02_cursul 2_Fiziologie_Cultivare.pdf

7/21/2019 02_cursul 2_Fiziologie_Cultivare.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/02cursul-2fiziologiecultivarepdf 1/56

Astăzi și nu doar astăzi ...



”Această hartă este, fără îndoială, cea mai importantă și maiimpresionantă hartă întocmită vreodată de omenire.”

”Astăzi, învățăm limba în care Dumnezeu a creat viața. Suntem cu atât mai copleșiți de uimire și venerație în fațacomplexității, a frumuseții și a minunii darului celui mai sfântși dumnezeiesc al Lui Dumnezeu.”

”Este o zi fericită pentru întreaga lume. Încerc un sentimentde umilință și uimire la gândul că am fost primii care auaruncat o privire asupra propriului nostru manual de

instrucțiuni, știut până acum numai de Dumnezeu.”

Proiectul Genomului Uman

Limbajul Lui DumnezeuFrancis S. Collins



Fiziologia bacteriană

• Constituţia chimică a bacteriilor

• Metabolismul bacterian

• Căi metabolice

• Căi biosintetice particulare




1. Constituţia chimică a bacteriilor • Apa

• Substanţele minerale

• Glucidele

• Proteinele

• Lipidele

• Pigmenţii

• Enzimele

• Substanţe cu acţiune antibiotică

• Vitaminele bacteriene

• Factorii de creştere




f. Pigmenţii – pigmentogeneza

• Poate reprezenta un criteriu de identificare

ex. pentru Pseudomonas aerugino sa sau

pentru Staphy loco ccus aureus

• După localizarea pigmentului, bacteriile pot fi:

- cromofore (pigmentul este legat încitoplasmă)

- paracromofore (pigmentul este prezent înperete sau în stratul mucos, ex. la S. aureu s )

- cromopare (pigmentul este difuzibil înmediu, ex. la P. aerug inos a )




h. Substanţele cu acţiune antibiotică

• plasmida “col” codifică proprietatea unorbacterii de a elabora bacteriocine (de ex.

colicinele elaborate de E. co li )

• unele bacterii din genul Baci l lus produc

antibiotice polipeptidice

- B. lichenifo rm is produce bacitracina

- B. brevis gramicina

- B. polym yxa polimixina




j. Factorii de creştere

• metaboliţi esenţiali pe care bacteria nu-i poate

sintetiza

• substanţe care trebuie incluse în mediul deculturăex. factorii X şi V pentru Haemophi lus in f luenzae

• situaţie particulară - Mycobacter ium leprae




2. Metabolismul bacterian

• Nutriţia bacteriană

• Respiraţia bacteriană




a1. Nutriţia bacteriană

Nutriţia bacteriană = suma proceselor metabolice careconcură la producerea de materiale convertibile înenergie şi în diferite componente celulare.

Nutrienţii sunt substanţe ale căror soluţii pot traversamembrana citoplasmatică pentru a fi antrenaţi înreacţiile metabolice care asigură creşterea şimultiplicarea celulară.





În raport cu sursa de energie, bacteriile se împart în:

- bacterii care folosesc energie luminoasă şi trăiesc la

lumină (fotobacterii) şi

- bacterii care îşi procură energia prin procese deoxidoreducere catalizate enzimatic şi trăiesc la întuneric (scotobacterii, chimiosintetizante).





În raport cu sursele folosite ca material de sinteză înambele diviziuni se diferenţiază:

- bacterii autotrofe, capabile să-şi sintetizeze toţicompuşii organici din materie anorganică;

- bacterii heterotrofe, dependente de prezenţa unorcompuşi organici.





Nutriţia principalelor bacterii studiate

Majoritatea bacteriilor comensale, condiţionatpatogene sau patogene importante pentru om,

sunt - chimiosintetizante, heterotrofe

Există şi bacteriile paratrofe, a căror energietrebuie oferită de gazdă. Sunt bacterii parazite

localizate strict intracelular (ex. genurileRickettsi ia şi Chlamydia ).




b1. Respiraţia bacteriană

Respiraţia reprezintă suma reacţiilor biochimice aerobe

sau anaerobe producătoare de energie.

În funcţie de natura acceptorului final, respiraţia poate fi:aerobă sau anaerobă.





Tipul respirator

În raport cu utilizarea proceselor pentru obţinerea

energiei şi de relaţia cu oxigenul din mediu, bacteriilese pot grupa în 4 “tipuri respiratorii” principale:

• strict aerob

• strict anaerob

• aerob facultativ anaerob

• anaerob microaerofil





Tipul respirator

• Strict aerob, atunci când bacteriile (ex. Bordetel laper tuss is ) se dezvoltă numai în prezenţa unei presiunicrescute a O2, care este folosit ca acceptor final

unic.

• Aceste bacterii posedă catalază, peroxidază,

citocromi (de exemplu catalaza desface H2O2 toxicpentru celula bacteriană) şi utilizează numai procesede respiraţie.





Tipul respirator

• Strict anaerob, atunci când bacteriile (ex.Clostr id ium spp. , Fusob acter ium etc) cresc numai înabsenţa O2.

• Nu pot supravieţui în prezenţa O2, care nefiind redus

are o acţiune bactericidă. Nu au catalază, peroxidază.

• Aceste bacterii folosesc pentru obţinerea energieinumai procese de fermentaţie.





Tipul respirator

• Aerob facultativ anaerob, atunci când bacteriile (E.col i , S. aureu s , S. pyo genes etc) se dezvoltă mai bine în mediile cu oxigen, prin procese de respiraţie, darpot prezenta ambele tipuri respiratorii.

• În acest tip se încadrează majoritatea bacteriilorstudiate.

• Anaerob microaerofil, atunci când bacteriile (ex.

Campylobacter ) tolerează mici cantităţi de O2.




3. Căi metabolice

• Metabolismul glucidic

• Metabolismul lipidic

• Metabolismul proteic




4. Căi biosintetice particulare

• Formarea structurilor precursorilor biosintetici

• Sinteza peptidoglicanului

• Sinteza LPZ • Sinteza capsulei extracelulare

• Sinteza substanţelor de rezervă



U idil f f t UMP



Uridil mono-fosfat UMP

UTP

UDP N-AGln

N-A-Gln-1P

UDP NAGln - piruvat enol eter

UDP NAGln lactic acid eter

(UDP Acid NAM)

UDP - ANAM - L-Ala

UDP - ANAM - L-Ala D-Gln L-Lis

UDP - ANAM - pentapeptid

FEP

+ 2H

L-Ala

D-Gln

L-Lis

D-Ala - D-Ala D-Ala L-Ala

FOSFONOMICINA

CICLOSERINA



UDP - ANAM - pentapeptid

BP-P-P - ANAM - pentapeptid

BP-P-P - ANAM - NAGln - pentapeptid

BP-P-P – ANAM - NAGln - pentapeptid - pentaglicină

Peptidoglican - ANAM - NAGln - pentapeptid - pentaglicină

Peptidoglican - ANAM - NAGln

– pentapeptid

– pentaglicină

BP-P

UDP-NAGln

Glicil-ARNt

PeptidoglicanBP-P-P

Pi

BACITRACINA

VANCOMICINA

PENICILINA

PENICILINA



Cultivarea bacteriană

Definiţii

• Populaţia = o multitudine de indivizi ai unei specii

care habitează într -un anumit biotop.

• Clona = populaţia care rezultă dintr -o singură celulăprin înmulţire vegetativă.

• Tulpina = populaţia microbiană alcătuită dindescendenţii unei singure izolări în cultură pură.




• Creşterea oricărui organism are loc prin sinteza denoi molecule.

• Deoarece creşterea volumului celular raportată lacreşterea suprafeţei este mai mare, în cursul creşterii

se ajunge la un punct critic.

• Multiplicarea celulară este o consecinţă a creşterii.Se restabileşte raportul optim dintre volumul şisuprafaţa celulei.

• Multiplicarea majorităţii bacteriilor se face prindiviziune simplă (binară). Sporii nu reprezintăforme de multiplicare (aşa cum se întâmplă în cazulfungilor).




Metodele de cultivare a bacteriilor urmăresc 3 obiective:

• obţinerea unei populaţii microbiene suficiente cantitativpentru investigaţiile propuse,

• prevenirea contaminării produsului cercetat cu unmicroorganism străin şi

• izolarea fiecărei tulpini microbiene urmărite în cazul unuiprodus pluri-microbian în culturi mono-microbiene

denumite “culturi pure”.




Cultivarea se realizează prin însămânţarea bacteriilor pemedii de cultură.

Mediile solide sau lichide care asigură nutrienţii şi condiţiilefizico-chimice necesare creşterii şi multiplicării

bacteriene se numesc medii de cultură.

Totalitatea bacteriilor acumulate prin multiplicarea într -un

mediu de cultură poartă numele de cultură bacteriană.




Mediile de cultură

Microorganismele pot fi cultivate pe gazde vii şi pe mediiartificiale.

• Există anumite microorganisme (ex. virusuri, Ricketts i i ,Chlamydi i ) care nu pot fi cultivate decât pe gazde vii: - animale de laborator

- ouă de găină embrionate

- culturi de celule

• Majoritatea bacteriilor, fungii şi unele protozoare se potcultiva şi pe medii artificiale.




Clasificarea mediilor de cultură artificiale - după starea de agregare,- după natura ingredientelor,- după complexitatea ingredientelor (ex. medii speciale),

- după scopul urmărit (transport, izolare, identificare etc),

Există medii de cultură- simple (agar, apă peptonată, bulion simplu etc) şi- medii de cultură mai complexe (agar -sânge, bulion

glucozat, agar Muller-Hinton etc).




Medii speciale- electiv

- selectiv

- de îmbogăţire

- diferenţial




Mediul electiv conţine ingredientele care convin cel mai

bine dezvoltării unei anumite bacterii (de exemplu mediul

Lőffler, cu ser coagulat de bou, pentru bacilul difteric).

Mediul selectiv conţine substanţe antimicrobiene,

inhibând dezvoltarea altor bacterii decât cea a cărei izolare se urmăreşte. De ex. medii în care includem

antibiotice (faţă de care bacteria care se doreşte a fi

izolată este rezistentă).




Mediul de îmbogăţire favorizează înmulţirea anumitor

bacterii patogene, inhibând dezvoltarea florei de

asociaţie dintr-un produs patologic. Funcţionează

concomitent ca mediu selectiv şi ca mediu electiv (ex.

mediile de îmbogăţire utilizate pentru izolarea Salmonel la

typh i ).

Mediul diferenţial conţine un anumit substrat (de exemplu

unele zaharuri) care poate fi sau nu metabolizat,

determinând modificarea culorii sau aspectului culturii.

• Ex. agarul cu albastru de brom-timol lactozat (AABTL)

care diferenţiază bacteriile lactozo-pozitive (cum este E.col i ) de bacteriile lactozo negative (Shigel la , Salmonel la ).

• Alte ex. ADCL (agar dezoxicolat citrat lactoză), TSI (3

zaharuri şi fier), MIU (mobilitate indol uree).




Colonia izolată

Pe medii solide, germenii însămânţaţi în suprafaţă produccolonii.

Colonia este totalitatea bacteriilor rezultate din multiplicareaunei singure celule bacteriene. O colonie este o clonăbacteriană.

Coloniile izolate se pot obţine de exemplu prin tehnica însămânţării prin dispersie (cu ansa bacteriologică sau

cu tamponul).




Aspectul culturilor pe medii solide

Colonia S (smooth) are suprafaţă bombată şi netedă,margini circulare şi adesea aspect strălucitor.germenii păstrează structura antigenică

nu aglutinează spontan cu soluţie salină fiziologicăgermenii capsulaţi îşi păstrează capsula

virulenţa este conservată.

Majoritatea bacteriilor studiate formează colonii de tip S (S.aureus , S. pyo genes , E. co li etc).





Colonia R (rough) este plată, suprafaţa ei prezintărugozităţi, marginile sunt crenelate.- structura antigenică nu este caracteristică

- nu păstrează capsula - virulenţa nu este conservată (excepţii B. anthracis ,

M. tuberculosis , C. dip hteriae ).





Colonia R (rough) este plată, suprafaţa ei prezintărugozităţi, marginile sunt crenelate.- structura antigenică nu este caracteristică

- nu păstrează capsula - virulenţa nu este conservată (excepţii B. anthracis ,

M. tuberculosis , C. dip hteriae ).

Colonia M (mucoid) este mare, strălucitoare, mucoasă.- este dată de exemplu de bacteriile care prezintă

capsule mari (exemplu Klebsiel la pneumoniae ).




Aspectul culturilor pe medii lichide

Bacteriile şi fungii facultativ anaerobi se dezvoltă în toatămasa de lichid, tulburându-l.

Bacteriile strict aerobe se dezvoltă preponderent lasuprafaţa mediului.

Variantele S tulbură omogen mediul (majoritatea bacteriilor).

Variantele R realizează o tulburare mai puţin omogenă.

Pot lăsa mediul limpede, formând flocoane care se depunsau un strat (văl) la suprafaţa mediului (de exemplubacilul difteric sau bacilul tuberculos).



http://www.eurosurveillance.org/

http://www.cdc.gov


http://www.cdc.gov/

http://www.cdc.gov/


02_cursul 2_Fiziologie_Cultivare.pdf

Documents

Transcript of 02_cursul 2_Fiziologie_Cultivare.pdf