Curs 3 Microbiologie

of 62 /62
1 NUTRITIA, METABOLISMUL SI CRESTEREA BACTERIANĂ

Embed Size (px)

description

.

Transcript of Curs 3 Microbiologie

  • NUTRITIA,METABOLISMUL SICRESTEREABACTERIAN

  • NUTRITIA BACTERIAN asimilarea substantelor nutritive, organice si anorganice, din mediul extern, necesare metabolismului

    nutrienti = substante a cror solutii pot traversa membrana citoplasmatic

    particip la reactiile metabolice care

    asigur cresterea si multiplicarea celulei

  • NUTRITIA BACTERIANCompusi din care deriv nutrientii: prin simpl solvire: sruri minerale, CO2, O2

    dup digestia extracelular prealabil:

    1. proteine fragmente polipeptidice, aa2. polizaharide monozaharide3. lipide acizi grasi si gicerol4. acizi nucleici nucleozide si fosfati anorganici

  • NUTRITIA BACTERIANintervin hidrolaze: proteaze, lipaze, amilaze etc.

    nutrientii traverseaz membrana citoplasmatic prin:

    difuziune simpl sau facilitat (proteine carrier) diferente de concentratie

    transport activ contragradient cu consum de energie obtinut prin hidroliza ATP cu participarea unor enzime (permeaze) conc. intracelular a nutrientilor pn la 1000 ori mai mare dect n mediu

  • NUTRITIA BACTERIAN necesitti nutritive de bazPrincipalele elemente cu rol structural sifunctional: C - din greutatea uscat a celulei bacteriene N pt. sinteza proteinelor 10% din greutateauscat a celulei bacteriene O, sruri minerale

  • NUTRITIA BACTERIAN necesitti nutritive de bazSurse de carbon: CO2 bacterii autotrofe compusi organici bacterii heterotrofe

    ( carbohidrati, proteine, lipide) compusi organici si CO2 bacterii heterotrofe (capnofile sau carboxifile)

  • NUTRITIA BACTERIAN necesitti nutritive de bazSurse de azot: azot atmosferic bacterii autotrofe

    surse organice(peptide, aa) bacterii surse anorganice heterotrofe

    (sruri de amoniu,nitrati)

  • NUTRITIA BACTERIAN necesitti nutritive de bazSurse de oxigen: O2 molecular n molecule biologice (aa, nucleotide, gliceride etc).

  • NUTRITIA BACTERIAN necesitti nutritive de bazSurse de elemente minerale: sulf prezent n aa grupri tiol (-SH) vitamine biotina, tiamina coenzima A asimilat din compusi organici anorganici

  • NUTRITIA BACTERIAN necesitti nutritive de bazSurse de elemente minerale: fosfor

    - necesar pentru sinteza acizi nucleici fosfolipide membranare ATP

    - asimilat sub form de fosfati anorganici

  • NUTRITIA BACTERIAN necesitti nutritive de bazSurse de elemente minerale: alte elemente Na, K, Mg, Cl

    - asigur echilibrul fizico-chimic al bacteriei Fe, Ni, Seintr n structura unor enzime

    - citocromi- peroxidaze- hidrogenaze

  • NUTRITIA BACTERIAN necesitti nutritive de bazSurse de elemente minerale: alte elemente

    - Ca + acid picolinic dipicolinat de Ca n citoplasma endosporilor bacterieni - Co, Cu, Mn, Mo activatori enzimatici necesari n cantitti foarte mici (oligoelemente)

  • NUTRITIA BACTERIAN factori de crestereBacterii care pot obtine toti compusii necesari metabolismuluimediu ap, sruri minerale glucoz care nu pot sintetiza factori esentiali - FACTORI DE CRESTERE= bacterii fastidioasenecesari a fi prezenti n mediu aa baze purinice, pirimidinice vitamine

  • NUTRITIA BACTERIAN factori de crestereAsigurati:

    de alt specie bacterian nglobati n mediul de cultur

  • NUTRITIA BACTERIAN factori de crestere1. Asigurati de alt specie bacterian:care sintetizeaz acel factor

    SINTROFIE, SATELITISMEx. S.aureus produce factor V (NAD) necesar pentru Haemophilus influenzae

  • NUTRITIA BACTERIAN factori de crestere2.Inglobati n mediul de cultur mutatie pierdere de enzim blocare secvent metabolic oprire sintez metabolit esential tulpina parental = PROTOTROF

    tulpina mutant = AUXOTROF

  • NUTRITIA BACTERIAN aplicatii practiceizolarea bacteriilor din produse patologice

    utilizarea unor medii de cultur optime

  • NUTRITIA BACTERIAN aplicatii practiceMEDII DE CULTUR mediu care asigur nutrientii si conditiile fizico-chimice necesare cresterii si multiplicrii bacteriene

    CRITERII DE CLASIFICARE provenienta nutrientilor valoare nutritiv consistent scopul utilizrii

  • NUTRITIA BACTERIAN aplicatii practiceMEDII DE CULTUR - provenienta nutrientilor: MEDII EMPIRICE (NATURALE)

    produse de origine animal sau vegetalEx.: cord, muschi de vit, creier, ficat, ou etc

    MEDII SINTETICE- contin ingrediente pure

  • NUTRITIA BACTERIAN aplicatii practiceMEDII DE CULTUR - valoare nutritiv MEDII SIMPLE (DE BAZ)

    - extract de carne, pepton, NaCl- pentru bacterii nepretentioase- bulion, geloz, ap peptonat MEDII MBOGTITE

    - adaos de snge, ser, ou, extract de levuri etc.- pentru bacterii exigente- bulion-snge; bilion-ser; bulion-glucozat; geloz-snge

  • NUTRITIA BACTERIAN aplicatii practiceMEDII DE CULTUR consistent MEDII LICHIDE

    - eprubete, baloane- pentru culturi monobacteriene, caractere biochimice MEDII SOLIDE

    - cutii Petri, eprubete (pant, coloan)- colonii MEDII SEMISOLIDE

    - eprubete (coloan)- studiul mobilittii bacteriilor, caractere metabolice, conservare

  • NUTRITIA BACTERIAN aplicatii practiceMEDII DE CULTUR consistent

    pt. consistenta mediului - AGAR fitocoloid obtinut din alge marine, speciile:

    - Gelidium- Gracilaria- Pterocladia

  • NUTRITIA BACTERIAN aplicatii practiceMEDII DE CULTUR consistent

    - AGAR caracteristici lichefiaz la 100C se solidific la 42C mentine starea solid a mediilor la temp de 0

    80C nu este utilizat ca nutrient de ctre bacterii

  • NUTRITIA BACTERIAN aplicatii practiceMEDII DE CULTUR consistent

    pt. consistenta mediului

    - coagularea termic a proteinelor din ser sau ou

  • NUTRITIA BACTERIAN aplicatii practiceMEDII DE CULTUR - scopul utilizrii

    medii de izolare medii de identificare medii de conservare

  • NUTRITIA BACTERIAN aplicatii practiceMEDII DE CULTUR - scopul utilizrii medii de izolareuzuale

    - gam larg de bacterii de interes medical- pt. produse monobacterienecu flor asociat- pt. aprecieri calitative si cantitative a bacteriilor n pp.

  • NUTRITIA BACTERIAN aplicatii practiceMEDII DE CULTUR - scopul utilizrii medii de izolareselective

    - contin substante cu actiune inhibitorie asupra unor bacterii: antibiotice, coloranti, sruri biliare, azid de Na etc.- favorizeaz izolarea preferential unor specii

  • NUTRITIA BACTERIAN aplicatii practiceMEDII DE CULTUR - scopul utilizrii medii de izolare

    - de mbogtire- medii lichide- favorizeaz multiplicarea unor bacterii- inhib selectiv flora de asociatie- pt. izolarea unor bacterii aflate n nr. mic n pp.- pot fi utilizate n combinatie cu medii selective

  • NUTRITIA BACTERIAN aplicatii practiceMEDII DE CULTUR - scopul utilizrii medii de izolare

    - diferentiale- contin un substrat pentru unele enzime bacteriene- permitnd diferentierea acestora n cultura primar

  • NUTRITIA BACTERIAN aplicatii practiceMEDII DE CULTUR - scopul utilizrii medii de identificare

    - contin- unul sau mai multe substraturi pt. enzime bacteriene- indicatori care evidentiaz produsi intermediari sau finali de metabolism: indol, H2S, acetoin etc.- indicatori de pH: recunosc degradarea unor zaharuri sau aa- pt. identificarea de gen, specie

  • NUTRITIA BACTERIAN aplicatii practiceMEDII DE CULTUR - scopul utilizrii

    medii de conservare

    pt. pstrarea n laborator a unor tulpini bacteriene n cultur pur

  • METABOLISMUL BACTERIAN

    totalitatea proceselor biochimice prin

    care celula bacterian si procurmaterialul plastic si energetic dinmediul nconjurtor

  • REACTII METABOLICE:catabolice reactii prin care se

    elibereaz energie

    anabolice (asimilare) consum

    energie pt. sinteza constituentilorcelulari

  • REACTII CATABOLICE:= metabolismul energetic; respiratia bacterian procesele biochimice aerobe sau anaerobe prin care compusi organici cu structur complex se degradeaz n compusi simpli cu eliberare de energie energia eliberat se stocheaz n molecula de ATP

  • REACTII CATABOLICEdup calea prin care obtine energia: photobacterii folosesc energia luminoas, triesc la lumin scotobacterii (bacterii chimiosintetizante) produc energia prin oxido-reducere, triesc la ntuneric

  • REACTII CATABOLICE hidratii de carbon surse de energie: aa, purine, pirimidine, acizi grasi foarte important catabolismul carbohidratilor glucoza prin:

    - respiratie- fermentatie

  • REACTII CATABOLICE hidratii de carbonRESPIRATIA CELULAR proces generator de ATP

    - moleculele sunt oxidate acceptorul final de electroni este o molecul anorganic:- O2 respiratie aerob- alt molecul anorganic respiratie anaerob-ion nitrat NO3- ion sulfat SO4 Catabolismul glucozei: serii de reactii de oxidoreducere,

    n 3 etape: glicoliza, ciclul acizilor tricarboxilici, lantul transportului de hidrogen

  • REACTII CATABOLICE hidratii de carbonRESPIRATIA CELULAR

    pierde H, electroni donor acceptorse oxideaz se reduce

  • REACTII CATABOLICE hidratii de carbonRESPIRATIA CELULAR respiratie aerob (resp. oxibiotic; metabolism aerob)

    - acceptor final este oxigenul molecular- necesar existenta membranei celulare- substratul reductor NADPH- enzime- nicotinice NAD (nicotin adenin dinucleotid) si NADP(nicotin adenin dinucleotid fosfat)- flavinice FMM (flavin mononucleotid) sau FAD (flavin adenin dinucleotid)- ferice (citocromi, citocromoxidaz, peroxidaz etc).- sinteza ATP fosforilare oxidativ

  • REACTII CATABOLICE hidratii de carbonRESPIRATIA CELULARrespiratie anaerob (respiratie anoxibiotic,

    metabolism anaerob)- acceptor final este substant anorganic(exceptnd oxigenul)- fosforilare la nivelul substratului- bacteriile nu au enzime respiratorii (catalaz, peroxidaz, citocromi)

  • REACTII CATABOLICE hidratii de carbonFERMENTATIA proces de oxido-reducere biologicdonorul si acceptorul final sunt compusi organici acidul piruvic convertit, n raport cu specia, la:

    - ac.lactic- acid acetic- etanol- acid butiric etc.

  • REACTII CATABOLICE hidratii de carbonClasificarea bacteriilor dup tipul respirator

    (dup potentialul redox al substratului): obligat aerobe

    - exclusiv respiratia aerob aerobe facultativ anaerobe

    - cale oxidativ si fermentatia microaerofile

    - concentratii reduse de O2 obligat anaerobe - exclusiv fermentatia

  • REACTII CATABOLICE lipide, proteine

    energie din oxidarea acizilor grasi,

    glicerolului, aa ciclul Krebs

  • REACTII ANABOLICEmetabolismul de sintez; asimilare; nutritia

    bacterian reactii de biosintez a unor componente

    celulare cu consum de energie:- polizaharide- glicoliza si ciclul Krebs- lipide- din glicerol si acizi grasi- aa si proteine- din catabolismul glucozei, din mediu- baze purinice si pirimidinice- din glicoliza si ciclul Krebs

  • REACTII ANABOLICEdup sursele folosite ca material de sintez:

    1. autotrofe2. heterotrofe3. paratrofe

  • REACTII ANABOLICEBacterii autotrofe sintetizeaz toti compusii organici din materie anorganic folosesc CO2 ca surs de carbon; azotul atmosferic ca surs de N pot fi fototrofe sau chimiosintetizante bacterii saprofite cu rol n circuitul materiei n natur

  • REACTII ANABOLICEBacterii heterotrofe depind de prezenta unor compusi organici folosesc surse organice de carbon; surse organice si

    anorganice de N sunt chimiosintetizante se disting:

    - bacterii fixatoare de azot:- surse organice de carbon; azot molecular, atmosferic- triesc n sol n simbioz cu plantele- bacterii care folosesc C organic si N din legturi anorganice (amoniu, sruri de amoniu)- bacterii care folosesc C si N organic- specii saprofite si potential patogene din cavittile naturale ale omului- specii patogene pentru om

  • REACTII ANABOLICE Bacterii paratrofe energia trebuie oferit de gazd strict parazite intracelulare; nu se cultiv pe medii artificiale Rickettsia spp., Mycobacterium leprae,

    Chlamydia spp.

  • FACTORI CARE INFLUENTEAZMETABOLISMUL BACTERIAN pH ul

    presiunea osmotic

    temperatura

    atmosfera de incubare

  • FACTORI CARE INFLUENTEAZMETABOLISMUL BACTERIANpH ul

    - asigurat de mediile de cultur- 7 - 7,5- influenteaz:- structura tridimensional a proteinelor, enzimelor metabolismului celular- transportul nutrientilor- transferul de electroni

  • FACTORI CARE INFLUENTEAZMETABOLISMUL BACTERIAN

    pH ul tamponat cu

    - fosfati- peptone- aminoacizi

    bacterii acidofile

    - pH 5 5,5- lactobacili bacterii bazofile (alcalinofile)

    - pH 8,5 9- genul Vibrio

  • FACTORI CARE INFLUENTEAZMETABOLISMUL BACTERIANpresiunea osmotic

    - asigurat de mediul de cultur/mediul intern- mediu izoton- mediu hipoton peretele celular limiteaz

    ptrunderea apei micoplasme, bacterii cu perete modificat afectate

    - Mediu hiperton plasmoliz bacterii halofile NaCl > 2%

  • FACTORI CARE INFLUENTEAZMETABOLISMUL BACTERIANTemperatura

    bacterii psihrofile : 0-20C bacterii mezofile : 25-45C bacterii termofile : 50-70C temperatura optim: 37C

  • FACTORI CARE INFLUENTEAZMETABOLISMUL BACTERIANatmosfera de incubare

    aer atmosferic anaerobioz microaerofilie CO2

  • CRESTEREA SIMULTIPLICAREA BACTERIILORCRESTEREA BACTERIAN: mrirea tuturor componentilor, a volumului unui microorganism prin adugare de substant nou cresterea volumului celular raportat la cresterea suprafetei este mai mare punct critic diviziune (restabilirea echilibrului) optim

  • CRESTEREA SIMULTIPLICAREA BACTERIILORMULTIPLICAREA BACTERIAN diviziune simpl (direct, binar, sciziparitate) modalitate frecvent

    nmugurire / ramificare la un numr mic de specii

  • Notiuni1. timp de generatie2. rata de crestere3. colonia bacteriana4. cultura bacterianaCultura mixtaCultura pura

  • Notiuni1. Inoculare2. insamantare

    1. colonii de tip S( smooth)2. colonii de tip R(rough)3. colonii M4. colonii untoase5. colonii pufoase6. fenomen de catarare

  • CRESTEREA SIMULTIPLICAREA BACTERIILORDIVIZIUNEA DIRECT scindarea unui individ n 2 celule cresterea

    numrului de germeni diviziunea precedat de:

    - cresterea cantittii de ARN- intensificarea sintezei proteinelor- dublarea cantittii citoplasmei si a materialului nuclear- diviziunea substantei nucleare prin intermediul mezozomilor- alungirea celulei etc.

  • CRESTEREA SIMULTIPLICAREA BACTERIILORDIVIZIUNEA DIRECT diviziune prin:

    - formarea septului transversal derivat din membrana citoplasmatic- strangularea, ngustarea median a celulei determinat de invaginarea membranei citoplasmatice, cresterea spre interior prin invaginare a peretelui celular

  • Curba de crestere

    UNITATE FORMATOARE DE COLONII TIMELagLogStationar Moarte

    *

    *