Bacteriologie generala

5/21/2018 Bacteriologie generala

1/70

UNIVERSITATEA DE MEDICINI FARMACIETRGU-MURE

Dr. Felicia Toma

ef de lucrri

BACTERIOLOGIE GENERAL

- CURS

- 2005 -


2/70

2

Capitolul I

MICROBIOLOGIA DEFINIIE, OBIECT, SCOP

Ramura biologiei, ansamblul de discipline experimentale, care se ocup custudiul microorganismelor unicelulare, invizibile cu ochiul liber (ciuperci microscopice,alge, bacterii, virusuri, protozoare) se numete microbiologie.

Microbiologia studiaz procesele fizice, chimice i biologice legate deactivitatea microorganismelor, pentru a putea folosi pe cele utile i pentru acontracara procesele duntoare omului.

Rolul microorganismelor este foarte important pentru planeta noastr, Pasteurspunnd cdacactivitatea acestor fiine minuscule ar nceta, viaa nu ar fi posibil.

Microorganismele, cele mai vechi, mai numeroase i mai diversificate formede viade pe pmnt, au rol n descompunerea materiei organice, menin fertilitateasolului.

Microorganismele realizeaz procesul de mineralizare a materiei organice,avnd o contribuie esenialn circulaia materiei n natur, proces frde care solular srci n elemente biogene ducnd la dispariia vieii.

n mediul marin, microorganismele particip, prin trasformarea substanelordin acest mediu, la circuitul elementelor biogene, la fenomenele geologice submarinecauznd, din pcate i neajunsuri (boli ale petilor, aciunea corosiv, etc.).

Microorganismele au rol deosebit n formarea zcmintelor petroliere, decrbuni, de salpetru, de sulf, n formarea minereurilor de fier.

Microorganismele sunt utilizate n diferite ramuri ale industriei.n industria alimentarsunt utile la fabricarea alcoolului etilic, obinerea vinului,

a berii, n industria panificaiei, la producerea de acid acetic (oet), la preparareaproduselor lactate (lapte acru, iaurt, brnzeturi), obinerea murturilor.

Deosebit de utileste, pentru industria medicamentelor, biosinteza microbiana vitaminelor (B1, B2, B12, C, A, D2) , biosinteza substanelor antibiotice, etc.

Agricultura modern utilizeaz din ce n ce mai mult cunotinele demicrobiologie.

Din pcate microorganismele cauzeaz multe neajunsuri prin procesele dedegradare microbian: degradarea documentelor de piatr, coroziunea microbianametalelor, descompunerea alimentelor, biodeteriorarea cauciucului, a maselorplastice, a textilelor, a hrtiei, a diferitelor opere de artetc.


3/70

3

Cele mai multe microorganisme sunt utile, doar o parte fiind implicate npatologie.

n medicinmicroorganismele sunt deosebit de importante avnd att efectebenefice asupra organismului uman ct i efecte patogene, cauznd boli ale omuluii animalelor.

Disciplinele microbiologiei sunt la fel de variate ca i microorganismele.

Dup domeniul de activitate n care se aplic noiunile de microbiologie sedisting diferite ramuri aplicative ale acesteia: microbiologia solului, microbiologiamarin, microbiologia industrial, microbiologia agricol, microbiologia medical,microbiologia veterinaretc.

Microbiologia medicalse ocupcu studiul microorganismelor care au aciunebeneficsau dimpotriv, duntoare asupra organismului uman (micro = mic, bios =via).

Unele discipline ale microbiologiei sunt fundamentale: protozoologia,micologia, bacteriologia, virologia, genetica i taxonomia bacterian i mai nouingineria genetic.

n formarea medicului este indispensabil dobndirea cunotinelor demicrobiologie pentru c, indiferent de ramura medicinii pe care o va alege, se va lovi

de infecii care reprezint aproximativ din patologia uman. Cunotinele demicrobiologie vor ajuta la:

1.stabilirea diagnosticului etiologic al bolilor infecioase ;2. alegerea tratamentului antiinfecios profilactic sau curativ, cel mai adecvat;3. cunoaterea metodelor de profilaxie a bolilor infecioase.Este foarte important ca medicul sraioneze microbiologic: scunoascmicroorganismele care populeazelementele ambientului ca

i biotopurile organismului uman; scunoascmodul de transmitere al microorganismelor; scunoascurmrile contaminrii cu microorganisme n practica medical

i chirurgical; scunoascrolul microorganismelor pentru sntate i boal; scunoascetiopatogenia bolilor infecioase; s acioneze n aa fel nct s previn contaminarea microbian a

pacientului, a personalului din spital sau a sa; S tie recolta corect un produs patologic destinat examenului

bacteriologic; Saibcunotine temeinice referitoare la terapia antimicrobian.


4/70

4

Capitolul II

ISTORICUL MICROBIOLOGIEI

Microbiologia reprezint studiul unor organisme vii dintre care o parte suntntr-att de micinct sunt vizibile doar la microscop. Unele microorganisme necesitomai bun mrire pentru a fi vzute, mrire care poate fi obinut doar cu ajutorulmicroscopului electronic. Microorganismele studiate cuprind alge, fungi, bacterii, virusurii parazii.

Microorganismele sunt cele mai vechi, numeroase i diversificate forme devia pe pmnt. Se afl n mediul nconjurtor, au rol n descompunerea materieiorganice i menin fertilitatea solulului. Majoritatea microorganismelor sunt utile inumai o parte sunt implicate, n diferite grade, n patologie.

Microbiologia a avansat continuu, de la nivelul unei tiine relativ simple la unnivel care a determinat nsemnate progrese n prevenirea, diagnosticul i tratamentul

bolilor. Numai n acest secol, datoritn mare parte aplicaiilor microbiologiei, speranade viaa crescut semnificativ.La nceputul secolului oamenii decedau datorit unor cauze infecioase

(rujeol, varicel, rubeol, variol, oreion, cium, tifos exantematic, tuberculoz,sifilis, difterie etc) care astzi au o evoluie letalnumai n anumite situaii (forme cliniceavansate, atipice, neglijate). Datorit microbiologiei, conservarea hranei, condiiilesanitare etc. s-au mbuntit.

Pe de altparte, microbiologia trebuie s facfaprovocrilor viitorului, dareste sigur c anumite progrese n acest sens sunt deja realizate sau n curs derealizare. Dezvoltarea "tehnologiei ADN" a nceput n 1973 i este bazat pecunotinele acumulate n cursul ultimilor 30 de ani de genetic microbian. Existazi posibilitatea inserrii de material genetic provenit de la oricare organism viu n

bacterii selecionate i adaptate astfel nct spoatrealiza sarcini speciale, normalela celula donatoare, ajungndu-se pnla posibilitatea ca tulpini de E.coli modificategenetic ssintetizeze structuri de tipul anticorpilor.

tiina microbiologiei este esenial pentru sntate, pentru meninereasntii i prevenirea mbolnvirilor. Cunoaterea modului de transmitere amicroorganismelor reduce numrul cazurilor de "grip", cunoaterea sterilizrii,dezinfeciei i antisepsiei permite evitarea infeciilor de spital, cunoaterea imunologieii imunopatologiei permite nelegerea interrelaiilor microorganism-gazd precumimportana procedurilor de imunizare.


5/70

5

Este evident c oricine lucreaz n domeniul sanitar ar putea nelegeprincipiile de bazale microbiologiei, meninerea sntii i prevenirea bolii pentru anelege procedurile profilactice, adaptarea lor inteligenti antrenarea personaluluiauxiliar (tehnicieni, surori, ngrijitori etc) n utilizarea unor proceduri corecte.

Studiul microbiologiei nu este dificil, n sensul cmicrobiologia este o tiinfoarte logici n mod sigur una dintre cele mai fascinante.

Microorganismele au fost descoperite relativ tardiv, n 1680. Datoritdimensiunilor mici, cunoaterea existenei lor a trebuit s atepte descoperireamicroscopului. Dei Zacharias Janssen este creditat a fi realizat primul microscop n1590, prima persoan care a vzut i a descris microorganisme a fost Antony vanLeeuwenhoek (1632-1723), un vnztor irlandez de mruniuri care a vrut sobserve estura hainelor fine. Microscopul lui, pe care l-a construit singur, a constatdintr-o lentilbiconvexntr-un cadru metalic, cu o mrire de pnla 270 de ori. Cuaceste instrumente a examinat apa din bli, tartrul dentar, materiile fecale provenitede la un pacient cu dizenterie etc. A fost mirat sobserve n toate aceste substane,mici organisme sferice n formde igar, spirale, unele aflate n micare rapid, pecare le-a numit "animalicule". Desenele pe care le-a fcut probeazcceea ce a vzutau fost bacterii, protozoare i alte microorganisme. Pe parcursul a 40 de ani, van

Leeuwenhoek a scris 125 de scrisori traduse n englezi predate Societii Regaledin Londra, n plus, 27 lucrri au fost publicate n Memoriile Academiei Franceze detiine. Universitatea din Utrecht pretinde c deine n muzeu unele dintremicroscoapele originale ale lui Leeuwenhoek.

Cu mult nainte de a se fi cunoscut faptul c microorganismele sunt cauzabolilor transmisibile, se practicau metode de prevenire a bolii. De exemplu, n 1796Edward Jenner a artat cvariola ar putea fi prevenitprin vaccinare. Semmelweis aavut contribuii importante n vederea rspndirii bolilor n materniti i spitaleutiliznd substane chimice "dezinfectante".

Totui, trebuie menionat c regulile i metodele noii tiine precum imedicina preventiv sunt bazate pe activitatea de o via a doi oameni, LouisPasteur (1822-1895) i Robert Koch(1843-1910).

Chimistul francez Pasteur, faimos pentru descoperirea polarimetriei, ademonstrat cfermentaia i putrefacia au fost cauzate de organisme vii i a notato asemnare ntre aceste procese i bolile infecioase, a luat n discuie stricareavinurilor i berii ca i "boli" ale acestor produse .

Pasteur a fost cel care a realizat un experiment prin care a artat c, att ctera cunoscut pe baza datelor disponibile, organismele vii au luat natere numai dinorganisme vii, i nu din materie moart. Dei problema "generrii spontane" a fostaparent rezolvat n secolul al XIX-lea, ea a fost redeschis n secolul al XX-leantr-un mod cu mult mai sofisticat subnumele "evoluiei chimice". Astzi, utilizndsubstane simple, de origine natural i gaze, vapori i arcuri electrice subtemperaturi presiune crescut, microbiologii i chimitii pot sintetiza muli compui

compleci organici care au fost descoperii iniial doar n celulelevii.Dup studiul fermentrii vinului, Pasteur a investigat o boal transmisibil laviermii de mtase i ca rezultat a formulat teoria legatde implicarea germenilor nproducerea unor boli. Referitor la bolile oamenilor, a insistat ca bandajele s fiecurate i instrumentele din spital sfie fierte.

Joseph Lister (1827-1912), un chirurg englez, a aplicat descoperirile luiPasteur n chirurgie chiar nainte ca bacteriile care determininfeciile chirurgicale sfi fost descoperite. Lucrrile lui Lister reprezintbaza tehnicii chirurgicale aseptice dinziua de azi.


6/70

6

nexperimente ingenioase, Pasteur a protejat de antrax diferite ierbivoreprin vaccinarea cu un preparat extras din Bacillus anthracis.

"Tratamentul profilactic" al rabiei a fost dezvoltat prin injectarea de materialuscat din mduva spinrii de la animalele care au murit de rabie. Joseph Meister, unbieel mucat de un cine turbat, a fost primul om a crui viaa fostsalvatprinaceastmetodi care nu s-a mbolnvit de hidrofobie (rabie) pentru ca fost protejat

de injeciile fcute de Pasteur. O jumtate de secol mai trziu, Joseph Meister, portarla Institutul Pasteur, s-a sinucis atunci cnd i s-a ordonat de ctre soldaii germani sdeschidcripta lui Pasteur.

Ferdinand Cohn (1828-1898) a fost unul dintre cei mai renumii microbiologigermani. El a extins cercetrile lui Pasteur n propriul laborator, unde a lucrat cu algei fungi. Cohn a devenit foarteinteresat de bacteriologie i a scris una dintre primelecri referitoare la bacterii. A clasificat bacteriile n genuri i specii. Cohn areprezentat un mare ajutor pentru Robert Koch, pe care 1-a ncurajat s publicelucrrile sale asupra antraxului.

Cu 200 de ani naintea apariiei bacteriologiei, Robert Boyle a sugerat canumite boli sunt cauzate de aciunea organismelor vii.

Anatomistul Henle a sugerat cbolile infecioase ar putea fi determinate direct

de ctre microorganisme. Unul dintre studenii lui Henle a fost chiar Robert Koch,care a devenit un medic faimos i a asigurat toate datele necesare pentru ademonstra "teoria microbiana bolii".

Dezvoltarea metodelor pentru izolarea bacteriilor n cultura pura fost printrecele mai importante descoperiri ale tehnicilor microbiologice i a fost n mare parteopera lui Robert Koch.

O cultur pur de microorganisme este una n care numai un singur tip deorganism crete n eprubetele test sau pe plci cu mediu de cultur.

n condiii naturale multe microorganisme din diferite specii exist n modobinuit n acelai mediu. Spre exemplu, n materiile fecale ale unui pacient cu febrtifoid, bacilii tifici sunt "amestecai" cu bilioane de celule din alte specii de bacterii ialte forme de microorganisme. n cadrul diagnosticului medical microbiologic esteimportantizolarea n culturpura germenilor patogeni.

n 1876 Koch a izolat n "culturpur" bacteria care determinantraxul pornindde la splina vitelor infectate i a fost capabil sinfecteze oareci cu aceastcultur.Implicat n cercetarea etiologiei exacte a bolilor infecioase, Koch a rezumat ceea cea considerat creprezintdatele eseniale pentru a demonstra cun microorganismeste cauza infeciei. Aceste date sunt cuprinse n patru postulate, denumite Postulatelelui Koch, i anume:

1. Microorganismele care determin boala trebuie s poat fi identificate ntoate cazurile de boal n relaie patologic cu simptomele i leziunile pe care ledetermin.

2. Microorganismul trebuie s poat fi izolat de la victimele bolii n cultur

pur: pentru studiul n laborator.3. Cnd cultura este inoculat la un animal susceptibil, trebuie s reproducboala (sau, cum s-a notificat mai trziu, s induc apariia anticorpilor specifici lanoua gazd).

4. Microorganismul trebuie spoatfi izolat din nou n cultura purdin infeciaprodusexperimental.

Utiliznd aceste reguli precum i tehnici microbiologice, Koch a descoperitbacilul tuberculos (bacilul Koch), bacilul holeric etc, precum i modul de transmitere anumeroase alte boli.


7/70

7

Descoperirile menionate au reprezentat debutul bacteriologiei, micologiei,virusologiei, parazitologiei i imunologiei ca tiine. n doar aproximativ 15 ani (dup1880) au fost descoperite i izolate n culturpurmicroorganisme implicate n multedintre bolile infecioase importante. Aceste descoperiri au fcut posibil stabilirea caentiti bine definite a medicinei preventive i respectiv a terapiei specifice (etiologice).

Ilia Mecinikov a evideniat modul natural de aprare a organismului fa de

agenii infecioi prin anumite celule care au proprieti fagocitare i a scris n 1901primul tratat de imunologie.La coala formatde profesorul Victor Babe(1854-1926) i de profesorul Ion

Cantacuzino (1863-1934) s-au pregtit multe generaii de microbiologi, care aucontribuit activ la dezvoltarea microbiologici romneti.

Victor Babea fost n acelai timp anatomopatolog i microbiolog. A fost attelevul lui R.Koch ct i al lui L. Pasteur. A fost numit profesor la Budapesta la ovrst foarte tnr. n anul 1885 public mpreun cu Cornil primul tratat debacteriologie din lume. A demonstrat importana introducerii tehnicilor microbiologice nanatomopatologie.

Evideniaz proprietile neutralizante ale serurilor imune, descopercorpusculii metacromatici ai bacilului difteric (Babes-Ernst), descoper o nou

metod de preparare a serului antidifteric etc. n 1888 este numit profesor deanatomie patologic i bacteriologie la Facultatea de Medicin din Bucureti. Estefondatorul Institutului "Victor Babe", unde prepar n 1889 vaccin antirabic, aranoastrfiind a treia ardin lume care reuete sprepare acest vaccin.

Ion Cantacuzino a avut o personalitate cu totul deosebit, imposibil de cuprinsntr-o trecere att de sumarprin istoricul microbiologiei. A studiat la Paris Filozofia iLiterele, tiinele Naturale i Medicina. Pregtirea n microbiologie a fcut-o nlaboratorul lui Ilia Mecinikov, la Paris. Este numit profesor la Facultatea de MedicindinBucureti n anul 1901 i reunete njurul dnsului un mare numr de tineri medici,care devin la rndul lor icreatori de coal(Al. Sltineanu, C. lonescu-Mihieti, M.Ciuc, AL Ciuc, D. Danielopolu, D. Combiescu, N. Gh. Lupu, I. Blteanu, I. Nicolau,Lidia i I. Mesrobeanu i muli alii).

coala astfel ntemeiat a avut o activitate cu rezultate excepionale pentrutiina romneasc, pentru microbiologie i pentru sntatea public.

Una dintre cele mai mari realizri ale domniei sale a fost Institutul "IonCantacuzino", fondat n anul 1921, centru de cercetare tiinific fundamental iaplicativ, centru de nvmnt de specialitate, instituie care a preparati preparseruri, vaccinuri i alte produse biologice utile n diagnosticul bolilor transmisibile.Dup 1989, conducerea actual a reuit s reinclud Institutul n ReeauaInternaionala Institutelor Pasteur i Institutelor Asociate.

n ciuda inerentelor probleme legate de tranziia societii romneti de astzi,Institutul "Ion Cantacuzino continu tradiia naintailor i i menine poziiaimportantn cadrul instituiilor care se ocupde sntatea publicla nivel naional i

internaional.Dei asistena medical ntr-o anumit forma existat ncde la debutul vieiiumane pe pmnt, nceputurile nursingului profesional au fost realizate de ctreFlorence Nightingale (1820-1910), care a nceput munca sa cu mai bine de 140 de anin urmn cursul rzboiului din Crimeea (1854-1856).

Descoperirile ulterioare privind relaia dintre microorganisme i boal aunecesitat dezvoltarea unor proceduri de nursing mai complexe i mai rafinate dectcele utilizate pentru "ngerii din Crimeea". Dezvoltarea chirurgiei aseptice (dup


8/70

8

descoperirile lui Lister) au deschis un cmp ntreg de tehnici operatorii aseptice i denursing profesional.

Descoperirea msurilor profilactice precum administrarea de vaccin variolic(1796), de toxoizi i antitoxine (n difterie i tetanos), a serurilor imune (von Behring,Frnkel i Kitasato, 1890), a vaccinurilor polio i rujeolos (Enders, Weller iRobins,1949; Salk, 1954; Sabin i alii, 1954-1967), precum i utilizarea de gama

globuline pentru prevenirea pojarului rabiei, tusei convulsive etc. au fcut necesardezvoltarea de noi concepte i educaie n prepararea i administrarea acestorsubstane.

Descoperirea unor teste de diagnostic n domeniul microbiologiei a necesitat opregtire microbiologic mai avansat a tehnologiei medicale, a medicilor,asistentelor i a altor profesioniti ai sntii n metode pentru colectareaspecimenelor i raportarea descoperirilor de laborator specifice, astfel nct terapiasdemareze ct mai precoce.

Descoperirea de substane chimice specifice (de exemplu sulfonamide) isubstane antibiotice (de exemplu penicilina, streptomicina, tetraciclina,cloramfenicolul) a contribuit la mbuntirea modului de abordare medical aproblematicii bolilor infecioase.

Descoperirea mijloacelor de transmitere a infeciilor a condus i la dezvoltareade metode eficace de prevenire a rspndirii bolilor, n 1895, sir Ronald Ross (1857-1932), medic militar n India, a demonstrat transmiterea agentului etiologic al malarieiprin intermediul narilor. Parazitul a fost vizualizat n eritrocitele umane n 1881 dectre Laveran, un chirurg al armatei franceze n Algeria. n 1900 a fost demonstrattransmiterea virusului febrei galbene de ctre o specie particular de nari (Aedesaegypti),n Cuba.

Procedurile chirurgicale moderne ar fi imposibile frdezinfecie i sterilizare.Industria laptelui, a conservelor, a hranei ambalate i congelate sunt dependente demicrobiologie. Sanitaia sistemelor de ap i tratarea apelor poluate sunt posibilenumai datorit cunotinelor acumulate prin microbiologie n cursul ultimului secol. Inmulte moduri profesiunea medical i fiecare latur a ei este dependent decunoaterea, nelegerea i utilizarea informaiilor din microbiologie.

Mulumiteforturilor oamenilor de tiin, incidena anumitor boli microbiene asczut. Numai vigilena constanta tuturor membrilor comunitii medicale va puteaface ca aceasttendina bolilor prevenibile scontinue.

Microbiologul, medicul practician i asistenta medical trebuie s aplicecunotinele de microbiologie n practica de zi cu zi. Dei pot fi nvate din rutin,persoana cu adevrat profesionist nelege faptele tinifice i principiile de la bazaacestor tehnici.

Profesionistul tie de asemenea n ce mod ar trebui modificate aceste tehnicipentru anumite tipuri de pacieni (de exemplu cei care sunt supui chirurgieicardiace), ce tehnici trebuie utilizate n slile de operaie, de ateptare i cree i

cum pot fi modificate n condiii de urgen(de exemplu rzboi sau alte calamiti) ide ce pacienii, familiile i publicul trebuie informai de exemplu referitor la imunizri.Un membru antrenat al echipei medicale, atunci cnd are noiunile necesare demicrobiologie, poate diferenia adevrul de interpretarea greit i dezinformarealiteraturii "medicale" scrise pentru publicul larg i poate recunoate erorile aprute nmass media.

Orice persoancare lucreazn domeniul sanitar va putea descoperi cfoarterar poate fi identificat un act realizat n viaa cotidiann care nu se apliccunotinelemicrobiologice.


9/70

9

Capitolul III

MORFOLOGIA CELULEI BACTERIENE

Forma bacteriilor este codificat genetic ceea ce face ca polimorfismulbacteriilor sfie limitat. Din acest motiv morfologia bacteriilor reprezintun importantcriteriu taxonomic.

Bacteriile tinere, n condiii favorabile se prezintsub trei forme fundamentale:a.) forma sferic(fig.1)b.) forma cilindric(fig.2)c.) forma ncurbat(spiralat) (fig.3)

III.1. COCII

Sunt bacterii cu formsferic cu diametre egale - Staphylococcus aureus; cu diametre inegale

reniforme - Neisseria gonorrhoeae, lanceolat- Streptococcus pneumoniae, ovalar- Enterococcus faecalis.

n urma diviziunii cocii pot aprea n diferite configuraii spaiale caracteristice,dupcum se divid pe unul, dousau trei planuri.

micrococi - coci izolai - celulele rezultate din diviziune rmnindependente, neregulat rspndite;

diplococi - coci grupai cte doi - Streptococcus pneumoniae; stafilococi coci aezai asemntor ciorchinilor de strugure cnd

diviziunea are loc n trei planuri neregulate; streptococi coci n lanuri de lungimi variabile; tetracoci - coci dispui simetric cte patru, datorit diviziunii n dou

planuri perpendiculare - Micrococcus tetragenus; sarcina - coci aezai cte opt, grupai n cuburi sau pachete, datorit

diviziunii n cele trei planuri perpendiculare - Sarcina flava.

III.2. BACILII


10/70

10

Sunt bacterii cilindrice, a cror lungime este mai mare dect limea, n funciede raportul dintre cele douaxe existnd bacili scuri i subiri, scuri i groi, etc.

Forma bacililor este variat: bastonae drepte, rectilinii - Bacillus anthracis, uor ncurbate cu capete umflate - Corynebacterium diphtheriae, ramificate - Mycobacterium tuberculosis.

Corpul bacteriilor poate fi deformat de prezena sporului, dac diametrultransversal al acestuia este mai mare dect cel al corpului bacterian (genulClostridium).

Capetele bacililor pot fi retezate - Bacillus anthracisrotunjite Enterobacterii ascuite - Fusobacterii.

n urma diviziunii bacilii se pot dispune ca dispoziii neregulate Enterobacterii, diplobacili - Klebsiella pneumoniae, streptobacili - Bacillus anthracis, aezri cu aspectul literelor T, Y, V, sau bee de chibrit mprtiate -

Corynebacterium diphtheriae.

III.3. FORMELE SPIRALATEAu axul longitudinal ncurbat ntr-un singur plan (vibrionii) sau n mai multe

planuri (spirili, spirochete). Vibrionii sunt bacterii n formde virgul(Vibrio cholerae);spirilii, n form de spiral, spire rigide; iar spirochetele sunt forme spiralate foartefine i flexibile, cu spire strnse i regulate (genul Treponema, Borrelia i Leptospira).

Pe lngcele trei forme fundamentale exist:cocobacili - formele intermediare ntre coci i bacili;mycoplasme-care n lipsa peretelui celular prezintun polimorfism marcat.

III. 4. DIMENSIUNEA BACTERIILORDimensiunea bacteriilor variazn funcie de specie, de condiiile de mediu, de

stadiul de dezvoltare a culturii bacteriene. n general dimensiunile bacteriilor sunt dede ordinul micrometrilor

Cocii - diametrul ntre 0,5-2 m, n medie de 1 m;Bacilii- lungime ntre 0,5 - 10 m / lime de 0,3 - 2 m.Vibrionii - lungime ntre 1,5 - 3 m / 0,5 m grosime;Spirochetele - lungime ntre 6 - 20 m / 0,15 - 0,5 m grosime.

III. 5. CLASIFICAREA BACTERIILORSe poate face n raport cu mai multe criterii:

n raport cu peretele celularo bacterii rigide cu perete celular denso bacterii flexibile cu perete celular subireo bacterii frperete celular

dupformo coci bacterii sferice sau ovalare:


11/70

11

sferice stafilococ, streptococ ovalare enterococ lanceolate pneumococ reniforme gonococ, meningococ

o bacili bacterii n formde bastona: drept cu capete rotunjite enterobacterii

drept cu capete retezate bacilul crbunos drept cu capete efilate fusobacterii drept cu capete umflate bacilul difteric

o cocobacili bacterii cu corpul scurt, gros Klebsiella spp.o forme spiralate

cu corpul ncurbat ntr-un singur plan vibrionul holeric cu corpul ncurbat n mai multe planuri: spirili, spirochete

dupdispoziia spaial:o n lanuri -

streptococ streptobacil Bacillus anthracis

o n ciorchine stafilococo n diplo

diplococ - pneumococ, gonococ, meningococ diplobacil Klebsiella spp.

o n palisade bacilul difteric

Capitolul IV

STRUCTURA CELULEI BACTERIENE

Celula bacterianeste procariotavnd urmtoarele caracteristici:Capsula - adesea prezentPerete celular - cu structurcomplexCitoplasma - fr reticul endoplasmic, mitocondrii, lizozomi, are ribozomi

70SMembrana citoplasmatic- nu conine steroliNucleul - nu prezint membran, are un singur cromozom circular,

absena mitozei


12/70

12

Celula bacterianare n componena ei doutipuri de elemente structurale: elemente obligatorii, prezente la toate speciile bacteriene, fr de

care celula bacteriannu poate supravieui:o peretele bacteriano membrana citoplasmatico citoplasmao nucleul

elemente facultative care apar doar la unele specii i n anumitecondiii de mediu:

o cilio fimbriio capsulo spor

IV.1. ELEMENTE OBLIGATORII ALE CELULEI BACTERIENE

IV.1.1. PERETELE BACTERIANPeretele bacterian (membrana celular, membrana bacterian) este un nveli

rigid cu o grosime de 8 35 nm fiind alctuit din proteine, lipide, hidrai de carbon.Este format din 2 componente:

- stratul bazal alctuit din peptidoglican (= mucocomplex = mucopeptid =murein)

Componenta glicanic este dispus ca filamente liniare alctuite, prinalternare, din acid N-acetil-muramic i N-acetil-glucozamin.

Aceste iruri paralele de filamente prezint la fiecare molecul de acid N-acetil-muramic o prelungire alctuitdin uniti tetrapeptidice. Unitile tetrapeptidice

de pe filamentele nvecinate sunt legate ntre ele de uniti pentapeptidice.Se formeaz astfel o reea tridimensional la bacteriile Gram-pozitive ibidimensional la cele Gram-negative, n care compoziia fraciunilor peptidicevariazla diferite bacterii (fig.4).

Peptidoglicanul este sensibil la aciunea lizozimului, se sintetizeazdeficitar nprezena unor antibiotice (penicilina, bacitracina), este antigenic i are proprieti deadjuvant imunologic.

- stratul structurilor speciale este alctuit din urmtoarele elemente: aciziteichoici, membrana extern, lipoproteine, lipopolizaharide, ceruri.

n funcie de proporia pe care o au aceste doucomponente (stratul bazal i

stratul structurilor speciale) n structura peretelui bacterian i de elementelecomponente ale strucrurilor speciale, distingem:

Bacterii Gram-pozitiveal cror perete este mai gros (15 30 nm), mai rigiddar mai simplu ca structur(fig.5).

Peptidoglicanul, reprezentnd ntre 50 90% din grosimea peretelui celular,are o structurtridimensional.

Structurile speciale (10 50% din grosimea peretelui bacterian) suntreprezentate de:


13/70

13

- acizi teichoici care stabilizeaz i ntresc peretele bacterian, creeazmediul ionic necesar enzimelor din membrana celulari sunt antigene majore. Aciziiteichoici sunt:

acizi teichoici de perete legai covalent de reeaua de peptidoglican acizi teichoici de membran (lipoteichoici) legai prin fore ionice de

peptidoglican i covalent de glicolipidele membranei citoplasmatice.

- acizi teichuronici formai din acid uric i polizaharide neutre, suntantigene.- lipoglicani(glicolipide) n cantitate mare la bacteriile Gram pozitive.

Bacterii Gram-negative, cu perete mai subire (8 12 nm), mai flexibil darmai complex ca structur. Peptidoglicanul, ca o reea bidimensional, reprezint5 20% din grosimea peretelui bacterian, dispus fiind n profunzime (fig.5).

Urmeaz spaiul periplasmatic, cuprins ntre membrana citoplasmatic imembrana extern, include peptidoglicanul, lipoproteinele i enzime implicate ndigestia extracelularsau n inactivarea unor antibiotice.

Structurile speciale sunt dispuse pe trei nivele, de la interior spre exterior:a) lipoproteinele, prezente n spaiul periplasmatic, unesc membrana

extern, de care se leagprin polul hidrofob de peptidoglican de care se leagprinpolul hidrofil.

b) membrana extern, alctuitdin dou rnduri de fosfolipide ntre caresunt intercalate proteine (porine, proteine de transport, enzime)

c) lipopolizaharid (LPS)dispus pe suprafaa distala membranei externe,alctuit din: lipidul A, un miez polizaharidic care constituie antigenul R fiind iactivator al complementului pe cale alternativ, uniti zaharidice repetate careconstituie antigenul O al bacteriilor Gram negative.

Bacterii acido-alcoolo-rezistente:Peptidoglicanul este dispus ntr-un singur strat subire de care sunt legate

glicolipide complexe.Structurile speciale sunt reprezentate de:

- arabinogalactanul un polizaharid care acoper peptidoglicanulavnd i caracteristici de endotoxin;

- acizii micolici sunt acizi grai cu catenlungramificat, caracterulde alcoolo-acido-rezistenfiind direct proporional cu lungimea acestei catene;

- micozidele sunt peptidoglicolipide i glicolipide.

Bacterii cu perete celular alterat:Alterarea structurii peretelui bacterian poate aprea sub aciunea lizozimului, a

unor antibiotice, factori fizici etc. ducnd fie la moartea celulei fie la apariia unorforme de involuie (forme L), protoplati, sferoplati.

PROTOPLAST: bacteria Gram-pozitiv fr perete bacterian; are nucleu,citoplasm, membran citoplasmatic; n general neviabili; foarte greu adaptabili ladezvoltare chiar n medii sintetice bine tamponate.

SFEROPLAST: bacteria cu perete defectuos sau incomplet sintetizat, parialdegradat; forme mai rezistente; uor reversibile n medii optime.

Peretele bacterian ndeplinete urmtorul rol: susine mecanic celula bacterian menine forma bacteriei


14/70

14

asigurprotecia celulei bacteriene intervine n procesele de osmozi difuziune este sediul unor antigene somatice este sediul receptorilor specifici pentru bacteriofagi participla diviziunea bacteriei imprimcaracterele de tinctorialitate ale celulei bacteriene

IV. 1. 2. MEMBRANA CITOPLASMATICMembrana citoplasmatic, nvelete la exterior citoplasma avnd, n afarde

structura i funciile unei membrane biologice, particulariti proprii bacteriilor.Are o grosime de 5 10 nm. Este alctuitdupmodelul mozaicului fluid din

dou straturi de molecule fosfolipidice cu extremitile hidrofobe spre interior i cucele hidrofile spre exterior, ntre moleculele de fosfolipide se gsesc inserateproteine. Nu conine steroli (fig.5).

Rolul membranei citoplasmatice: regleaz presiunea osmotic avnd capaciti de permeabilitate i

transport selective; controleazprocesele de difuzie pasiv controleazprocesele de difuzie catalizate enzimatic este unicul sediu al citocromilor i al enzimelor metabolismului

respirator implicate n transportul de electroni i n fosforilarea oxidativ; intervine n creterea i diviziunea bacteriei aceste fenomene fiind

posibile cnd 50% din membrana citoplasmiceste semifluid; este locul de sintezal endotoxineloreste implicatn procese de biosintez:

a fosfolipidelor a peretelui bacterian a genomului bacterian.

IV.1.3. CITOPLASMA BACTERIANEste formatdin 80% ap, coninnd ntr-un sistem coloidal complex proteine,

glucide, lipide, i substane minerale. Conine o mare cantitate de ARN ceea ceconfer caracterul intens bazofil al celulelor tinere. Celula bacterian tnr arecitoplasma intens colorat, bazofil, omogen, clar, cu cantiti mari de ARN. ncelula btrn citoplasma are aspect granular.

Particulele citoplasmatice studiate sunt:Ribozomii, au dimensiuni de 10 20 nm, formsferic, mrime n funcie de

concentraia ionilor de Mg+ i K+, dispui sub form de polisomi de-a lungulmoleculelor de ARNm pe care le citesc i le traduc. Au rol esenial n procesul debiosintezproteic.

Incluziile citoplasmatice sunt formaiuni structurale inerte care apar la

sfritul perioadei de cretere activ, funcional fiind rezerve de nutrieni care sedepun. Pentru cau caracter de specie i pot fi vizualizate la microscopul optic suntutile n identificarea primara unei bacterii, fiind caractere taxonomice primare. Suntconstituite din:

polimetafosfai, cunoscute sub denumirea de corpusculii BABE-ERNST sau granulaii metacromatice sau incluzii de volutin, prezente la genulCorynebacterium;

polizaharide: glicogen la genul Bacillus sau amidon la genul Neisseria;


15/70

15

lipide: polimeri de acizi grai cu lanscurt la genul Bacillus, Clostridium,Pseudomonas.

Vacuolele sunt formaiuni sferice care conin diferite substane n soluieapoas, delimitate de o membranlipoproteicdenumittonoplast.

IV.1.4. MATERIALUL NUCLEAR

Nucleul bacterian nu este delimitat de o membran difereniat, (celulprocariot) fiind alctuit dintr-un singur cromozom haploid (un singur set de gene)reprezentat de filamentul circular, dublu helicat de ADN. Masa nuclear vine ncontact direct cu citoplasma, este situatn partea centrala celulei, conine ADN inu are nucleoli.

n structura ADN raportul bazelor variaz n funcie de specia bacterian,acest raport fiind constant i caracteristic pentru o specie dat (G-C %). Diviziuneanucleului precede diviziunea celulei replicarea cromozomului bacterian fcndu-seprintr-un mecanism semiconservativ.

IV.2. ELEMENTE FACULTATIVE ALE CELULEI BACTERIENE

IV.2.1. GLICOCALIXUL BACTERIANUnele bacterii au proprietatea de a sintetiza, n anumite condiii, polimeri

organici (n general polizaharide) care formeaz un nveli dispus distal pereteluibacterian.

La unele bacterii glicocalixul are o structur lax, formatdin fibrile, se poatesepara de corpul bacterian prin centrifugare, este penetrat de particule colorate. nacest caz vorbim despre microcapsul, substan capsular sau slime,structur care poate fi evideniat doar prin metode chimice sau la microscopiaelecronicdupcoloraia specialcu rou ruteniu.

La alte bacterii glicocalixul este ataat intim de celula bacteriande care nupoate fi separat prin centrifugare, are o structurdenscare nu permite penetrareaparticulelor colorate. n aceste cazuri vorbim despre capsula bacterian. Aceastapoate fi vizualizatla microscopul optic pe preparate colorate negativ.

Capsula are o grosime de 1-3 m. Compoziia chimic variaz n raport cuspecia. Bacteriile formeaz capsul mai ales n organismul uman i animal i ncondiii optime pe medii de cultur. Pe medii solide coloniile sunt lucioase, deconsistenmucoas, iar mediul lichid devine vscos.

Funciile glicocalixului bacterian: este factor de virulen mpiedicnd fagocitarea bacteriei i favoriznd

invazivitatea; barierprotectoare fade bacteriofagi, fade unele antibiotice; rol de adezin permind prin fibrilele glicocalixului aderarea bacteriei

de substraturi specifice; conine substane cu specificitate antigenicde specie sau de tip care

permit difereierea serologica speciilor sau tipurilor bacteriene.

IV.2.2. CILII SAU FLAGELIISunt structuri filamentoase reprezentnd organele de locomoie a bacteriilor,

producerea lor nefiind un caracter constant al speciei bacteriene. Producerea cililoreste inhibatde bil, carbol, ser imun etc.


16/70

16

Sunt formaiuni foarte subiri, fine, alungite, neramificate, flexibile i sinuoase,cu lungime variabil (5-15-75 m) (fig.7). Proteina flagelilor, flagelina(asemntoare miozinei) este antigen, antigenul H, cu specificitate de tip.

La microscopia electronics-a evideniat structura fina cilului (fig.8): Corpusculul bazal situat n citoplasm imediat sub membrana

citoplasmatic

alctuit dintr-un ax rigid i un set de inele:- 2 inele la bacterii Gram-pozitive:

discul M flotant n membrana citoplasmic discul P n stratul de peptidoglican

- 4 inele la bacterii Gram-negative: M, n membrana citoplasmatic; S, n spaiul periplasmatic; P, n stratul de peptidoglican; L, flotant n membrana extern.

Crligul, poriune rigid, de articulaie; Filamentul flagelar, lung, sinuos.

Rolul cililor:n mobilitatea bacteriilor antigenic prin structura proteic antigenul Hn clasificarea bacteriilor (fig.9):

atriche frcili monotriche un cil la o extremitate amfitriche - cte un cil la cele douextremiti lofotriche - un mnunchi de cili la una sau la ambele

extremiti peritriche - cu cili dispui de-a lungul suprafeei

bacteriene.

IV.2.3. FIMBRIILE SAU PILIISunt organite filamentoase, rigide, mai scurte i mai subiri dect flagelii,

vizibile la microscopul electronic, fr a avea rol n mobilitatea bacteriei. Suntdispuse pericelular att la bacterii ciliate ct i la cele neciliate, de la una la ctevasute per celul(fig.7, 8). Au fost evideniate cu precdere la bacteriile gram-negativedei unele bacterii gram-pozitive pot prezenta i ele fimbrii de adeziune. Suntcodificate plasmidic, sunt caractere de tulpin i nu au valoare taxonomic. Auoriginea la nivelul membranei citoplasmatice, sunt formate din pilin i pot ficlasificate astfel:

a) fimbrii comune 50-400/celul;b) fimbrii de aderen, 10-30/celul, prin care bacteriile ader la receptorii

specifici de pe suprafaa membranelor mucoase declannd astfel procesul infecios;c) pilii sexuali, 0-4/celul, sunt prezeni la unele bacterii gram-negative care auplasmide conjugative, au structurtubulari joacrol n conjugarea bacterian, unadintre modalitile de transfer genetic.

IV.2.4. ENDOSPORUL BACTERIANEste o formaiune endocelular, de rezisten (are o longevitate foarte mare-

10 ani), care permite unor specii bacteriene ssupravieuiascdesicate n anumitecondiii defavorabile de mediu. Endosporul bacterian pstreaz n stare latent


17/70

17

caracterele genotipice ale formei vegetative din care provine. Structurile componenteale sporului bacterian sunt codificate de gene represate n forma vegetativ abacteriei i derepresate n condiii defavorabile de mediu, cnd devin represategenele vegetative. Prezena sporilor este un caracter constant la germenii din genulClostridium i un caracter facultativ la germenii din genul Bacillus.

Sporogeneza are loc n general n condiii nefavorabile formei vegetative, i

presupune apariia, n etape succesive, de modificri profunde n materialul nuclear,citoplasm, compoziie chimic, structur, procesul esenial n cursul sporogenezeifiind deshidratarea.

Materialul genetic este concentrat i mpreun cu apa legat, lipide, ioni demagneziu, dipicolinat de calciu, este nconjurat de un strat protector: membranasporal, cortex sporal i nveliurile sporale.

In condiii favorabile are loc germinarea sporului: rehidratare, rupereamembranelor i apariia unei singure forme vegetative, identiccu cea din care s-aformat anterior sporul.

Endosporul are forma ovalarsau sferic, poate fi aezat central, subterminali terminal n funcie de specia microbianiar dacdiametrul sporului este mai maredect grosimea bacteriei, corpul bacterian se deformeaz. Pe baza acestor

caractere, bacilii sporulai, apar n general sub trei forme (fig.10):a) - bacili cu sporul sferic, dispus central sau subterminal, mai mic dect celula

(Bacillus anthracis);b) - bacili cu spor ovalar, mai mare dect diametrul transversal al celulei

bacteriene, aezat central (forme de fus, de brcu) sau subterminal (form derachetde tenis) (genul Clostridium);

c) - bacili cu spori terminali, sferici, cu dimensiuni mai mari dect celula,asemntori cu un bde chibrit sau ac de gmlie (Clostridium tetani).

Sporul poate fi evideniat prin coloraii speciale. La coloraia Gram rmnenecolorat.

Sporul prezinto rezistenmarcatfade:- uscciune- cldur:

o umed - sporii speciei Bacillus anthracis sunt distrui n zeceminute la temperatura de fierbere a apei; unii spori de Clostridium botulinum suportaceasttemperaturtimp de cteva ore: rezist6 ore la 100 C, 2 ore la 105 C, 10'la 120 C;

o uscat - este mai bine toleratde sporii bacterieni, acetia fiinddistrui n 2-3 ore la 140 C n Poupinel;

- substane chimice: rezist la aciunea fenolului 5% timp de osptmn, la aciunea alcoolului mai multe sptmni.


18/70

18

Capitolul V

FIZIOLOGIA BACTERIAN

V.1. CONSTITUIA CHIMICA BACTERIILOR

Compoziia chimic a celulei bacteriene este controlat genetic. Toateprocesele care au loc n celula bacteriansunt asociate cu importante transformrichimice ale constituenilor si i de aceea cunoaterea compoziiei chimice a celuleibacteriene contribuie la cunoaterea proceselor metabolice care confer bacterieimarea sa putere de adaptare i capacitatea de supravieuire n cele mai vitregecondiii de mediu.

V.1.1. Apa, reprezint75 - 85% din greutatea umeda bacteriei. Existapliber(mediu de dispersie), fie aplegatfizico-chimic cu diferite structuri. Sporii au

puinapi aceea sub formde aplegat. Rol:- mediu de dispersie;- reactiv n reaciile metabolice;- etapfinala unor reacii oxidative.

V.1.2. Substanele minerale reprezint 2-30% din greutatea uscat abacteriei (P, K, Na, Ca, S, Cl, Fe, oligoelementele, Cu, Mg, Zn) i variazcu specia,vrsta culturii, compoziia chimic a mediului. Unele elemente intr n compoziiadiferitelor structuri i enzime avnd astfel un rol foarte important n viaa celuleibacteriene:

- favorizeazschimburile cu mediul;- regleazpresiunea osmotic;- stimuleazcreterea i funcia bacteriei;- activeazunele sisteme enzimatice;- contribuie la reglarea pH-ului i a potenialului de oxido-reducere;

V.1.3. Glucidele reprezint10-25% din greutatea uscata celulei bacterienen raport cu specia, vrsta i condiiile de dezvoltare. n structura bacterianse potgsi glucide simple (mono i dizaharide) cu rol n metabolismul intermediar glucidicprecum i glucide complexe (polizaharide) care particip la realizarea structuriiperetelui celular i fac parte din capsula unor bacterii. Testele biochimice care


19/70

19

evideniaz utilizarea sau imposibilitatea utiliztii unui anumit zahar de ctre obacterie permit identificarea bacteriei respective.

V.1.4. Proteinele reprezint ntre 40-80% din greutatea uscat a bacteriei,aproximativ jumtate din proteine funcionnd ca enizme restul avnd rol structural.Proteinele pot fi:

- simple sau holoproteine (albumine, globuline, histone, etc.) cu rol nmetabolismul intermediar protidic;- complexe, de exemplu heteroproteinele:

mucoproteine mucopolizaharidul de grup alS.pneumoniae;

cromoproteine catalaze, peroxidaze, citocromi; nucleoproteine acizii nucleici.

V.1.5. Lipidele reprezint1-10% din greutatea uscata bacteriilor (excepiemicobacteriile unde pot ajunge pn la 20 - 40%). Cantitatea de lipide variaz nraport cu specia, vrsta culturii i compoziia mediului.

Lipidele bacteriene se pot gsi libere n vacuole, combinate sau fcnd partedin structuri ale celulei bacteriene (perete, membran, mezozomi). Lipidelebacteriene pot fi:

- fosfolipidele lipoidul Treponemei pallidum;- lipidul A din structura lipopolizaharidului bacteriilor Gram negative;- acizi grai, obinuii i speciali (acidul mycolic la Mycobacterii);- ceruri la Mycobacterii

V.1.6. Pigmenii bacterieni, prezeni la bacteriile cromogene,pigmentogeneza fiind dependent de specie i de condiiile de cultivare. Constituieun criteriu important de identificare a unor specii bacteriene: Staphylococcus,Pseudomonas, Sarcina.

Duplocalizarea pigmentului bacteriile pot fi:- cromofore, pigmentul rmne legat de citoplasm;- paracromofore, pigmentul este prezent n perete sau n stratul

mucos (S.aureus);- cromopare, pigmentul este difuzibil n mediu (Pseudomonas).

Dupnatura lor chimicpigmenii pot fi:- carotenoizi: Staphylococcus, Sarcina;- chinoinici: Mycobacterium;- fenazinici Pseudomonas etc.

Roluri:- protecie fade radiaiile UV (pigmeni carotenoizi);

- enzimatic- antibiotic (piocianina produsde P.aeruginosa fade B.anthracis).

V.1.7. Enzimele bacteriene sunt elaborate sub control genetic, existndpeste 2.000 de determinani genetici diferii, n producerea enzimelor intervenind imecanisme de control care pot modifica bagajul enzimatic dupnecesitile bacterieii n funcie de variaiile mediului extern.

Duplocul de aciune, enzimele bacteriene se pot mpri n:- enzime intracelulare sau endoenzime care rmn n celul;


20/70

20

- enzime ectocelulare situate n membrana citoplasmatic, reglndpermeabilitatea selectiv(permeaze, translocaze);

- enzime extracelulare sau exoenzime, care sunt eliberate n mediu(hidrolaze).

n raport cu reacia catalizatenzimele pot fi:- hidrolaze (fosfataza, proteaza);

- transferaze (aminotransferaza);- oxido-reductaze (catalaza, oxidaza, peroxidaza);- izomeraze etc.

Dupmodul de apariie distingem enzime:- constitutive, care exist ntotdeauna n celul indiferent de natura

mediului;- adaptative (inductibile), sintetizate de ctre bacterie numai ca

rspuns la anumii compui aprui n mediu (penicilinaza).Pe lngimportana inestimabilpe care o are n natur, agricultur, industrie,

medicin, etc. activitatea enzimatic a bacteriilor este foarte util i n taxonomiabacterian.

V.1.8. Substane cu aciune antibioticsunt produse de ctre unele bacterii:- bacteriocine produse sub controlul plasmidic, cu efect asupra altor

bacterii receptive nrudite: colicinele elaborate de E.coli; megacina produs deB.megaterium;

- antibiotice polipeptidice produse de unele specii de Bacillus:polimixina produsde B.polymyxa; bacitracina produsde B. licheniformis.

V.1.9. Vitaminele bacterienesecretate de unele specii:- tiamina (vitamina B1) sintetizatde E.coli, B.subtilis- biotina produsde E.coli, B.anthracis- vitamine de grup B, K sintetizate sub influena florei bacteriene

intestinale umane.

V.1.10. Factorii de cretere, sunt metabolii eseniali pe care bacteria nu-ipoate sintetiza dar care sunt necesari, n cantiti mici, dezvoltriimicroorganismelor. Necesitatea n aceste substane variazdupspecia microbian.Cantitatea micnecesar, demonstreazcnu au rol plastic sau energetic n celul,sunt doar biocatalizatori.

V.2. NUTRIIA, METABOLISMUL I CRETEREA BACTERIAN

V.2.1. NUTRIIA BACTERIANPrin nutriie bacterianse nelege suma proceselor metabolice care concur

la producerea de materiale convertibile n energie i n diferite componente celulare.Cu alte cuvinte nutriia bacterian este procesul de asimilare de ctre bacterii asubstanelor nutritive din mediul extern, fie ele organice sau anorganice, necesaremetabolismului.


21/70

21

Nutrienii sunt substanele nutritive care sub form de soluie pot traversamembrana citoplasmatic pentru a participa la reaciile metabolice specifice celuleibacteriene.

Pentru nutriie bacteriile folosesc compuii din mediile naturale pe care itransformn nutrieni prin:

- solvire minerale, CO2, O2;

- digestie extracelular prealabil, cu ajutorul unor hidrolaze seformeaz aminoacizi din proteine, monozaharide din polizaharide, acizi grai iglicerol din lipide etc.

Nutrienii ptrund n citoplasma celulei bacteriene traversnd membranacitoplasmaticprin:

- difuziune simpl, pe baza diferenelor de concentraie;- difuziune facilitat(prin proteine carrier), tot pe baza gradientului;- transport activ, contragradient, cu consum de energie .

V.2.1.1. Necesiti nutritive de bazElementele cu rol structural i funcional necesare majoritii bacteriilor sunt

carbonul, azotul, oxigenul i elemente minerale. Carbonul reprezint aproape

jumtate din greutatea uscat a bacteriei, azotul este necesar pentru sintezaproteinelor iar oxigenul este prezent sub formde atomi n multe molecule biologice(aminoacizi, nucleotide) i este necesar ca oxigen molecular pentru generareaenergiei n cadrul respiraiei aerobe a bacteriilor.

Elementele minerale sunt reprezentate de:- Sulf prezent n unii aminoacizi, enzime, vitamine;- Fosfor pentru sinteza acizilor nucleici, fosfolipidelor de membran;- Fier, nichel, seleniu n compoziia unor enzime: citocromi,

peroxidaze;- Sodiu, potasiu, magneziu, clor asigur echilibrul fizico-chimic al

celulei;- Cobalt, cupru, mangan - activatori enzimatici.

n raport cu sursele folosite ca material de sintez (sursa de azot i carbon),bacteriile se mpart n:

a) Bacteriile autotrofe, capabile s i sintetizeze metaboliii eseniali dincompuii anorganici, folosind CO2ca sursde carbon i azotul atmosferic sau sruride amoniu ca sursde N. n funcie de energia utilizatpot fi fototrofe i chimiotrofe.Sunt bacterii care triesc liber n natur, bacterii saprofite care triesc n sol, ap,etc. avnd rol n circuitul materiei n natur.

b) Bacteriile heterotrofe, dependente de prezena unor compui organici,utilizeaz surse organice de carbon, n special carbohidrai dar i proteine i lipidece servesc n acelai timp ca surse de energie, iar azotul poate fi att de naturanorganicct i organic. Prezintn totalitate un metabolism de tip chimiosintetic,

cu o mare diversitate de tipuri metabolice. Se disting urmtoarele tipuri principale:b1. bacterii fixatoare de azot - folosesc surse organice de carbon i azotmolecular, atmosferic, triesc n sol, n simbiozcu plantele (genul Clostridium.);

b2. bacterii care folosesc carbon organic i azot din legturi anorganice(E.coli);

b3. bacterii care folosesc att carbon ct i azot organic- majoritatea speciilorsaprofite i potenial patogene, prezente n cavitile naturale ale omului, precum ispeciile patogene pentru om.


22/70

22

c) Bacterii paratrofe - bacterii citoparazite, triesc numai n interiorul uneicelule vii; nu se cultiv pe medii artificiale (Rickettsia, Chlamydia, Mycobacteriumleprae).

V.2.1.2. Factori de cretereUnele bacterii sunt capabile s-i realizeze integral sinteza metaboliilor

eseniali utiliznd nutrienii prezeni n mediul lor de via. Mecanismele de sintezsunt catalizate de enzime a cror sintez se afl sub control genetic. O astfel debacterie se numete prototrof.

Dac n cursul multiplicrii bacteriene apare o mutaie n urma creia nu semai sintetizeaz o enzim, secvena metabolic ce era catalizat de enzimarespectiv va fi blocat. Nu se va sintetiza un anumit metabolit esenial. Bacteriamutant rezultatse numete auxotrofi va supravieui doar dac n mediu va fiprezent metabolitul respectiv.

Bacteriile patogene, n urma adaptrii la viaa parazitar au devenitdependente de numeroi metabolii eseniali pe care nu i mai pot sintetiza, uneleatt de dependente nct nu pot fi cultivate in vitro.

Metaboliii eseniali pe care o bacterie nu mai poate si sintetizeze i trebuie

oferii ca nutrieni preformai se numesc factori de cretere.Aceti factori de cretere pot fi oferii de alt specie bacterian care

sintetizeaz factorul de cretere respectiv, fenomen cunoscut sub numele desintrofie. Un exemplu elocvent l constituie Haemophilus influenzae care cretesatelit n jurul coloniilor de S.aureus. Explicaia const n capacitatea stafilococuluiauriu de a sintetiza factor V (NAD), metabolit necesar dezvoltrii tulpinilor deHaemophilus influenzae.

Cunoaterea necesitilor nutritive ale bacteriilor face posibilcultivarea lor nvederea izolrii din produsele patologice, a identificrii i studierii lor.

V.2.1.3. Medii de culturSubstratul nutritiv bogat n nutrieni i factori de cretere care satisface specia

bacteriance urmeaza fi cultivatse numete mediu de cultur.

Condiiile impuse mediilor de cultur:- sfie nutritive;- sfie sterile;- saibun ph neutru (7,2 7,4)- saibo anumitpresiune osmotic;- sasigure umiditate optimetc.

Mediile de culturse pot clasifica dupfoarte multe criterii.

Dupproveniena nutrienilor:- medii naturale provin din produse de origine animal sauvegetal: cord, creier, ficat, ou, cartof, soia etc.

- medii sintetice cu compoziie riguros controlat, includcomponente chimic pure.

Dupvaloarea nutritiva mediului:- medii simple permit creterea germenilor nepretenioi, conin

numai ingrediente de baz;


23/70

23

- medii mbogite permit creterea bacteriilor pretenioase, coninun plus de nutrieni asigurat prin adaos de snge, ser, plasm, ou, extract de levurietc.

Dupconsisten:- lichide permit cultivarea unui produs monobacterian; sunt utile

pentru studiul caracterelor biochimice- medii semisolide conin o cantitate micde agar, sunt utile pentrumeninerea n via a tulpinilor bacteriene, pentru studiul mobilitii bacteriilor saupentru studiul unor caractere biochimice;

- medii solide care permit fixarea bacteriilor n punctul de inoculare,multiplicarea lor n acel punct determinnd apariia unui conglomerat vizibil cu ochiulliber numit colonie. Mediile solide se obin prin:

coagularea termica proteinelor din ser sau ou; gelificare prin includerea n mediu a unui fitocoloid obinut

din alge marine numit agar. Acesta are urmtoarele proprieti:o se lichefiazla temperatura de fierbere a apei;o se solidificla aprox. 42C;o meine starea de soliditate a mediului la

temperaturi cuprinse ntre 0 - 80C;o nu are aport nutritiv i nu este degradat n cursul

metabolismului bacterian.

Dupscopul utilizrii:- medii de izolare

o uzuale pentru un numr mare de bacterii;o selective conin substane inhibitorii pentru unele

bacterii favoriznd dezvoltarea prefereniala altora;o de mbogire inhib selectiv flora de asociaie

favoriznd multiplicarea unei specii bacterieneo difereniale conin un substrat pentru anumiteenzime, utilizarea substratului respectiv de ctre bacterie permind identificareabacteriei din culturi primare.

- medii de identificare conin substraturi pentru anumite enzime,indicatori de pH, utilizai la ncadrarea bacteriei ntr-o unitate taxonomic.

- medii de conservare, medii de transport etc.

V.2.2. METABOLISMUL BACTERIANReprezint totalitatea reaciilor biochimice care caracterizeaz cele dou

etape: anabolismul i catabolismul.

A. Anabolismul

Anabolismul este procesul de constituire a moleculelor complexe organicestructurale i funcionale ale celulei bacteriene. Aceste reacii de biosintez suntnsoite de consum de energie i sunt similare la diferite specii bacteriene.

A1. Biosinteza polizaharidelor din compui intermediari rezultai dinglicolizi ciclul Krebs. Polizaharidele au rol plastic i energetic, polimeri de glucoz(amidon, glicogen) stocnd energia pe termen lung.


24/70

24

A2. Biosinteza lipidelor din glicerol (provine dintr-un compus intermediarrezultat n cursul glicolizei) i acizi grai. Grsimile sintetizate de bacterie suntutilizate la sinteza fosfolipidelor membranare, a peretelui celular specific bacteriilorGram negative.

A3. Biosinteza aminoacizilor i a proteinelor este diferit n funcie despecia bacterian. Unele bacterii au echipament enzimatic ce le permite sinteza

tuturor aminoacizilor din intermediari ai catabolismului glucozei (E.coli). Alte bacteriinecesit prezena n mediu a unor aminoacizi preformai. Proteinele bacterienesintetizate sunt proteine structurale, enzime, toxine).

A4. Biosinteza purinelor i pirimidinelor din produi intermediari rezultaidin glicoliz i ciclul Krebs. Purinele i pirimidinele rezultate servesc la sintezaacizilor nucleici.

B. Catabolismul

Catabolismul bacterian este procesul prin care sunt degradai compuiiorganici cu structurcomplexn compui simpli, cu eliberare de energie.

n funcie de cile prin care bacteria obine energia, pe care apoi o conservi

o utilizeazn procesele de biosintez, bacteriile se mpart n (fig.14):a) bacterii fototrofe (photobacterii) folosesc energia luminoas,

triesc la lumin. Sunt bacterii saprofite;b) bacterii chimiotrofe (scotobacterii, bacterii chimiosintetizante)

folosesc energia din procesele de oxido-reducere catalizate enzimatic, triesc lantuneric. Sunt bacterii saprofite i patogene.

Reaciile de oxidoreducere presupun existena unui donor (surse de energie)i a unui acceptor de electroni.

Donorul poate fi o substananorganic(pentru bacterii chimiolitotrofe) sauorganic (pentru bacterii chimioorganotrofe). Bacteriile de interes medical aparinultimei grupe.

B1. Catabolismul hidrailor de carbonCa surse organice de energie sunt utilizate glucoza, aminoacizii, purinele,

pirimidinele, acizii grai. Dintre toate acestea cel mai frecvent este folosit glucozaeliberarea de energie fcndu-se prin douci: respiraia i fermentaia.

Respiraia celularEste procesul cel mai eficient de utilizare al carbohidrailor n care o serie de

molecule sunt oxidate, acceptorul final de electroni fiind o molecul anorganic(fig.12):

- O2 n respiraia aerob;- alt molecul anorganic, nu O2, (ionul nitrat, ionul sulfat)

respiraie anaerob.n procesul de respiraie celular este generat ATP, etapele catabolismuluiglucozei fiind: glicoliza (calea Embden-Meyerhof-Parnas sau ci alternative: caleapentoz-fosfat, calea Entner-Doudoroff), ciclul Krebs i lanul transportului deelectroni.

n cursul respiraiei aerobe a procariotelor rezult38 molecule de ATP: 34 dinlanul transportului de electroni i 4 din glicolizi ciclul Krebs.

n respiraia anaerob cantitatea de ATP format este variabil, ntotdeaunamai micdect n respiraia aerob.


25/70

25

FermentaiaEste procesul de obinere a energiei n care att donorul ct i acceptorul de

electroni este de naturorganic, n absena oxigenului acidul piruvic fiind convertitla unul sau mai muli produi n funcie de specie. Cantitatea de ATP care seformeazeste mic(2 molecule) (fig.13).

Dupmodul de obinere a energiei bacteriile se pot clasifica n:

- strict aerobe folosesc exclusiv respiraia, nu se dezvolt nabsena oxigenului molecular (B. subtilis, B. anthracis, P. aeruginosa, M.tuberculosis, etc.)

- strict anaerobe folosesc exclusiv fermentaia, oxigenul este toxicpentru ele. Neavnd enzimele respiratorii (catalaz, peroxidaz etc.) se formeazperoxid de hidrogen care este toxic (genul Clostridium)

- aerobe - facultativ anaerobe pot obine energia att pe caleoxidativct i fermentativ(E. coli, Staphylococcus, etc.);

- aerotolerante au metabolism fermentativ dar rmn viabile nprezena oxigenului;

- microaerofile cresc numai n prezena unor cantiti reduse deoxigen (spirochetele);

B2. Catabolismul lipidic i proteicProducerea de energie din glicerol, acizi grai sau aminoacizi se face tot prin

ciclul Krebs.C. Factorii de mediu care influeneazmetabolismul bacteriilor

C1. pH-ul majoritatea bacteriilor cultivla pH aproximativ neutru (7,2 7,4),condiiile de pH fiind oferite de mediul de culturcare pentru a neutraliza produii demetabolism acizi conine fosfai, peptone, aminoacizi etc. Exist bacterii acidofilecare cultiv la pH acid (Lactobacillus) i bacterii bazofile care necesitun pH bazic(Vibrio cholerae).

C2. presiunea osmotic este satisfcut de mediul de cultur. Bacteriilepatogene necesit o presiune identic cu cea din organismul uman. n mediilehipotone cantitatea de ap care ptrunde n celul este controlat de peretelebacterian. n mediile hipertone bacteria este supus plasmolizei. Bacteriile frperete bacterian sau cu perete deficitar sufer la orice modificare a presiuniiosmotice.

C3. temperatura majoritatea bacteriilor patogene pentru om cultivla 37C.n funcie de temperatura optimde dezvoltare bacteriile pot fi:

o psihrofile temperatura de 0 20C;o mezofile - temperatura de 25 45C;o termofile - temperatura de 50 70C.

C4. atmosfera n funcie de metabolismul bacterian se asigur prezenaoxigenului, absena oxigenului sau prezena diferitelor gaze inerte care favorizeaz

dezvoltarea speciei respective.V.2.3. CRETEREA I MULTIPLICAREA BACTERIILOR

n urma nutriiei bacteriilor i a activitilor lor de metabolism are loc cretereacelulei bacteriene ca mrime i ca mas. ntruct creterea volumului celularraportat la creterea suprafeei este mai mare la un moment dat se ajunge la unpunct critic ce impune restabilirea echilibrului optim ntre cele dou variabile. Acestlucru se realizeazprin diviziune binar, mecanismul de nmulire pentru majoritatea


26/70

26

bacteriilor. nmugurirea sau ramificarea este caracteristicunui numr foarte mic despecii bacteriene.

Pentru cbacteriile sunt prea mici creterea este studiatla nivel de populaiebacteriani nu la nivel de celul. Prin urmare cnd vorbim de creterea bacterianfacem referire la creterea numrului de celule ntr-o populaie bacterian i nu lamrimea celulei bacteriene.

Pentru a vorbi despre creterea i multiplicarea bacterian folosimurmtoarele noiuni:- timp de generaie: timpul necesar dublrii populaiei bacteriene,

acesta fiind n medie 20 30 minute;- rata de cretere: numrul de generaii n unitatea de timp;- colonia bacterian: totalitatea bacteriilor rezultate din multiplicarea

unei singure celule bacteriene;- cultura bacterian: totalitatea coloniilor de pe suprafaa mediului

solid;o cultura mixt: formatdin mai multe tipuri de colonii (mai multe specii

bacteriene);o cultura pur:formatdintr-un singur tip de colonie (un singur germen).

- inocularea: depunerea unui produs biologic n cultura de celule, noul de ginembrionat, animale de laborator

- nsmnare: depunerea unui produs biologic pe / n mediu decultur.

Creterea bacterianeste studiatpe medii de culturoptime pentru fiecarespecie n parte. n medii lichide celulele bacteriene sunt dispersate determinndmodificri ale aspectului mediului: tulburare uniform, inel aderent de pereteleflaconului, pelicul la suprafaa mediului sau depozit. Pe medii de cultur solidemultiplicarea unei celule bacteriene formeazcolonia vizibilcu ochiul liber dup18 24 de ore de la depunerea germenului pe mediu. O colonie bacterian provinedintr-o celul bacterian sau din bacterii ataate (uniti formatoare de colonii =UFC). n funcie de dimensiuni, contur, consisten, transparen, aspectulsuprafeei, pigment, aderena la mediu etc. coloniile bacteriene pot fi:

- colonii tip S(smooth) rotunde, bombate, suprafaneted, lucioase,margini circulare, suspensioneaz omogen n ser fiziologic, produc tulburare nmediul lichid, caracteristice bacteriilor patogene;

- colonii tip R (rough) margini neregulate, plate, suprafaa rugoas,uscat, aderente de mediu, aglutineaz spontan n ser fiziologic, n mediul lichidproduc depozit cu supernatant clar, sunt caracteristice pentru germeni degradai, cumodificri antigenice, de virulen. Exist trei specii bacteriene care fac excepie,crescnd sub forma de colonii R pentru tulpini patogene: Mycobacteriumtuberculosis; Corynebacterium diphtheriae; Bacillus anthracis;

- colonii M (mucoid) foarte mari, lucioase, suprafaa neted, aspect

uleios, caracteristice pentru bacterii cu capsul;- colonii untoase rotunde, bombate, margini regulate, suprafaaneted, mate, consisten pstoas (cremoas), uneori pigmentate, caracteristicepentru levuri;

- colonii pufoase: reea de filamente (hife) aeriene, caracteristicefungilor filamentoi.

- fenomen de crare (invazie, migrare, roire): creterea se exprimprintr-unstrat continuu, sub forma unor valuri succesive; fenomen caracteristic pentru Proteus spp.


27/70

27

glucoz

glicolizATP

CO2

Ciclul

KrebsCO2ATP

lanul transferului

de electroni ATP

H2O

Fig. 11.

Catabolismul glucozei prin

procesul de respiraie

DupCono R.J, Colom J.S.

glucoz

Acid piruvic

glicoliz

fermentaie

Clostridium Enterobacter Lactobacillus PropionibacteriumEscherichia

acid butiric+

butamol

+izopropanol

+aceton

+

CO2

etanol+

acid lactic

+acid formic

+butandiol

+

acetoin+

CO2

+H2

etanol+

acid lactic

+acid acetic

+acid succinic

+

CO2+

H2

acid lactic acid propionic+

acid acetic

+CO2

+H2

Fig. 12. Catabolismul glucozei prin fermentaieDupCono R.J, Colom J.S.


28/70

28

Fig. 13. Clasificarea bacteriilor pe baza caracterelor de metabolism

------

V.2.4. DINAMICA MULTIPLICRII BACTERIILOR

nsmnate n mediu adecvat, incubate la 37C, urm rite din or n orbacteriile vor urma 4 faze caracteristice ale multiplicrii populaiei bacteriene:

a) Faza de laten (faza de lag): reprezint perioada de adaptare abacteriilor la condiiile de mediu, perioad n care numrul germenilor rmnenemodificat sau scade. Bacteriile au un metabolism activ de sintez al enzimelorceea ce face ca celula bacterianscreascn dimensiuni. n aceastfazbacteriaeste foarte sensibilla ageni antibacterieni. Durata acestei faze este de aproximativ2 ore, cuprins ntre momentul nsmnrii mediului i momentul n care bacteriancepe sse multiplice.

b) Faza de cretere logaritmic (faza exponenial): celulele bacterienencep s se divid permanent, ritmic. Timpul de generaie n aceast faz estecaracteristic pentru o anumit specie: 10 minute pentru V. cholerae, 20-30 minutepentru majoritatea bacteriilor patogene, 18 14 ore pentru M. tuberculosis. Numrulbacteriilor crete n progresie geometric. Bacteriile aflate n faz exponenial autoate caracteristicile speciei: afinitate tinctorial, proprieti biochimice i de

Bacterii

Sursa de energie

Reacii de oxido-reducere Lumin

FototrofeChimiotrofe

Sursa de carbon Sursa de carbon

Compui organici CO2 Compui organici CO2

chimiohetero trofe chimioautot rofe fotoheterotro fe fotoautotro fe

Acceptor final de electroni

O2 Non-O2

Respiraie aerob Compui

anor aniciCompui organici

Respiraie anaerobFermentaie


29/70

29

metabolism, structura antigenic, virulena i toxigeneza sunt tipice specieirespective. Sunt sensibile la aciunea agenilor antibacterieni. Este etapa optimpentru studierea bacteriilor sau pentru recoltarea lor n vederea preparrii devaccinuri i pentru testarea sensibilitii la antibiotice. Durata fazei este de 8-12 ore.

c) Faza staionar (faza de concentraie "M"):mediul de viadevine maipuin favorabil prin consumul substanelor nutritive, acumularea de metabolii toxici.

Numrul bacteriilor vii rmne constant prin:- persistena bacteriilor vii, absena multiplicrii datorit epuizrii unuinutrient din mediu (factor limitant al creterii);

- echilibru ntre bacteriile care mor i cele care iau natere prin diviziunedatoritacumulrii de catabolii toxici i a pH-ului mediului.

Bacteriile au morfologia caracteristic speciei dar sunt mai puin sensibile laaciunea agenilor antibacterieni. n aceast faz realizm identificarea germenilor.La speciile sporogene ncepe formarea sporilor. Durata acestei faze variazn raportcu specia i condiiile de cultur, de la o or la cteva zile, pentru unele bacteriipoate dura cteva sptmni.

c) Faza de declin: substratul nutritiv srcete, metaboliii toxicisunt n cantitate mare ceea ce face ca bacteriile moarte s depeasc progresiv

numrul celor vii, pn la autosterilizarea culturii. n aceast fazbacteriile prezintmodificri morfo-tinctoriale, ale caracterelor biochimice i de metabolism, de viruleni toxigenez. Apar forme de involuie. La bacteriile sporulate fenomenul desporogenez devine foarte intens. Durata fazei depinde de specia microbian (N.gonorrhoeae 2-3 zile, la M. tuberculosis 2-3 sptmni).

Cultivarea bacteriilor are ca scop:- identificarea agentului etiologic al unei infecii pentru identificarea

bacteriilor se folosesc culturi n faza staionar, n vrstde 18 -24 de ore;- determinarea farmacorezistenei microorganismelor izolate ca inocul

se folosesc culturi n medii lichide, aflate n faz logaritmic, dup 4 6 ore deincubare, nsmnate pe medii solide nutritive adecvate;

- preparare de seruri i vaccinuri, pentru obinerea unor produse demetabolism bacterian (vitamine, antibiotice etc) - se folosesc culturi continue: culturabacterianse menine n fazexponenialn permanenprin adugarea de mediuproaspt culturii, n vase speciale, turbidistat sau chemostat.

Fig. 14. Curba multiplicrii bacteriilor n culturdiscontinu

legend: 1 faza de laten; 2 faza exponenial; 3 faza staionar; 4 faza dedeclin

1

2

3

4

Punct deautosterilizare


30/70

30

Capitolul VI

ACIUNEA AGENILOR FIZICI, CHIMICI I BIOLOGICIASUPRA BACTERIILOR

VI.1. DEFINIIISeptic infectat, contaminat cu germeni patogeni.Aseptic (steril) lipsit de microbi patogeni sau nepatogeni.

Asepsie ansamblul de metode prin care se evitcontaminarea unui substrat steril.Sterilizare distrugerea sau ndeprtarea oricror forme de via, a tuturormicroorganismelor patogene sau nepatogene, forme vegetative sau sporulate de peo suprafasau dintr-un substrat nensufleit.Dezinfecie distrugerea formelor vegetative microbiene (mai rar a celor sporulate)din sau de pe suprafaa unor substraturi nensufleite, cu ajutorul dezinfectantelor.Dezinfectant substanchimic, toxicpentru esuturi vii, cu aciune microbicid,ireversibil.Antisepsie distrugerea sau ndeprtarea temporar a formelor vegetativemicrobiene de pe substraturi vii (mucoase, tegumente, plgi), cu ajutorulantisepticelor.Antiseptic substanchimic, netoxicpentru esuturile vii, cu aciune reversibil,

bacteriostaticasupra microorganismelor.Prezervare prevenirea multiplicrii unor microorganisme n produse farmaceutice,vaccinuri, alimente etc.

VI.2. EFECTE ANTIMICROBIENE ALE FACTORILOR FIZICI, CHIMICI,BIOLOGICI

Prin efectele pe care le au asupra microorganismelor agenii fizici, chimici ibiologici au o foarte mare importan n controlul infeciei, fiind utilizai n sterilizare,dezinfecie, antisepsie, prezervare. Efectele antibacteriene se pot traduce prin:

- efect microbicid fenomen ireversibil, de omorre a microorganismului

(bactericid, virulicid, fungicid, sporicid);- efect microbistatic fenomen reversibil, de inhibare temporar amultiplicrii (bacteriostatic, fungistatic).

VI.3. FACTORI CARE INFLUENEAZ EFECTUL ANTIMICROBIANAL FACTORILOR FIZICI, CHIMICI, BIOLOGICI

Agenii antimicrobieni i exercit aciunea dependent de intervenia unorfactori externi:


31/70

31

VI.3.1. concentraia microorganismelor la aceeai intensitate a agentuluiantimicrobian, timpul de omorre crete proporional cu concentraia demicroorganisme asupra creia se acioneaz;

VI.3.2. gradul de rezistenal microorganismelor diferitele specii prezintgrade diferite de susceptibilitate la aciunea agenilor antibacterieni, chiar n cadrulaceleiai specii existnd uneori diferene individuale de sensibilitate. De la cele mai

rezistente la cele mai puin rezistente putem enumera, n ordine: sporii bacterieni,micobacteriile, virusurile frnveliextern, bacteriile Gram negative, fungii, bacteriileGram pozitive, virusurile cu nveliextern.

VI.3.3. intensitatea agentului antibacterian cu ct intensitatea agentuluiantibacterian (concentraia, presiunea, temperatura ridicat, etc) este mai mareproporional timpul de aciune eficiental agentului antimicrobian este mai mic.

VI.3.4. influena mediului substanele organice, turbiditatea mediului,duritatea apei, pH-ul mediului etc pot influena n sens pozitiv sau negativ aciuneaunui agent antibacterian.

VI.4. AGENI FIZICIVI.4.1. CLDURA

VI.4.1. 1. definiiio temperatura optim temperatura la care o specie bacterian

atinge cel mai nalt grad de multiplicare;o temperatura minim de dezvoltare temperatura cea mai

sczutla care microorganismul se mai multiplic;o temperatura maxim de dezvoltare - temperatura cea mai

ridicatla care microorganismul se mai multiplic;n funcie de temperatura de dezvoltare bacteriile se mpart n:

- termofile temperaturoptim50 60C; unele se dezvolt i la 95C;nu sunt patogene;

- mezofile - temperatur optim 30 37C; majoritatea bacteriilor; flora

saprofiti patogena omului;- psichrofile - temperaturoptim20C; unele se dezvolt i la 0C.

VI.4.1. 2. cldura umed este utilizat, n raport cu valoareatemperaturii realizate, n dezinfecie sau n sterilizare. Are ca mecanism de aciunecoagularea proteinelor i degradarea enzimelor.

VI.4.1. 2. 1. temperaturi sub 100C sunt aplicate pentru formelevegetative ale bacteriilor mezofile i psichrofile aflate n soluii apoase. Ca metode deaplicare amintim:

o pasteurizarea expunere termic+ refrigerare imediat;o tindalizarea este sterilizare fracionat n care produsele sunt

meinute succesiv la 50 -100C i apoi la temperatura camerei (timp de 3-4 zile);o dezinfecia prin vapori flueni de ap n vasul Koch sauautoclav cu robinetul de vapori deschis.VI.4.1. 2. 2. temperatura de 100C realizeaz doar dezinfecie, fiind

utilizat la decontaminarea apei, alimentelor, lenjeriei, instrumentarului etc. Sefolosesc fierbtoare nclzite electric sau la flacr.

VI.4.1. 2. 3. temperatura de peste 100C este tem peratura la carese realizeaz sterilizarea. Se folosesc autoclave care folosesc vapori de ap subpresiune: 0,5 atm - 115C; 1 atm - 121C; 2 atm - 1 34C.


32/70

32

VI.4.1. 3. cldura uscat are ca mecanism de aciune oxidarea saucarbonizarea structurilor bacteriene. Se aplicsub formde:

VI.4.1.3.1. flambare metodde completare a sterilitii, metoddeasepsie;

VI.4.1.3.2. nclzire la incandescen pentru ansa sau acul deplatin;

VI.4.1.3.3. incinerare pentru materiale contaminate, reziduuri,animale;VI.4.1.3.4. sterilizare cu aer supranclzit se realizeaz n cuptorul

Pasteur (Poupinel; etuv) la 180C timp de 1 or , sau la 160C timp de 2 ore.

VI.4.2. FRIGULVI.4.2.1. refrigerarea temperaturi de 0 7au efect bacteriostatic

asupra majoritii microorganismelor; unele bacterii mor (Neisseria meningitidis,N.gonorhoeae, Haemophilus influenzae) altele se pot multiplica.

VI.4.2.2. congelarea daceste fcutlent, la temperaturi de (-20C)favorizeaz formarea cristalelor de ap care lezeaz membrana citoplasmatic acelulei bacteriene care va fi distrus(efect microbicid). Congelarea rapidla (-80C)

n bulion glicerinat duce la solidificarea amorfa apei intracelulare ceea ce face cacelula microbiansrmnn via.

VI.4.2.3. ocul rece unele bacterii pot fi distruse prin scdereabrusca temperaturii, de la 45C la 15C.

VI.4. 3. PRESIUNEA OSMOTICn medii hipotone are loc acumularea apei n celula bacterian care devine

turgescent, peretele bacterian sprgndu-se. n mediul hiperton bacteria pierde ap(plasmoliza), fenomen cu efecte letale asupra bacteriei.

VI.4. 4. RADIAIILEVI.4.1. radiaii neionizante radiaiile UV au efect microbicid, dar au

putere de penetrabilitate mic. Se pot folosi la dezinfecia aerului n ncperi, dinboxele de lucru sau la dezinfecia suprafeelor n laboratorul de microbiologie, ca ometodcomplementarmsurilor de curenie i dezinfecie chimic.

VI.4.2. radiaii ionizante corpusculare (, ) i electromagnetice (, X)au efect microbicid, au mare putere de penetrare. Ionizarea compuilor celulari prinexpulzarea electronilor cauzeaz moartea microorganismelor. Aceast metod desterilizare se utilizeaz pentru medicamente, instrumentar confecionat din materialdegradabil termic. Ca surse de radiaii gama sunt folosite cobaltul 60 sau cesiul 137.

VI.4. 5. DESICAREARezistena bacteriilor la desicaie este variabil. Sporii bacterieni, sporii

fungici, chisturile protozoarelor rezist timp ndelungat la uscciune n timp ceformele vegetative se distrug n cteva ore. Rezistena formelor vegetative ladesicaie crete n produsul patologic (materii fecale, sput, puroi), la temperaturisczute, n mediu proteic etc.

Asocierea a 2 factori fizici (frigul i desicaia) a dat natere unei metode depstrare timp ndelungat a microorganismelor liofilizarea. Metoda const ncongelarea rapid a suspensiei microbiene ntr-un mediu protector urmat deuscarea rapidn vid i nfiolarea produsului obinut.


33/70

33

VI.4. 6. ULTRASUNETELEAu aciune microbicidprin aciune mecanic, sprgnd peretele celular acele

sunete care ating 16.000 cicli/sec. Utiliznd ultrasunete de diferite frecvene s-auputut obine unii constitueni ai celulei bacteriene.

VI.4.7. FILTRAREA

Prin procesul de trecere a unui lichid sau gaz printr-un material poros, pot fireinute, mecanic sau electrostatic, cele mai multe dintre bacterii dac dimensiuneaporilor este de aproximativ 0,22 m. Filtrele cu dimensiunea porilor de 0,01 m potreine i virusurile mici aceste filtre avnd n mod real rol sterilizant al materialuluifiltrat. Este o metodse sterilizare la rece aplicatsoluiilor denaturabile termic.

VI.4. 8. LASERULLaserul (light amplification by stimulated emission of radiation) are efect

microbicid instantaneu.

VI.5. AGENI CHIMICIPe lng

substan

ele chimice necesare dezvolt

rii

i multiplic

rii bacteriene,

existo serie de alte substane chimice cu efect bacteriostatic sau bactericid. Acestesubstane sunt antibiotice, chimioterapice, antiseptice, dezinfectante.

VI.5.1. antiseptice i dezinfectanteAntisepticele i dezinfectantele sunt substane cu aciune antimicrobian

neselectiv, alternd deopotriv structuri i funcii comune microorganismelor imacroorganismului.

Antisepticele pot fi utilizate pe tegumente i mucoase, dezinfectantele numaipe suprafee i structuri inerte. Aceeai substanchimic, n raport cu concentraia,poate fi antiseptic sau dezinfectant.

n funcie de mecanismul de aciune antisepticele i dezinfectantele seclasificn substane care:

a. denatureazproteinele (efect bactericid): acizi, baze, alcooli;b. oxideaz gruprile chimice libere ale enzimelor: hipermanganatde potasiu, peroxid de hidrogen, halogenii i derivaii lor;

c. blocheazgruprile chimice libere ale enzimelor: sruri ale unor metale grele mercurocrom, azotat de Ag ageni alchilani glutaraldehida, formaldehida, oxid de

etilend. lezeazmembranele celulare:

derivai fenolici crezoli, hexaclorofen biguanide clorhexidina detergeni

anionici spunuri, perlan etc. cationici compui cuaternari de amoniu

e. altereazacizii nucleici: derivai de acridin- rivanol colorani bazici violet de genian, albastru de metil,

fucsinbazicetc.

n funcie de aciunea antimicrobian pe care o au vorbim despre efectantimicrobian:


34/70

34

a. de nivel nalt substane care distrug toate microorganismele cuexcepia unui numr redus de spori bacterieni, cu condiia timpului de contact de celpuin 20 de minute peroxid de hidrogen stabilizat (6%), acid peracetic, hipoclorit desodiu (5%, 25%), glutaraldehida (2%), cloramina B (2%);

b. de nivel mediu substane care distrug virusuri, fungi, formelevegetative bacteriene (inclusiv Mycobacterium tuberculosis) dar nu distrug endosporii

bacterieni i unele virusuri fr nveli extern (rhinovirus, enterovirus). Timpul decontact este de 10 minute: fenoli, iodofori, alcooli, compui pe bazde clor etc;c. de nivel sczut substane care distrug majoritatea formelor

vegetative bacteriene, unele virusuri, unii fungi dar nu distrug M.tuberculosis,endosporii bacterieni i virusurile nude. Timpul de contact este de 10 minute:clorhexidina, compui cuaternari de amoniu.

Aciunea antimicrobian a antisepticului sau dezinfectantului depinde deconcentraie, de timpul de contact i de prezena substanelor organice

VI.5.2. ageni sterilizaniSunt substane chimice, cu bunpenetrabilitate, care n incinte nchise etan,

n anumite concentraii, ntr-un timp de contact bine stabilit, n condiii stricte de

temperatur i umiditate au aciune microbicid. Se folosesc glutaraldehida 2%,acidul peracetic, peroxidul de hidrogen stabilizat 6%. Atunci cnd nu existalt mijlocde sterilizare adecvat se folosete oxidul de etilen. Acest mijloc de sterilizare estedelicat, orice eroare de procedur ducnd fie la sterilizare ineficient fie laaccidentarea personalului care o realizeaz sau a pacientului la care se utilizeazmaterialul astfel sterilizat.

VI.5.3. ageni prezervaniSunt substane chimice cu aciune bacteriostatic sau bactericid asupra

microorganismelor implicate n alterarea unor produse. Se folosesc pentruconservarea alimentelor, medicamentelor, serurilor, vaccinurilor etc, n concetraiileuzuale nefiind toxice pentru macroorganism: acid salicilic, acid benzoic, meriolat desodiu etc.

VI.5.4. antibiotice i chimioterapiceSunt substane cu efect bactericid sau bacteriostatic, cu toxicitate selectiv,

obinute prin biosintez microbian (antibioticele) sau prin sintez chimic(chimioterapicele).

VI.5.4.1. clasificareAntibioticele i chimioterapicele pot fi clasificate n raport cu multe criterii:

a. dupmodul de obinere se folosea termenul de antibiotic pentrusubstanele obinute prin biosintezmicrobiani chimioterapic pentru cele obinute

prin sintez chimic. Astzi aceast grani a fost depit aproape toateantimicrobienele fiind obinute, mai economic, sau mbuntite prin sintezchimic.Este corect s se utilizeze termenul de antibiotic pentru toi agenii antimicrobieniutilizai n terapie indiferent de modul lor de obinere, evitnd astfel i confuzia creatde termenul de chimioterapic care desemneazproduse utilizate n tratamentul unorafeciuni neoplazice.

b. dup categoria de microorganisme asupra crora acioneaz existantibiotice antibacteriene, antivirale, antifungice, antiparazitare.

c. dupstructura chimic


35/70

35

d. dupefectul lord1. bacteriostatic oprete multiplicarea bacterian tetracicline,

cloramfenicol, eritromicina, sulfamide etc;d2. bactericid distruge bacteriile: peniciline, cefalosporine, aminoglicozide,

etc.e. dupmecanismul de aciune

e1. inhibsinteza peretelui bacterian: antibiotice beta-lactamice, glicopeptide,izoniazida, etc; au efect bactericid;e2. afecteaz funciile membranei citoplasmatice: polimixine, colistina,

nistatina, amfotericina B; au efect bactericid;e3. perturbsinteza proteinelor celulare la nivelul ribozomilor: aminoglicozide,

tetracicline, macrolide, licosamide, acid fusidic, mupirocin etc;e4. blocheaz sinteza acizilor nucleici: chinolone, rifampicina, metronidazol,

sulfamide, trimetoprim, chinolone etc.f. dupspectrul de aciune

f1. cu spectru ngust:o de tip penicilinic: active pe bacili Gram pozitivi, coci Gram pozitivi

i negativi (peniciline, macrolide, lincosanide etc);o de tip streptomicinic: active pe bacili Gram negativi, coci Gram

pozitivi i negativi (aminoglicozide, polimixine etc.);f2. cu spectru larg: active pe bacili Gram pozitivi i negativi, coci Gram pozitivi

i negativi, spirochete, leptospire, chlamydii, mycoplasme etc (cloramfenicol,tetracicline).

VI.5.4.2. rezistena microbianla antibioticeEste capacitatea microorganismelor de a supravieui i a se multiplica n

prezena antibioticului. Rezistena poate fi naturalsau dobndit.

VI.5.4.2.1. Rezistena natural fa de un antibiotic este prezent la toimembrii unei specii bacteriene, este determinatgenetic.

VI.5.4.2.2. Rezistena dobnditfade un antibiotic este achiziionatde osubpopulaie a unei specii n anumite circumstane. Mecanismele implicate suntmultiple:

scderea permeabilitii peretelui sau membranei citoplasmaticepentru antibiotic;

producerea de ctre bacterie a unei enzime care inactiveazantibioticul (penicilinaza, codificatplasmidic);

amplificarea sintezei de acid paraaminobenzoic care anuleazprin diluare aciunea sulfamidelor etc.

Rezistena dobnditpoate fi

a. cromozomial: apare n urma unei mutaii spontane rezultnd tulpinirezistente numai la un anumit antibiotic sau familie de antibiotice. Mutaiacromozomial afecteaz locusul ce controleaz sensibilitatea bacteriei fa de unantibiotic, este definitiv i se transmite vertical descendenilor tulpinii respective.Administrarea antibioticului respectiv va distruge populaia sensibil selectndmutanii rezisteni care vor deveni populaie dominant.

b. extracromozomial: este cea mai frecvent (90% din cazurile derezisten), realizndu-se prin plasmide, material plasmidic sau transpozoni.


36/70

36

Materialul genetic se transmite orizontal la toi membrii populaiei bacteriene printransducie, transformare, conjugare, transpoziie.

c. monovalent germenii sunt rezisteni fade un singur antibiotic;d. plurivalent rezistena la mai multe antibiotice, concomitent;e. manifestatdirect leago anumitbacterie de un singur antibiotic;f. manifestat ncruciat rezistena unei bacterii fa de mai multe

antibiotice cu structursau cu mecanism de aciune asemntor;g. dupritmul de instalare rapid (monostadial) de tip streptomicinic intermediar de tip eritromicinic lent (pluristadial) de tip penicilinic foarte lent de tip vancomicin.

VI.6. AGENI BIOLOGICI

VI.6.1. LANTIBIOTICE

Sunt polipeptide policiclice cu aciune antimicrobian, plasate ntre antibioticei bacteriocine. Sunt sintetizate de bacterii gram pozitive: Staphylococcus,Streptococcus, Streptomyces, Bacillus i au spectru de activitate nalt specific fadeunele bacterii Gram pozitive.

Au fost descrise doucategorii de lantibiotice:

lantibiotice tip A:Sub comanda unor gene localizate cromozomal sau plasmidic, sunt sintetizate

la nivel ribozomal ca proteine precursoare inactive care, prin modificri enzimaticesunt transformate n peptide active. Sunt produse de stafilococi, bacili Gram negativii lactococi, cele mai cunoscute lantibiotice fiind nisina (gene pe cromozomul celuleibacteriene), subtilina, epidermina (gene pe plasmidul pTu32), gallidermina (produs

de Staphylococcus gallinarum cu plasmid Tu3928) . Nu se cunoate cu exactitatemodul de aciune al lantibioticelor.Nisina are aciune inhibant asupra unor germeni Gram pozitivi

(Staphylococcus, Streptococcus, Bacillus, Clostridium, Listeria) i inhib sporulareagermenilor din genul Bacillus i Clostridium, avnd aciune maximla pH sub 5,5. Nuare aciune asupra bacteriilor Gram negative, asupra fungilor i levurilor. Epiderminaprodus de Staphylococcus epidermidis are aciune antimicrobian fa demicroorganisme patogene pentru piele: Streptococcus, Staphylococcus,Propionibacterium acnes.

Sunt utilizate n industria alimentari n medicin:- nisina

conservant pentru vegetale, brnzeturi, carne, pete, buturi

alcoolice, vin etc.; component al preparatelor cosmetice; agent terapeutic cu aplicare local n infecii bacteriene n

medicina veterinar.- epidermina

tratament n cazurile de acnee juvenili eczeme la om- gallidermina

n tratamentul foliculitelor, al impetogo-ului.


37/70

37

lantibiotice tip BCea mai cunoscut este lanthiopeptina care are aciune antiviral fa de

Herpes simplex virus.

VI.6.2. BACTERIOCINE

Sunt substane de natur proteic produse de unele tulpini bacteriene, cuefect bactericid fade tulpini din aceeai specie sau din specii nrudite. Se ataeazde peretele celular al bacteriilor sensibile i inhib unul sau mai multe proceseeseniale cum ar fi replicarea, transcripia, translaia sau etape ale metabolismuluienergetic.

Producerea de bacteriocine este un mecanism prin care bacteriile cealctuiesc flora normal a unei nie ecologice fac fa competiiei fa de aceeainutrieni. Tulpinile

Documents

Bacteriologie generala