zich afscheidt. Gisten worden gebruikt bij bijvoorbeeld de bereiding van diverse voedingsmiddelen, zoals brood en bier. Gisten zijn relatief ongevaarlijk voor de mens.
4. Protozoën
Protozoën zijn eencellige diertjes (1-500 µm). Een bekend voorbeeld is het pantoffeldiertje. Een ander voorbeeld is de plasmodiumparasiet die door malariamuggen wordt overgedragen en bij de mens de gevreesde malaria veroorzaakt. In Nederland komt toxoplasmose voor, veroorzaakt door de Toxoplasma gondii-parasiet. Vooral voor de ongeboren menselijke vrucht kan toxoplasmose risico’s opleveren. Laatstgenoemde voorbeelden zijn endoparasieten voor de mens: ze leven in het menselijk lichaam en planten zich daarin voort.
5. Genetisch gemodificeerde organismen (GGO’s)
Van veel levende organismen (virussen, bacteriën, planten, dieren, etc.) zijn genetisch gemodificeerde varianten mogelijk. Hierbij brengt de mens met behulp van biotechnologische technieken (recombinant-DNA) kunstmatige veranderingen aan in de erfelijke eigenschappen van het organisme, waardoor er iets andere organismen ontstaan. Dit is begonnen bij bacteriën, planten en daarna bij dieren (Herman de stier en Dolly het schaap). In toenemen de mate gebeurt dit ook bij de mens in de vorm van gentherapie.
6. Prionen
Naast bovengenoemde organismen bestaan er nog de prionen. ‘Prion’ is de afgekorte naam voor een proteïneachtig infectieus deeltje (proteinous infectious nucleus). Het betreft een gemuteerde vorm van een eiwit dat van nature wijdverspreid is in het lichaam van mens en dier. Het prion dat als biologisch agens aangemerkt wordt, is afwijkend in de driedimensionale structuur ten opzichte van het natuurlijk voorkomende eiwit. Het ziekteverwekkend vermogen van het prion is gebaseerd op het samenklonteren van het gemuteerde prion-eiwit, voornamelijk in het hersenweefsel, waardoor functieverlies in het hersenweefsel optreedt. Dat kan leiden tot Creutzfeldt-Jakob Disease (CJD) en Bovine Spongiform Encephalopathy (BSE), ook wel gekkekoeienziekte genaamd.
7. Dode structuren
Naast de levende micro-organismen worden de dode stoffen of structuren die afkomstig zijn van levende organismen ook als biologische agentia ook beschouwd. Deze groep stoffen omvat uitscheidings- en stofwisselingsproducten van micro-organismen (exotoxines, endotoxines, mycotoxines), dode bacterieresten en afgestorven cellen (huidschilfers en haren). Endotoxine is een bestanddeel van de buitenmembraan van de gramnegatieve bacteriën, die giftig werkt op de mens. Daarnaast kan er sprake zijn van stoffen die door giftige planten worden afgescheiden, of van pollen, zaden en andere allergieveroorzakende plantendelen, zoals graanstof. Ten slotte valt te denken aan DNA en RNA, het erfelijke materiaal.
Vorm en afmeting micro-organismen
De vorm en afmeting van de verschillende soorten micro-organismen varieert onderling sterk. Een schimmel die uit meerdere cellen bestaat en wel met het blote oog te zien is, heeft ongeveer 10.000 keer de afmeting van een virus dat alleen onder de elektronenmicroscoop zichtbaar is. Toch behoren zij beide tot de groep van de micro-organismen. Veel micro-organismen bestaan uit slechts één cel. Deze cellen leiden in principe een zelfstandig bestaan en zijn – wanneer zij tot dezelfde soort behoren – volkomen gelijk aan elkaar (ook genetisch). De cellen bezitten alle kenmerkende eigenschappen en functies van de eigen soort. Zij onderscheiden zich hiermee van de lichaamscellen van hogere organismen, waar de cellen uiteenlopende functies vervullen (celdifferentiatie) en niet zelfstandig kunnen bestaan.
Naamgevingen micro-organismen
Alle micro-organismen hebben een Latijnse (wetenschappelijke) naam. Deze naam bestaat uit twee gedeelten. Voorop staat de naam van het geslacht (= genusnaam). Deze begint altijd met een hoofdletter. Daarachter staat met een kleine letter de soortnaam (= speciesnaam). Bijvoorbeeld: ‘Bacillus anthracis’ en ‘Bacillus cereus’. Beide genoemde bacteriesoorten behoren tot het geslacht Bacillus, sporenvormende, staafvormende cellen die met zuurstof kunnen leven. Binnen een bacteriesoort kan nog een verdere onderverdeling worden gemaakt in biotype (op grond van biochemische eigenschappen), serotype (naar serologische kenmerken), faagtype (op grond van gevoeligheid voor bepaalde virussen) en stam (alle individuen van een soort die door deling ontstaan uit een enkele cel).
Wat is nodig voor groei van micro-organismen?
Micro-organismen hebben meestal de volgende drie factoren nodig om zich te kunnen vermenigvuldigen: vocht, voedsel en een goede temperatuur. Wanneer die drie condities aanwezig zijn (en dat is bij veel arbeidsprocessen het geval) kunnen de micro-organismen welig tieren. Tegelijkertijd geeft dat ook de principes aan van de mogelijkheden om de groei in te perken: zorgen voor minder vochtige condities (de relatieve vochtigheid in bepaalde werksituaties verlagen), zorgen voor minder voedsel (zorgen voor schone werktechnieken en een goed schoonmaakregime en bij de bouw en inrichting al letten op het latere onderhoud), zorgen voor lagere temperaturen in bepaalde bedrijfssituaties (bijvoorbeeld bij slachterijen en in waterleidingsystemen).
Rol van micro-organismen
Micro-organismen vormen een complexe wereld die het resultaat is van 3,5 miljard jaar evolutie en zijn een essentieel onderdeel van het ecosysteem op onze planeet. Micro-organismen, vooral bacteriën en gistsoorten, zijn normale bewoners van onze mond, neus, darmen, huid en slijmvliezen, de zogenoemde commensalen. Enkele getallen om deze onzichtbare materie wat zichtbaarder te maken: een mens heeft gemiddeld zo’n 1013 lichaamscellen, terwijl diezelfde mens 1014 micro-organismen herbergt. Dit is een factor 10 meer!
Van bacteriën bestaan zowel ziekmakende (pathogene) soorten als soorten waarvan de mens niet ziek wordt, maar juist profijt kan hebben.
Micro-organismen hebben voor de mens verschillende nuttige functies. Enkele voorbeelden hiervan zijn:
- Bij onze stofwisseling in de darmen worden voedingsstoffen door bacteriën afgebroken, waarna de elementaire bestanddelen van ons voedsel door ons kunnen worden geabsorbeerd. Een bekend voorbeeld van zo’n bacteriesoort in onze darmen is Escherichia coli.
- In de darmflora van de mens komen micro-organismen voor die bepaalde vitaminen produceren, zoals vitamine K.
- Micro-organismen zijn van belang voor onze weerstand tegen infectieziektes. Daar waar wij in ons lichaam (maag-darmstelsel) of op de oppervlakte van ons lichaam veel bacteriën hebben zitten, krijgen vijandige binnendringende bacteriën geen kans om zich te vermenigvuldigen en ziektes te veroorzaken.
- Bepaalde schimmels produceren antibiotica. Deze gebruikt de mens weer bij het bestrijden van bacteriële infecties. Bijvoorbeeld de schimmel Penicillium chrysogenum die penicilline produceert.
- Productie van alcohol door gisten in het bier. Het bereiden van voedsel als worst, kaas, yoghurt en brood.
- Sinds tientallen jaren worden micro-organismen ook gebruikt voor de productie van verbindingen op industriële schaal en grondstoffen voor vitaminen en hormonen.
- Micro-organismen zijn in staat tot de meest diverse chemische omzettingen en spelen een belangrijke rol bij de opbouw- (assimilatie-) en afbraak-(dissimilatie)processen in de natuur.
Soms zijn micro-organismen ziekmakend (pathogeen). Dan kunnen micro-organismen ziektes veroorzaken. Dit is het geval als de algemene of lokale afweer vermindert. Onze gezondheid is niet een vast gegeven. Mensen hebben periodes waarin zij zich goed voelen, maar er zijn ook periodes waarin we wat minder goed in ons vel zitten en een verminderde weerstand kunnen hebben. Dat kan bijvoorbeeld door oververmoeidheid, maar ook door tegenslagen in het leven en soms door psychische problemen. In die periodes zijn we zelfs vatbaar voor de anders ongevaarlijke commensalen.
Naast de pathogeniteit (het ziekmakend vermogen) kunnen de bacteriën zich ook nog qua virulentie onderscheiden. Dat is een maat voor de snelheid, hevigheid of agressiviteit waarmee het ziekteproces na infectie kan verlopen. Bacteriestammen met verschillende virulentie veroorzaken doorgaans wel dezelfde ziekteverschijnselen, maar er is verschil in ernst van de verschijnselen of in de snelheid waarmee het ziekteproces zich ontwikkelt.
Literatuur over micro-organismen
- Arbobesluit van de Arbeidsomstandighedenwet 2014
- Arbo-informatieblad AI-9: Biologische agentia, Sdu, Den Haag, 2014
- De onzichtbare vijand. Over de strijd tegen infectieziekten; Uitgeverij Balans, Annet Mooij, 2007
Micro-organismen op internet
Algemene informatie over biologische agentia is te vinden op de sites:
- www.infectieziekten.nl
- http://biosafety.ihe.be
- http://nl.osha.eu.int
- www.nkal.nl
- www.kiza.nl (specifiek in over infectieziekten in relatie tot werk en werkomstandigheden)
Serie over micro-organismen
Dit artikel maakt deel uit van een serie over micro-organismen. In acht delen wordt ingegaan op micro-organismen, de risico’s die zij kunnen vormen in arbeidssituaties en de beheersmaatregelen die daar tegen genomen kunnen worden.
In het eerste artikel over micro-organismen wordt besproken wat micro-organismen zijn, hun rol, de vorm en afmetingen, de naamgeving en de groeicondities.
In het tweede artikel over micro-organismen wordt ingegaan op de indeling in soorten werkzaamheden, de gevarenklassen en de mogelijke gezondheidseffecten na blootstelling aan micro-organismen.
In het derde artikel over micro-organismen wordt ingegaan op de normen voor microbiologische agentia.
In dit vierde artikel over micro-organismen wordt beschreven welke overdrachtswegen er zijn en hoe de risico’s van blootstelling aan micro-organismen in kaart kunnen worden gebracht.
In het vijfde artikel over micro-organismen wordt ingegaan op risicobeheersmaatregelen.
In het zesde artikel over micro-organismen worden enkele praktijksituaties geschetst. Tevens gaat dit artikel in op verschillende veel voorkomende zoönosen en op legionella.
Het zevende artikel over micro-organismen gaat over bacteriegroei bij droogte.
Het achtste artikel gaat over meetmethoden en analysetechnieken.
