II.BACTERIOLOGIE

MORFOLOGIA BACTERIILOR

-microorganisme celulare;

-din punctual de vedere al organizarii interne sunt cellule procariote, care au un N primitive fara membrane proprie, constituit dintr-o singura molecula de AND;

-cele mai multe bacteria poseda un perete propriu format din peptidoglican, un material specific celulei bacteriene.

-in functie de specie, bacteriile pot imbraca forme diverse, se pot grupa in mod characteristic, avand o anumita compozitie chimica – pot avea anumite afnitati pentru anumiti coloranti

Formele cele mai frecvent intalnite la bacterii sunt:

Forma sferica (coc); Forma cilindrica de bastonas (bacil); Forma incurbata de virgule(vibrion); Forma spiralata ( spirili si spirochete)

Bacilii nu sunt in toate cazurile perfect cilindrici.Ei sunt in general izolati dar pot fi grupati cate doi=diplobacili) , in lanturi (streptobacili), dispusi ca scandurile unui gard =palisada, in rozeta etc.

Formele spiralate sunt reprezentate de spirili si spirochete.Spirilii sunt filamente ondulate cu spirale rigide iar spirochetele (Treponema pallidum) au spirale flexibile.

STRUCTURA BACTERIILOR

CB are o structura destul de complexa care ii permite sa isi realizeze in mod independent principalele functii vitale.

Principalele formatiuni structural sunt:

Nucleoid; Citoplasma; Membrana citoplasmatica; Perete celular; Alte formatiuni:flageli, cili, la unele specii –sporii=FORMATIUNI

EXTRAPARIETALE

Nucleiodul

nu are o membrane proprie specifica unui N celular; in structura sa intra AND, ARN si protein; crz bacterian este un filament unic, circular de aproximativ 1000 de ori mai

mare decat bacteria.

Citoplasma

-sistem format din protein, lipide, apa, saruri minerale.

Membrana citoplasmatica

-situata sub peretele bacterian;

-formata din protein dispersate in interiorul unui strat dublu de fosfolipide;

Peretele celulei bacteriene

-invelis rigid care asigura protective si determina forma bacteriana.

-cu exceptia Micoplasmelor toate bacteriile au perete!!!!!

FIZIOLOGIA BACTERIILOR

Pentru o cunoastere mai complete a bacteriilor au fost necesare studii minutioase asupra proceselor fizico-chimice care au loc in celula bacteriana, precum si a celora care sunt determinate de microorganism in cursul dezvoltarii lor in mediul inconjurator.Aceste studii au fost precedate in mod necesar de cunoasterea contituentilor chimici ai celulei bacteriene.

COMPOZITIA CHIMICA A BACTERIILOR

Bacteriile ca si organismele superioare sunt constituite din substante organice, saruri minerale si apa.

APA-reprezinta in medie de 75-85% din greutatea masei bacteriene.In celula bacteriana apa se gaseste fie libera, fie legata de diverse structuri celulare

Apa faciliteaza activitatea enzimelor, desfasurarea reactiilor metabolice si asigura circulatia diferitilor produsi de metabolism in celula bacteriana.

SARURILE MINERALE

-2-30% din greutatea masei bacteriene uscate si sunt formate mai ales din P, K, Ca, S, Cl, Fe.

-aceste elemente se combina formand compusi anorganici sau intra in structura unor molecule organice.

-S.M participa la schimbul de substante dintre celula bacteriana si mediul inconjurator.

SUBSTANTELE ORGANICE

-reprezentate de glucide, lipide si proteine;

-proteinele reprezinta peste 50% din masa uscata a bacteriilor. In celula bacteriana alaturi de proteinele simple se intalnesc si numeroase proteine combinate cum sunt complexele de glucidoproteice.

Glucidele pot ajunge pana la 25% din greutatea celulei bacteriene

Lipidele reprezinta 1-20% din greutatea celulei bacteriene.I au parte la formarea membrane citoplasmatice, a peretelui celular.

METABOLISMUL BACTERIAN

Bacteriile desfasoara o activitate metabolic neinrterupta in cursul careia cresc, se multiplica, isi schimba structura si compozitia chimica.

Metabolismul bacterian a carui intensitatea este cu mult mai mare decat cel al organismelor superioare cuprinde totalitatea reactiilor biochimice care au loc in celula. Prin intermediul acestor reactii substantele nutritive din mediile de cultura sunt incorporate si transformate in energies au in constituent celulari.

NUTRITIA BACTERIILOR

-prin nutritia bacteriana se intelege totalitatea proceselor metabolice care participa la producerea de subtante energetic sau de materiale cu rol plastic, necesare sintezei constituentilor celulari.

In functie de tipul de nutritive mo pot fi impartite in:

autotrofe (utilizeaza N si C din compusii anorganici); heterotrofe (utilizeaza N si C din substante organice).

In raport cu sursa de energie utilizata mo autotrofe pot fi:

fototrofe =utlilizeaaza energia radiant=luminoasa; chimiotrofe=utilizeaza energia ce rezulta din reactiile biochimice .

Bacteriile patogene sunt heterotrofe;datorita parazitismului si-au pierdut capacitatea de a-si sintetiza singure toate elementele de care au nevoie.

Concentratia ionilor de H=pH reprezinta un factor important pentru mo.Marea majoritatea a bacteriilor patogene pentru om se dezvolta intr o zona ingusta de pH, de obicei in jurul neutralitatii.

Temperatura joaca un rol decisive in cresterea si multiplicarea bacteriilor. In general bacteriile patogene se dezvolta intre 20 de grade -37 de grade., dar temperature optima este apropiata de temperature normala a omului.

METABOLISMUL ENERGETIC BACTERIAN.RESPIRATIA SI FERMENTATIA

Respiratia bacteriana reprezinta totalitatea proceselor biochimice aerobe si anaerobe prin care celula elibereaza energia necesara activitatii vitale.

-3 tipuri de procese metabolice:

r.aeroba =oxibiotica-acceptorul de H este O molecular iar produsul rezultat este apa;

r.anaeroba=anoxibiotica =acceptorul de H poate fi orice substanta organic, cu exceptia oxigenului;

fermentatia-acceptorul de electroni este un compus organic.

In functia de comportarea fata de oxigenul molecular bacteriile pot fi grupate in 4 tipuri respiratorii:

bacterii strict aerobe –au nevoie de prezenta oxigenului atm ( bacilul tbc);

bacteria strict anaerobe- se dezvolta numai in absenta O ( b.tetanic); bacteria aerobe facultative anaerobe ( E.coli, Stapphylococcus) care

au posibilitatea sa si adapteze metabolismul in fucntie de prezenta sau absenta O;

bacteria microaerofile care tolereza cantitati mici de O ( spirochetele).

INMULTIREA BACTERIILOR

-diviziune directa;

In mediile de cultura, dinamica mutiplicarii populatiei bacteriene evolueaza astfel:

faza de latenta-nu se inregisreaza nicio cresterea a nr de bacterii.Este o faza de adaptare a populatiei bacteriene la noile conditii de mediu si dureaza circa 2 ore in fct de specie si calitatea mediului de cultura;

faza de crestere logaritmica-numarul bacteriilor creste in proportie geometrica timp de ~ 0,5-2 ore.;

faza stationara-dupa atingerea unui nivel maixim de multiplicare numarul celulelor vii ramane neschimbat cateva ore.

Faza de declin- in care celulele bacteriene imbatranesc si viabilitatea lor scade progresiv.

ACTIUNEA FACTORILOR FIZICI, CHIMICI SI BIOLOGICI ASUPRA BACTERIILOR

Viabilitatea si dezvoltarea microorganismelor sunt in permenta influentate de complexul de factori fizico-chimici si biologici care alcatuiesc mediul ambient.Orice modificare aparuta in acest mediu ambiant se poate rasfrange negative asupra bacteriilor si ca urmare pot aparea 3 situatii:Moartea(efectul bactericid, virulicid, fungicide);

Incetinirea si oprirea in mod irevesrsibil a multiplicarii (effect bacteriostatic);Aparitia unor modificari ale bacteriilor care permit selectarea unor forme mai rezistente.Studiul efectelor letale ale agentilor fizici sau chimici asupra mo in special a mo patogene a permis punerea la punct si aplicarea corecta a tehnicilor de sterlizare, efectuata in principal cu ajutorul agentilor fizici =radiatii, si de dezinfectie si aspsie (=Ansamblul de metode prin care se evită contaminarea unui substrat steril), realizate in general cu ajutorul unor agenti chimici ( substante dezinfectante su substante antiseptice).In practica un interes aparte il prezinta cunoasterea activitatilor agentilor chimici si mai ales biologici asupra mo .CHIMIOTERAPICELE-substante de sinteza cu toxicitate selective pentru bacteria dar neselective pentru om.Exemplu: compusii de arsen, bismuth etc.

ANTIBIOTICELE -sunt agenti antimicrobienei de origine biologica elaborate de mo. - au un spectru de activitate mai restrains sau mai larg; -pentru o administrare corecta trebuie cunoscut acest spectru adesea fiind necesar sa se faca o testare a antibioticului in vitro =antibiograma in prezenta agentului patogen respective.Antibioticele trebuie sa posede o activitate specifica cat mai inalta asupra agentului pathogen sis a aiba efecte toxice cat mai reduse sau nule asupa macroorganismului.

In functie de mecanismul de actiune atb pot fi grupate in: Antibiotice care inhiba sinteza peretelui celular( penicilina); Antibiotice active asupra membranelor bacteriilor ; Antibiotice care inhiba sinteza AN

ANTIBIOGRAMA-tehnica de laborator care permite masurarea “ in vitro” a sensibilitatii unei bacteria la unul sau la mai multi agenti antimicrobieni.Rezultatele testului permit selectionarea atb care manifesta activitatea cea mai intense si care urmeaza a fi administrat pacientului pentru obtinerea unui effect therapeutic maxim. Tehnica discurilor permite testarea mai multor atb concomitent.

ISTORIC

Observatia lui Pasteur din 1878, cum ca bolile infectioase sunt cauzate de germeni, a fost decisiva in descoperirea antibioticelor. Oamenii de stiinta au pornit in cautarea unei solutii pentru distrugerea sau macar incetinirea raspandirii acestor germeni in organism. Scopul cercetatorilor era de a gasi asa-numitul "glont magic", care trebuie sa distruga bacteriile, insa fara sa afecteze in vreun fel organismul bolnavului.Premiul NobelO intamplare petrecuta in anul 1928 avea sa schimbe pentru totdeauna cursul medicinei. Bacteriologul de origine scotiana Alexander Fleming a plecat in vacanta, lasand in laboratorul sau o lamela cu o cultura de bacterie. Cand omul de stiinta s-a intors din vacanta, lamela era acoperita cu mucegai. Analizand cultura la microscop, Fleming a constatat ca toate bacteriile disparusera. Explicatia? Tot Fleming a fost cel care a constatat ca unele microorganisme secreta niste substante care au capacitatea de a distruge bacteriile. Mucegaiul, numit Penicillium Notatum, a dat numele substantei miraculoase care distrugea germenii: penicilina. Desi a facut o descoperire colosala, Fleming nu a putut extrage din mucegai o substanta pura, careia sa-i testeze eficacitatea la animale si oameni. Abia zece ani mai tarziu, Howard Florey, Ernst Chain si Norman Heatley au reusit sa produca un medicament si sa-l foloseasca impotriva infectiilor cu Staphilococcus. In timpul celui de-al doilea razboi mondial au folosit medicamentul pe scara mica, desi costurile de productie erau foarte mari. Ranitii in razboi erau tratati cu penicilina impotriva pneumoniei, febrei rosii si altor boli infectioase. In aceeasi perioada, Florey si Chain i-au informat pe americani despre efectele penicilinei. Pentru ca, spre deosebire de Anglia, SUA dispuneau de mijloace materiale, au inceput productia pe scara larga a penicilinei, revolutionand terapia bolilor infectioase. In 1945, Florey, Chain si Fleming au primit Premiul Nobel pentru descoperirea penicilinei. RezistentaDupa succesul pe care l-a inregistrat penicilina, oamenii de stiinta au incercat descoperirea de noi antibiotice care sa vindece si alte boli provocate de bacterii. Au incercat mai intai sa gaseasca un mijloc de a distruge bacteriile care devenisera rezistente la penicilina. Au facut acest lucru prin modificarea chimica a penicilinei, obtinand derivati, precum ampicilina. Intre anii 1950 si 1960 au fost descoperite cele mai multe clase de antibiotice. Desi parea ca aceste medicamente castigau

teren in fata bolilor infectioase, bacteriile dobandeau rezistenta in fata lor, fiind nevoie de noi tratamente. Naturale si sintetice"Antibioticele au fost mai intai naturale. Apoi s-a folosit structura naturala ca baza de plecare pentru a se ajunge la productia unor antibiotice de semisinteza si de sinteza", explica prof. dr. Dumitru Lupuleasa, decanul Facultatii de Farmacie din Bucuresti. Astazi exista un numar foarte mare de clase de antibiotice, grupate dupa structura lor. De la penicilina lui Fleming au aparut cefalosporinele (de genul cefaclorului), macrolidele (eritromicina), lincosamidele (clindamicina), aminoglicozidele (streptomicina, gentamicina), tetraciclinele (tetraciclina, doxiciclina), amfenicolii (cloramfenicol), chinolonele (ciprofloxacina) si antibioticele polipeptidice (bacitracina). Iar industria antibioticelor este in continua dezvoltare. Un numar foarte mare de centre de cercetare incearca astazi dezvoltarea unor noi clase de antibiotice.INEFICIENT. La mijlocul anilor ’50, penicilina era disponibila in Europa si SUA sub forma de tablete, fara sa fie nevoie de o reteta pentru a o procura din farmacii. Pentru ca era accesibil tuturor, medicamentul a inceput sa fie utilizat necorespunzator in boli neinfectioase. Se credea ca penicilina este un medicament miraculos, care vindeca toate bolile, inclusiv pe cele care nu erau provocate de bacterii. Fleming a avertizat insa ca folosirea necorespunzatoare a medicamentului poate crea o rezistenta a bacteriilor.

MIRACULOS. Pana la descoperirea penicilinei, victimele incendiilor mureau frecvent din cauza infectiilor bacteriene. In 1944, doctorul Merck, de la Spitalul General Massachusetts, SUA, a salvat cu penicilina mai multe victime ale unui incendiu. Tratamentul miraculos s-a bucurat din acel moment de succes in SUA.RECUNOASTERE. In 1945, Comitetul Nobel i-a inmanat lui Alexander Fleming premiul pentru

descoperirea penicilinei, una dintre cele mai mari realizari ale medicinei

REPERE STREPTOMICINA. In 1943, doctorul american de origine ucraineana Selman Waksman a anuntat descoperirea streptomicinei, primul antibiotic impotriva tuberculozei. In 1952, descoperirea i-a adus Premiul Nobel. Tot Waksman este cel care a introdus termenul de "antibiotic", cu sensul de "impotriva vietii" (anti-impotriva si bios-viata).SPIRITE RELE. Documentele vechi arata ca mucegaiul ar fi fost folosit chiar de

acum 3.000 de ani de egipteni, chinezi si indienii din America Centrala. Ei aplicau mucegaiul pe rani infectate si pe iritatii, crezand ca efectul miraculos se datoreaza faptului ca alunga spiritele rele ce provoaca bolile.IN ROMANIA. Intre 1948 si 1956, Romania importa antibiotice, intrucat ele nu se produceau in tara. Prima fabrica de antibiotice din Romania a fost infiintata la Iasi, in 1956. Profesorul Matei Bals a fost unul dintre medicii infectionisti care au sprijinit dezvoltarea acestei metode de tratament.LIZOZIM. In 1921, Alexander Fleming a descoperit in lacrimi un microorganism care distruge alte culturi de bacterii. Lizozimul, asa cum a fost botezat de Fleming, a fost primul agent antibacterian descoperit vreodata.NEREUSITA. Inainte de Fleming, doi doctori germani, Rudolf Emmerich si Oscar Low, au descoperit prima medicatie impotriva unor germeni. Ei au izolat bacterii din rani infectate si au creat un antibiotic. S-a dovedit insa ca medicamentul avea efecte secundare, motiv pentru care nu a mai fost folosit.