Curs Complet Microbiologie

of 147 /147
CURS 1. Virosologie, bacteriologie şi parazitologie Generalităţi Obiectul de studiu al acestei discipline îl reprezintă organismele care provoacă daune sănătăţii omului. Din această categorie fac parte virusurile, bacteriile si paraziţii. Virusurile sunt entităţi infecţioase acelulare, reprezentate de complexe macromoleculare alcătuite din subunităţi moleculare repetitive (Fig. 1). Au alcătuirea cea mai simplă, datorită căreia nici astăzi nu există o părere unică privind încadrarea lor în lumea vie. Virusurile sunt strict dependente de gazda parazitată, neputându- se multiplica în afara ei, datorită absenţei unui sistem enzimatic care să replice materialul genetic. Astfel, toate virusurile sunt parazite. Figura 1. Virusul H1N1 (http://news-frist.blogspot.com/2009/08/predicting-future-course-of- h1n1-virus.html ) 1 | Page

Embed Size (px)

Transcript of Curs Complet Microbiologie

CURS 1. Virosologie, bacteriologie i parazitologieGeneralit iObiectul de studiu al acestei discipline l reprezint organismele care provoac daune sntii omului. Din aceast categorie fac parte virusurile, bacteriile si paraziii. Virusurile sunt entiti infecioase acelulare, reprezentate de complexe macromoleculare alctuite din subuniti moleculare repetitive (Fig. 1). Au alctuirea cea mai simpl, datorit creia nici astzi nu exist o prere unic privind ncadrarea lor n lumea vie. Virusurile sunt strict dependente de gazda parazitat, neputndu-se multiplica n afara ei, datorit absenei unui sistem enzimatic care s replice materialul genetic. Astfel, toate virusurile sunt parazite.

(http://news-frist.blogspot.com/2009/08/predicting-future-course-ofh1n1-virus.html) Bacteriile sunt organisme unicelulare, de tip procariot (materialul genetic nu este delimitat de o membran), al cror mod de via este saprofit sau parazit (Fig. 2). Bacteriile saprofite consum substana organic moart aflat n descompunere, realiznd transformarea organicului n mineral. Bacteriile parazite se hrnesc pe seama unui organism gazd viu.

Figura 1. Virusul H1N1

1|Page

Figura 2. Bacterie bacil(http://ict-science-to-society.org/Pathogenomics/bacteria.htm) Termenul de parazit face referire la un organism ce traiete pe seama altui organism. n cazul de fa, n aceast categorie sunt inclui fungii parazii, protozoarele parazite, viermii parazii si artropodele parazite. Fungii sunt organisme eucariote (materialul genetic este delimitat de o membran celular), heterotrofe, al cror corp este alctuit din hife (filamente lungi uni sau pluricelulare) i se numete miceliu (Fig. 3).

Figura 3. Candida albicans candidoza(http://en.wikipedia.org/wiki/Candida_(fungus))

Protozoarele sunt organisme animale unicelulare de tip eucariot (Fig. 4). 2|Page

(http://www.avianbiotech.com/diseases/Giardia.htm)Viermii sunt organisme eucariote pluricelulare, nevertebrate, lipsite de picioare, cu corpul lunguie si cu tegumentul lucios, ce se gsesc de obicei in mediu umed (Fig. 5).

Figura 4. Protozoar Giardia intestinalis

(http://www.human-healths.com/tag/fish-tapeworm)

Figura 5. Taenia solium teniaza

Artropodele sunt organisme animale nevertebrate, al cror corp este segmentat pianjenii, miriapodele, insectele) (Fig. 6).

eucariote pluricelulare, (crustaceele, scorpionii,

3|Page

Figura 6. Ixodes ricinus cpua (http://en.wikipedia.org/wiki/File:Ixodes.ricinus.searching.jpg)

Multe dintre aceste organisme nu pot fi observate cu ochiul liber, avnd dimensiuni foarte mici, motiv pentru care se i numesc microorganisme. MICROBIOLOGIA (gr. mikros =mic, bios=via, logos=tiin) este tiina care se ocup cu studiul celor mai mici organisme ce pot fi observate doar cu ajutorul microscopului, denumite n sens larg microbi. Obiectul de studiu al microbiologiei l reprezint microorganismele, grup heterogen ce are n comun dimensiunile microscopice, organizarea, n general, unicelular i structura intern relativ simpl. n acest grup al microorganismelor sunt incluse: bacteriile, fungii microscopici, unele alge, protozoarele i virusurile.

Istoricul dezvoltrii microbiologiei ca tiinDenumirea i clasificarea microorganismelor

n 1735, Karl von Linn pune bazele taxonomiei. Taxonomia reprezint tiina care se ocup cu studiul clasificrii organismelor. Astfel, dezvolt sistemul nomenclaturii binare ce const n denumirea fiecrui organism prin 2 nume latinizate sau cu origine greceasc. Primul nume reprezint genul i se scrie cu majuscul, al doilea specia sau epitetul i se scrie cu liter mic. Spre exemplu, Staphylococcus aureus este o bacterie foarte rspndit. Staphylococcus este genul i aureus specia. n acest caz, genul face referire la forma i dispunerea celulelor, adic staphylos nseamn grup, grmad, iar coccus sfer. Cu alte cuvinte, aceast bacterie este sferic, iar celulele sunt dispuse grupat. Aureus face referire la huloul auriu care se formeaz n jurul celulelor. Uneori, organismul poate fi definit dup un cercettor, spre exemplu Escherichia coli sau bacilul coli este denumit dup cercettorul Theodor4|Page

Escherich. Specia coli face referire la locul unde triete microorganismul, adic n colon. Organismele au fost iniial clasificate n 2 regnuri: plantae i animale, nainte de a fi descoperite microorganismele. Cnd s-a demonstrat clar existena acestora, acest sistem n 2 regnuri nu a mai corespuns realitii. Carl Woese dezvolt un nou sistem de clasificare ce grupeaz organismele n funcie de caracteristicile moleculare ale acestora i deci de cele celulare. Totui, oamenii de tiin au czut de acord asupra acestui sistem abia n 1978 i, 12 ani mai trziu, a fost publicat noul sistem. Woese mparte organismele n 3 grupe mari, denumite domenii. Un domeniu este mai cuprinztor dect regnul. Aceste domenii sunt: Eubacteria: bacterii care prezint perete peptidoglicanic. Archaea: procariote care nu prezint perete peptidoglicanic. Eucarya: organisme care au materialul genetic delimitat de o membran nuclear i sunt grupate n urmtoarele regnuri: Protista (acesta nc se mai modific): alge, protozoare, mucegaiuri unicelulare Fungi: drojdii, mucegaiuri pluricelulare i ciuperci Plantae: muchi, ferigi, alge, gimnosperme, angiosperme. Animalia: spongieri, celenterate, molute, viermi, artropode (insecte, crustacee, pianjeni, etc.) i vertebrate (ciclostomi, peti, amfibieni, reptile, psri i mamifere). Studiul microorganismelor n 1590, Zacharias Janssen pune la punct primul microscop n Middleburg, Olanda. Microscopul lui Janssen consta din 3 tuburi. Unul dintre ele se gsea la exterior i le coninea pe celelalte dou. La ambele capete ale tuburilor interioare se gseau lentile utilizate pentru amplificarea imaginii. Modelul lui Janssen putea permite ajustarea imaginii prin rsucirea tuburilor interne. Astfel, imaginile puteau fi vzute de 3 sau 9 ori mai mari dect erau n realitate. n 1665, Robert Hooke, un cercettor englez, popularizeaz utilizarea microscopului prin observarea unei seciuni prin plut, n care se puteau distinge cmrue mici, pe care le numete celule. Descoperirea lui duce la dezvoltarea teoriei celulare n secolul XIX de ctre Mathias Schleiden, Theodor Schwann i Rudolf Virchow. Teoria celular susine c toate organismele vii au corpul format din celule. Experimentele lui Hooke l-au inspirat pe olandezul Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723) s exploreze lumea microscopic. A mbuntit microscopul lui Hooke, putndu-se ajusta mai eficient mrirea imaginilor. Leeuwenhoek a putut observa microorganisme, pe care le-a i descris cu deosebit precizie. Odat cu informaiile aduse de acesta se punea problema originii acestor microorganisme, n acea perioad fiind acceptat teoria generaiei spontane (apariia microorganismelor din materie moart sau de la sine).5|Page

n sec. XVIII, Lazzaro Spallanzani (Italia) dovedete c prin fierbere prelungit, microorganismele dispar i nu mai reapar dac vasul este nchis ermetic. Acesta descoper existena bacteriilor patogene i a celor anaerobe. Pn n a II-a a secolului XIX s-au realizat doar cercetri privind forma i structura microorganismelor. Louis Pasteur (1822-1895) este considerat printele microbiologiei. Studiile sale au demonstrat clar falsitatea teoriei generaiei spontane. Cercetrile sale asupra fermentaiei au artat natura biologic a procesului, specificitatea procesului (un microorganism are rol ntr-un anumit tip de fermentaie) i natura biologic a bolilor buturilor fermentate. A introdus procedeul de pasteurizare (nclzirea la 56 C previne multiplicarea microorganismelor). Deasemenea, introduce problema prevenirii infeciilor prin vaccinare. Descoper vaccinul antiholeric aviar, vaccinul anticrbunos, antirabic. Alturi de Robert Koch, este considerat fondatorul bacteriologiei medicale. Acesta din urm a devenit cunoscut dupa izolarea bacilului antraxului, bacilului tuberculozei si a vibrionului holeric. n 1905 primete premiul Nobel pentru Medicin i Fiziologie datorit descoperirilor asupra tuberculozei. Dup ce Casimir Davaine demonstreaz modul de transmitere direct a antraxului ntre vite, Koch studiaz bacilul antraxului mai detaliat. Pune la punct o serie de metode de purificare a bacteriei din snge i de cretere a unor culturi pure. Descoper cauza izbucnirii focarelor de antrax ca fiind rezistena timp ndelungat, n sol, a endosporilor. Introduce sterilizarea instrumentelor chirurgicale cu ajutorul temperaturilor ridicate. mbuntete metodele de cultivare a bacteriilor i de colorare, putnd astfel descoperi bacteria responsabil de producerea tuberculozei. La mijlocul secolului al XIX-lea 1 din 7 decese era datorat acestei boli. Studiaz in Egipt holera si identific microorganismul responsabil de aceast boal, fr a putea demonstra existena lui. Probabil la fel de importante ca i studiile asupra tuberculozei, sunt postulatele sale care stabilesc criteriile dup care un organism poate fi considerat cauz a unei boli. Acesta trebuie: s fie identificat n toate cazurile examinate s fie preparat si meninut intr-o cultur pur s fie capabil s produc infecia, chiar i dup cultivri repetate s fie izolat de la un animal inoculat i cultivat din nou Ilia Mecinikov, contemporan cu Pasteur i Koch realizeaz numeroase cercetri n imunologie, demonstrnd nsemntatea reaciilor celulare n aprarea organismului. Dimitrie I. Ivanovski (1869-1920) descoper virusul mozaicului tutunului (VMT) i ncepe dezvoltarea unei noi tiine microbiologice virusologia. Experienele lui Ivanovski sunt confirmate de Martinus Beijerinck, considerat adevratul fondator al virusologiei. VIRUSOLOGIA (lat. virus- otrav) este tiina care se ocup cu studiul virusurilor.

6|Page

Microbiologia a evoluat rapid dup aceast perioad, studiul bacteriilor permind descifrarea codului genetic, a mecanismelor sintezei proteice, a mecanismele reglrii celulare etc. Studiile realizate pe Escherichia coli au permis dezvoltarea unor noi tiine, cum ar fi biotehnolgiile microbiene, ingineria genetic. Distrugerea microorganismelor Eforturi imense au fost depuse spre sfritul secolului XVIII n dezvoltarea de tehnici antiseptice. Acestea au nceput cu un raport al medicului maghiar Ignaz Semmelweis privind scderea considerabil a numrului de cazuri de febr postnatal, atunci cnd s-au utilizat tehnici antiseptice. Joseph Lister (1827-1912), chirurg englez, a dezvoltat una dintre cele mai importante tehnici antiseptice. n timpul operaiei, pacientul era pulverizat cu acid carbolic, apoi rana era bandajat cu pansamente mbibate n acelai acid. Numrul de infecii a sczut net comparativ cu operaiile fr metode antiseptice. Acidul carbolic sau fenolul a fost unul dintre primele antiseptice utilizate. Paul Ehrlich (1854-1915), chirurg german, a pus bazele utilizrii medicamentelor, n vederea omorrii microorganismleor deja ptrunsee n corp. n 1908 primete premiul Nobel pentru sintetizarea medicamentului contra sifilisului, numit Salvarsan. Oamenii de tiin s-au folosit de nceputul pus de Ehrlich pentru a gsi medicamente ce pot vindeca pacienii infectai. Una dintre cele mai mari realizri a venit n anul 1929, cnd Alexander Fleming descoper Penicillium notatum, organismul care sintetizeaz penicilina, substan inhibitoare pentru foarte multe bacterii. Fleming cultiva Staphylococcus aureus n laborator. Deasemenea, fcea experimente pe mucegaiul Penicillium notatum. Accidental, culturile de Staphylococcus aureus au fost contaminate cu P. notatum, ducnd la moartea bacteriilor. Penicilina a devenit una dintre primele antibiotice. n ceea ce privete microbiologia n Romnia, cei mai importani cercettori au fost: Victor Babe (1854-1926). Acesta descoper un sporozoar parazit al cpuelor, numit Babesia, ce provoac o boal rar si grav, numita babesioza. Demonstreaz pentru prima dat existena bacilului tuberculozei in urina bolnavilor infectai. Deasemenea, descoper incluziunile citoplasmatice prezente in celulele nervoase, in cazul turbrii, denumite ulterior corpusculii Babe-Negri. Babe a fost unul dintre iniiatorii utilizrii serului n tratamente, i a fost primul care a introdus vaccinarea antirabic n Romnia. De asemenea, descoper incluziunile metacromatice (metacromaticreferitor la esuturi, a cror elemente se coloreaz diferit, cu acelai colorant), prezente n citoplasma unor bacterii Gram pozitive (bacilul difteric), numite corpusculii Babs-Ernst.7|Page

Ioan Cantacuzino realizeaz studii n domeniul bacteriologiei, imunologiei, epidemiologiei. A fcut cercetri la Paris, alturi de Ilia Mecinikov. Descoperirile sale au fost importante in tratarea holerei, tifosului exantematic, tubeculozei i scarlatinei. Ca discipol al lui Mecinikov, s-a preocupat de studiul aprrii organismului. n timpul primului rzboi mondial, a fost eful echipei de combatere a epidemiei de tifos. Ali microbiologi romni care au adus contribuii importante au fost: Constantin Levaditi, Constantin Ionescu-Mihieti, Mihai Ciuc, Dumitru Combiescu, tefan S. Nicolau (fondatorul colii romneti de virusologie).

CURS 2. Epidemiologia i bolileEpidemiologia se ocup cu studiul distribuiei i factorilor determinani ai bolilor ntr-o populaie. Cuvntul provine din grecescul epi deasupra, pe, i demos populaie. Epidemiologistul este cercettorul specializat n identificarea i prevenirea bolilor ntr-o populaie dat. Acesta are n vedere etiologia (cauza) bolii i ncearc s previn i s controleze rspndirea bolilor. Epidemiologia este considerat ramur a microbiologiei deoarece microorganismele sint cele care provoac majoritatea bolilor. Poate fi considerat i ramur a ecologiei datorit relaiilor care se stabilesc ntre patogeni, gazd i mediu. Noiunile cele mai importante legate de epidemiologia infeciilor sunt: morbiditatea: numrul de mbolnviri noi la un numr dat de locuitori (10.000, 100.000); incidena: numrul de mbolnviri noi ntr-o perioad dat de timp; prevalena: numr de infecii la un moment dat ntr-o colectivitate; mortalitate: numrul deceselor printr-o anumit infecie raportat la un anumit numr de locuitori;8|Page

letalitate: numrul de decese raportat la numrul de persoane infectate; index de manifestare: numrul de boli clinic aparente raportat la numrul total de persoane infectate.

n funcie de spaiu i timp, infeciile apar: sporadic: cazuri izolate necorelate n timp i spaiu; acestea nu reprezint un pericol pentru populaie. endemic: cazuri relativ frecvente, limitate n spaiu i nelimitate n timp. Numrul de persoane care contracteaz boala i severitatea ei sunt att de reduse , nct nu reprezint o problem de sntate public. epidemic: cazuri numeroase ce apar ntr-un timp scurt i ntr-o zon geografic limitat (holer, febr tifoid, cium); aceasta duce la creterea mortalitii i a morbiditii. Reprezint o problem de sntate public. pandemic: cazuri foarte numeroase ntr-o perioad de timp fr limite geografice (pandemiile de grip, SIDA). Epidemiile se pot clasifica, n funcie de surs, n 2 categorii: epidemii ce au o surs comun: un numr mare de persoane se mbolnvete brusc de la aceeai surs. Aceste epidemii sunt atribuite unei surse de ap contaminate sau unor alimente impropriu preparate. Spre exemplu, holera sau toxiinfeciile alimentare aprute prin consumarea unor alimente de la o cantin. Numrul infeciilor scade brusc, dac sursa este eliminat epidemii propagate: apar prin transmiterea de la o persoan la alta. Agentul cauzator al bolii trece de la o persoan infectat la una sntoas. Numrul de cazuri noi apare mai lent, iar limitarea mnbolnvirilor este mai greu de realizat. Rezervorul de germeni Rezervorul reprezint locul n care microorganismele pot s-i menin capacitatea infecioas. Acestea includ organismul uman, animal, anumite medii nevii i obiecte. Rezervorul uman reprezint principalul rezervor viu de germeni. Importani sunt, purttorii sntoi care reprezint surse oculte de infecie pentru persoanele din jurul lor. Purttorii sntoi sunt acei indivizi la care germenii se multiplic la poarta de intrare fr s produc manifestri clinice i nici imunologice. Nu trebuie confundat starea de purttor sntos cu cea de purttor aparent sntos la care semnele clinice sunt minime sau absente, dar sunt prezente semnele biologie i imunologice (purttori de virus hepatitic B). Rezervorul uman joac un rol important n rspndirea multor infecii: streptococice, febra tifoid, difteria, gonoreea, sifilisul, poliomielita, hepatita, SIDA etc. Rezervorul animal. Att animalele slbatice ct i cele domestice pot constitui sursa multor infecii. Bolile comune omului i9|Page

Clasificarea bolilor

animalelor se numesc antropozoonoze. Transmiterea poate avea loc prin contactul direct cu animalul infectat, prin contactul cu unele produse animale (piei, blnuri - crbune pumonar), consumul de carne infectat (crbune intestinal), muctura animalelor (rabie), neptura unor insecte (malaria) etc. Rezervoarele neanimate. Apa i solul. Solul este sursa infeciilor produse de unii fungii patogeni, precum i de sporii bacteriilor strict anaerobe (spori de bacil tetanic i botulinic). Apa se contamineaz de la materiile fecale ale omului i animalelor. Transmiterea agenilor infecioi Agenii infecioi se transmit n general prin 3 modaliti: Transmiterea direct a agentului infecios este posibil de la omul bolnav la cel sntos prin: contact direct prin atingere (rujeol, varicel, variol etc.), srut (hepatita B), contact sexual (sifilis, gonoree, SIDA etc.), contact indirect prin obiecte care au venit n contact cu bolnavul, ca, de pild, batiste, lenjerie, vesel, termometre, siringi infectate etc., prin picturile lui Pflgge pe care bolnavul le rspndete n timpul strnutului i a tusei (virusurile gripale, paragripale etc.). Transmiterea prin vehiculi obinuii se refer la transmiterea agenilor infectioi pe cale hidric (salmonelle, shigelle), alimentar (botulism, toxiinfecii alimentare), prin snge (hepatita B, citomegalia, SIDA) etc. Transmiterea prin vectori. Cei mai importani vectori sunt artropodele. Unele dintre ele, ca de pild mutele, sunt vectori mecanici care transport agenii infecioi dintr-un loc n altul. Vectorii biologici sunt cei care particip activ la transmiterea agentului infectios. Astfel, unele artropode inger agentul infecios n timp ce sug sngele persoanei infectate (de pild, narul anofel, care transmite malaria), gzduind o parte a ciclului evolutiv al acestuia i transmindu-l prin neptur altei persoane Patogenia infeciilor n orice infecie au loc urmtoarele evenimente: contaminarea (ntlnirea cu agentul infecios), ptrunderea i multiplicarea n organismul gazd prin eludarea rezistenei antiinfecioase, producerea injuriilor morfologice i funcionale, datorate n parte aciunii directe a agentului infecios i cel mai frecvent, reaciilor de aprare ale organismului, deznodmntul infeciei, care poate fi vindecarea cu sau fr sechele, exitusul sau coexistena pe timp ndelungat a celor doi parteneri ai infeciei: agentul infecios i organismul. n majoritatea infeciilor, evenimentele descrise mai sus se petrec consecutiv, ntr-o perioad limitat de timp. n infeciile produse de germenii condiionat i accidental patogeni, contaminarea, ptrunderea i chiar i colonizarea (multiplicarea la locul de intrare) se petrec cu mult timp nainte10 | P a g e

ca infecia s se declaneze. Durata intervalului pn la producerea acesteia depinde n mare msur de statusul imunitar ale gazdei care poate permite sau nu producerea unei infecii cu aceti germeni. Aceste etape sunt nsoite de mecanismele de aprare antiinfecioas ale gazdei, ceea ce deosebete agenii infecioi fiind maniera n care sunt capabili s eludeze aceste mecanisme. Contaminarea Prima ntlnire a organismului cu microbii se produce n momentul naterii; ftul- via intrauterin steril din punct de vedere microbiologic; este aprat de membranele fetale, iar placenta permite ptrunderea unui numr foarte redus de microorgansime din circulaia mamei:v.rubeolic, rujeolos, HIV, Treponema pallidum, Toxoplasma gonidii. n timpul naterii nou-nscutul vine n contact cu microorganismele prezente n canalul vaginal i pe pielea mamei. El nu este expus acestei contaminri total neprotejat ci motenete de la mam, pe cale sanguin, un repertoriu bogat de anticorpi la care se adaug cei din colostrul i laptele matern. Acetia i asigur o protecie relativ fa de infecii pn cnd va ncepe s-i dezvolte propriile mecansime de aprare antiinfecioas. Dintre microorgansimele cu care organismul vine n contact pe parcursul existenei sale, o parte vor dispare de pe suprafaa organismului, o parte vor coloniza pielea i mucoasele i doar o mic parte vor produce infecii propriu-zise. Contaminarea poate fi endo i exogen. Infeciile exogene sunt cele care rezult n urma contactului cu agentul infecios din mediul nconjurtor. Agenii infecioi pot contamina organismul n cele mai variate mprejurri: pe cale alimentar, respiratorie, contact sexual, manevre medicale, promiscuitatea cu animalele, mucturile de insecte etc. Modul de contaminare sugereaz aproape ntotdeauna i posibilitile de prevenire nespecifice ale infeciei. n infeciile exogene produse de germenii nalt patogeni, timpul care trece de la contaminare pn la apariia simptomatologiei clinice este n general bine definit (perioada de incubaie). Infeciile endogene rezult n urma contaminrii cu germeni de pe suprafaa mucoaselor i a pielii. Aceste microorgansime produc infecii dac traverseaz barierele anatomice i ptrund n esuturi (E.coli). Pe de alt parte, ageni infecioi din flora normal a organismului, care nu produc infecii la individul sntos, le vor produce la indivizi cu deficiene imune (supui unui tratament imunosupresor, cu deficiene imune genetice, cu deficiene imune dobndite). n ambele situaii contaminarea are loc cu mult nainte de producerea infeciei propriu-zise. Ptrunderea11 | P a g e

n zone anatomice care sunt n relaie direct cu exteriorul (tubul digestiv, cile respiratorii, cile urinare, cile genitale, conjunctiva etc.) - fr traversarea barierelor epiteliale. Microrgansime: V. cholerae (holera), C.diphteriae, E.coli (infeciile urinare) etc., n esuturile profunde - cu trecerea microorganismelor prin barierele anatomice reprezentate de piele i mucoase. Unele microorganisme pot trece direct prin pielea intact cum sunt leptospirele i unii viermi, ca, de exemplu, filariile, iar altele pot traversa epiteliul mucoasei respiratorii, digestive, a tractului genitourinar i conjunctiva, direct n snge sau n esuturile profunde prin leziuni traumatice, muctura unor animale (virusul rabic, Pasteurella multocida), nepturile unor insecte (Plasmodium falciarum) sau prin diverse acte medicale efectuate fr respectarea normelor de asepsie (HIV, virusul hepatitei B, etc.). Multiplicarea Numrul de microorgansime care ptrund n organism (mrimea inoculului) este n mod obinuit prea mic pentru a produce simptome. Agenii infecioi trebuie s nving mecanismele de aprare antiinfecioas ale gazdei i s se nmuleasc la un nivel corespunztor pentru ca prezena lor n organism s se fac simit. n general, microorganismele se multiplic mai ncet in vivo dect in vitro, tocmai din cauza reaciilor de aprare pe care le declaneaz. Intervalul - de la ptrunderea agentului infecios pn la apariia simptomatologiei clinice se numete perioad de incubaie. Un aspect foarte important, determinant n evoluia infeciei, este sediul multiplicrii microorgansimelor: extra- sau intracelular. Microorgansimele cu habitat extraclelular sunt supuse aciunii complementului, lizozimului, anticorpilor, fagocitozei etc., pe cnd cele cu habitat intracelular sunt protejate de aceti factori, nmulirea lor fiind protejat. Eliminarea lor din organism se face prin distrugerea celulelor n care se afl, ceea ce atrage dup sine producerea unor leziuni tisulare. Localizarea infeciei Un proces infecios poate fi localizat atunci cnd germenii se multiplic ntr-o zon relativ limitat a organismului (abces sau furuncul). Infecia se poate propaga de la poarta de intrare prin continguitate din aproape n aproape i prin diseminare la distan pe cale sanguin sau/i limfatic. n cel din urm caz rezult infecia sistemic sau generalizat. Dintr-un proces infecios localizat, germenii pot fi vehiculai de snge sau limf la diferite organe iniiind o localizare secundar. Un aspect particular al diseminrii microbilor n organism este transportul mediat celular i translocarea. Transportul mediat celular este modalitatea pe care o folosesc microorganismele care rezist digestiei intracelulare a fagocitelor (de exemplu, chlamydiile, gonococii etc.). Ele se vor nmuli n aceste celule i vor fi vehiculate la distan. Translocarea este proprietatea unor germeni de a traversa un epiteliu pentru a ajunge n circulaie (de exemplu, bacilul tific este translocat de ctre celulele epiteliale ale mucoasei digestive i ajunge n circulaie). 12 | P a g e

Prezena bacteriilor n snge se numete bacteriemie iar multiplicarea lor n snge septicemie. Toxemia este prezena n snge a unei toxine secretate sau eliberate de microb fie n afara organismului (toxina botulinic prezent n conserve), fie n organism (endotoxina bacteriilor gram-negative cnd se produce o liz masiv a acestora n snge). ETAPELE EVOLUTIVE ALE INFECIEI perioada de incubaie: intervalul de timp care trece de la ptrunderea microbului n organism pn la apariia primelor simptome. boli cu perioad de incubaie scurt de 1-7 zile (toxinfecii alimentare, meningite, difterie, gonoree etc.), cu incubaie medie de 8-21 de zile ( febra tifoid, tetanus etc.) i cu incubaie lung de zeci de zile (hepatita B, 60-180 de zile) i foarte lung de ani de zile (tuberculoz, SIDA, lepr etc.). Bolile infecioase ciclice (cu evoluie regulat), ca de pild rujeola, rubeola, varicela, variola etc., au o perioad fix de incubaie. debutul bolii reprezint apariia primelor simptome i poate fi brusc sau insidios. perioada de stare. n aceast perioad se manifest semnele clinice i paraclinice caracteristice bolii. perioada de convalescen n care se refac leziuni i se restabilesc funciile perturbate. Aceast perioada este important deoarece acum pot aprea recderi, complicaii sau cronicizarea infeciei. n cazul unei evoluii favorabile se produce vindecarea cu sau fr sechele. n cazuri nefavorabile, boala evolueaz spre exitus sau spre cronicizare. EFECTELE NOCIVE ALE INFECIEI Alterri organice i funcionale datorate agenilor infecioi Alterri mecanice. Obstruciile mecanice se datoreaz reaciei inflamatorii a gazdei ca rspuns la prezena microorganismului. Orice organ tubular poate fi obstruat n anumite infecii, uneori cu urmri nefaste. obstrucia cilor respiratorii - n difterie. ptrunderea germenilor dintr-o infecie a urechii medii la meninge poate duce la dilatarea ventriculilor cerebrali prin obstruarea circulaiei LCR. n infeciile parazitare. Dac agenii infecioi au dimensiuni mari i sunt n numr suficient, ei pot obstruciona unele ci anatomice vitale. ( Ascaris lumbricoides, poate obstrua un canalicul biliar, iar dac se gsete n numr mare produce un ghem care obstrueaz tubul digestiv) Alterri organice i funcionale datorate agenilor infecioi Distrugere celular Bacteriile distrug celulele prin toxinele pe care le secret. Acestea acioneaz fie n apropierea porii de intrare (Shigella), fie la distan de locul unde sunt produse13 | P a g e

(Corynebacterium diphteriae). La aciunea toxinelor se mai adaug cea a enzimelor hemolitice i leucolitice. Virusurile cu efect citopatogen produc liza celulelor n care se nmulesc.

paralizii spastice, iar cea botulinic interfereaz eliberarea de acetilcolin la nivelul sinapselor colinergice rezultatul fiind paralizia flasc. n ambele cazuri moartea se produce prin paralizia muchilor respiratori. Toxina holeric crete nivelul de AMP-ciclic n celulele epiteliului intestinal, ceea ce are ca rezultat eliminarea unor cantiti mari de ap n intestin cu producerea consecutiv a diareei. Moartea survine prin deshidratare. Alterri datorate reaciilor de aprare antiinfecioas Puroiul: un amestec de leucocite vii i distruse, bacterii i un exudat. El rezult n urma migrrii rapide a leucocitelor n focarul infecios, stimulate de substane chemotactice produse chiar de bacterii dar i de esuturi sau leucocite. Dup distrugerea lor, leucocitele elibereaz n jur hidrolaze puternice din granulaiile lizozomale. Aceste enzime lezeaz esuturile nvecinate, extinznd zona afectat. Abcesul. Cnd puroiul se constituie ntr-o colecie, vorbim de un abces. De exemplu, furunculul se produce prin obstrucia unei glande sebacee, ceea ce ofer stafilococului auriu, prezent n mod normal pe piele, oportunitatea de a se nmuli eficient i de a produce infecia. Localizarea unui abces este esenial pentru prognostic. Astfel, furunculele cutanate sunt dureroase, dar prognosticul nu este grav n general, pe cnd localizarea unui abces la nivel cerebral este fatal. Pacienii cu deficiene genetice ale funciilor leucocitare sufer de infecii purulente recurente, chiar i n condiiile unui tratament corect cu antibiotice. Reacia de faz acut. Prezena bacteriilor n esuturi elicit o reacie generalizat cunoscut sub denumirea de rspuns de faz acut i care este un mecanism al rezistenei antiinfeciose naturale. Dac intensitatea acestei reacii depsete nivelul fiziologic, ea determin tulburri foarte grave. Bacteriile induc secreia IL-1 care acioneaz asupra centrului termoreglrii, rezultatul fiind febra. IL-1 stimuleaz, de asemenea, sinteza unor substane numite prostaglandine care i ele acioneaz asupra centrului termoreglrii i sunt responsabile de starea general de disconfort pe care o resimim n timpul unei infecii. Endotoxinele bacteriilor gram-negative pot induce i ele rspunsul de faz acut. n doze mici, endotoxinele produc febr i mobilizeaz unele mecansime de aprare antiinfecioas. n cantiti mari, ele induc ocul endotoxic i coagularea intravascular diseminat.14 | P a g e

Alterri farmacodinamice ale metabolismului. Toxina tetanic modific metabolismul celulelor motoare ducnd la

Rspunsul umoral (formarea de anticorpi specifici). n circulaie i n esuturi anticorpii se combin cu agenii infecioi sau cu unele produse ale acestora (toxine, enzime etc.). Aceste complexe antigen-anticorp vor induce, n mod normal, un rspuns inflamator prin intermediul sistemului complement n scopul eliminrii agenilor nfectioi sau a neutralizrii produilor lor toxici. Nu are ntotdeauna un efect protector. La persoane cu predispoziie alergic este posibil sensibilizarea organismului fa de anumite antigenele bacteriene ceea ce duce la instalarea unor stri de hipersensibilitate mediate umoral (de tip I, II sau III). Astfel, de pild, sunt foarte bine cunoscute mecanismele umorale prin care se produc complicaiile alergice poststreptococice cum sunt cardita reumatismal (HS de tip II) i glomerulonefrita acut (HS de tip III). Rspunsul celular mediat de limfocitele T citotoxice i macrofage poate depi n intensitate limitele fiziologice fiind asociat cu inflamaia cronic. Acest aspect se ntlnete mai frecvent n infeciile cu germeni cu habitat predominent intracelular (tuberculoz, lepr) i virusuri. MANIFESTRILE CLINICE ALE INFECIEI Manifestrile clinice ale infeciei sunt multiple, fiind influenate de o serie de variabile: factorii genetici ai gazdei i ai agenilor infecioi, doza infectant, calea de ptrundere, factorii de patogenitate ai microbilor, rezistena antiinfecioas a gazdei, considerente anatomice, factorii de mediu i de ali factori pn n prezent necunoscui. Unele infecii au, n general, acelai tablou clinic la majoritatea indivizilor (holer, cium, dizenterie, rabie etc.). Alteori, evoluia este diferit n funcie de rezistena individului i patogenitatea agentului infecios. Astfel, la unii indivizi infecia poate fi urmat de starea de boal, deci evolueaz cu manifestri clinice, iar la cei la care organismul este capabil s-i mobilizeze rapid i eficient mijloacele de aprare, meninnd multiplicarea agenilor infecioi la un prag sczut, de o infecie inaparent, care va determina doar modificri imunologice, decelabile prin teste de laborator. ntre aceste dou extreme exist diferite nuane care pot fi reprezentate sub forma unui iceberg. (infecia cu virus poliomielitic). Dup aspectul evolutiv, infeciile sunt : Infeciile acute: evolueaz ntr-un timp limitat, rezultatul fiind n general vindecarea. Exemple: bolile infecto-contagioase ale copilriei (rujeol, varicel, rubeol, orellion etc.). n infeciile cronice: agentul patogen acioneaz timp ndelungat n organism. Ele rezult fie din cronicizarea unei infecii acute (hepatita B), fie n urma infeciei cu germeni care dau boli cu evoluie cronic (tuberculoz, sifilis, lepr etc.).

15 | P a g e

Infeciile latente : agentul infecios se gsete n organism pentru o perioad ndelungat, se nmuleste intermitent i produce recidive (infecia herpetic). Infeciile lente: afecteaz ncet i progresiv sistemul nervos central. Unele sunt de natur viral, ca, de exemplu, panencefalita subacut sclerozant produs de virusul rujeolic.

CURS 3. ImunitateaSistemul imunitar al unui organism asigur protecia acestuia mpotriva invaziei de ctre alte organisme sau de ctre substane strine, cum ar fi bacteriile, virusurile, fungii, viermii, polenul, esuturile transplantate sau veninul. Pri din aceste substane se numesc antigene sau imunogene. Antigenele pot fi polizaharide sau proteine i provoac un rspuns imun din partea organismului. Imunitatea reprezint rspunsul specific al organismului gazd cnd un alt organism sau o substan l invadeaz. Corpul reacioneaz la antigene prin formarea de anticorpi. Anticorpii sunt proteine sintetizate de ctre corp i care se combin specific cu antigenele, pe principiul lactului i al cheii. Sistemul imunitar recunoate un anumit corp sau substan ca fiind propiu sau strin. Antigenul este recunoscut de ctre sistemul imunitar ca fiind strin. De asemenea, celulele canceroase sunt recunoscute ca fiind strine. Antigenul determin din partea organismului formarea de anticorpi i de limfocite specializate care l atac. Dac respectivul antigen invadeaz din nou, aceti anticorpi i limfocitele specializate l recunosc, inactivndu-l i distrugndu-l. Acesta este numit rspunsul imun mpotriva antigenului. Exist dou modaliti principale de imunitate: imunitatea natural i imunitatea dobndit. Imunitatea natural este o caracteristic a speciei i reprezint protecia organismului mpotriva diferitelor microorganisme, ca urmare a lipsei de receptori a organismului pentru acele microorganisme. Acest tip de imunitate se ntlnete la toi indivizii aceleai specii. Spre exemplu, omul nu se poate infecta cu virusul mozaicului tutunului. Dezvoltarea anticorpilor i a limfocitelor specializate se numete imunitate dobndit, deoarece este ctigat de ctre organism de-a lungul vieii, prin mijloace naturale sau artificiale. n funcie de calea prin care este dobndit, imunitatea se clasific n dou moduri. Un prim mod de clasificare este : Natural: cnd nu se intervine din exterior Artificial: cnd se intervine prin diferite tehnici puse la punct de om (vaccinuri, seruri imune) Aceste dou tipuri de imunitate se clasific la rndul lor, n funcie de efortul depus de organism, n dou tipuri:16 | P a g e

Imunitatea dobndit

Activ. Imunitatea dobndit activ are loc atunci cnd un individ este expus unui agent patogen i i formeaz anticorpi i limfocite specializate. Imunitatea natural se dobndete prin intrarea n contact cu patogenul, iar cea artificial se dobndete prin vaccinare. Vaccinul este o substan care conine microorganisme slbite sau inactive. Pasiv. n cazul imunitii pasive, anticorpi deja formai sunt introdui sau trecui individului. Acesta nu i produce singur. Cea natural are loc cnd anticorpii IgG de la mam trec la ft prin placent sau cnd IgA sunt trecute nou-nscutului prin colostrul matern. Cea artificial are loc prin seruri imune, ce conin anticorpi.

Serul i anticorpii Prin separarea electroforetic a proteinelor serice se obin diferitele tipuri de imunoglobuline. Exist trei tipuri principale: , i . Imunoglobulinele reunesc cei mai muli anticorpi. Un ser bogat n anticorpi este denumit ser globulinic. Imunoglobulinele pot fi injectate la o alt persoan, aceasta devenind imun la antigenele a cror anticorpi existau printre imunoglobulinele respective. Imunitatea dobndit astfel nu dureaz dect circa trei sptmni, deoarece anticorpii se degradeaz.17 | P a g e

Tipuri de imunitate Imunitatea mediat umoral (prin intermediul anticorpilor) Imunitatea mediat prin anticorpi, numit i imunitate medait umoral, utilizeaz anticorpii n fluidele extracelulare, precum secreii mucoase, plasm i limf. Aceti anticorpi sunt produi de celulele B sau limfocitele B. Acestea atac n principal bacteriile, toxinele bacteriene i virusurile care invadeaz fluidele corpului. Deasemenea, atac i esuturile transplantate. Imunitatea mediat umoral a fost descoperit de cercettorul german Emil von Behring, la nceputul secolului XX, n cutarea lui de a creea o tehnic de imunizare mpotriva difteriei. Imunitatea mediat celular Imunitatea mediat celular implic limfocite specializate numite limfocite T care atac organismele strine direct i nu prin intermediul anticorpilor. Limfocitele T sunt, deasemenea, eficiente mpotriva viermilor, fungilor i protozoarelor. n plus, aceste celule regleaz diferite aspecte ale sistemului imunitar. Imunitatea mediat celular a fost explicat de cercettorul rus Ilia Mecinikov care, la nceputul secolului al XIX-lea, a observat c celulele fagocitare sunt mult mai active la animalele imunizate. Antigenele Un anticorp recunoate antigenul specific prin una sau mai multe regiuni prezente la nivelul antigenului, numite epitopi, sau determinani antigenici. Epitopii trebuie s aib o anumit form, dimensiune i structur chimic pentru ca anticorpul s poat interaciona cu ei i s poat distruge antigenul. Antigenele au o mas molecular de aproximativ 10.000 Da sau chiar mai mult, dei unele substane strine pot avea o mas molecular mult mai mic i nu sunt percepute ca antigene. Acestea se numesc haptene i pentru a deveni antigene, trebuie s se cupleze cu un transportor (o protein). Anticorpii atac doar haptena, nu i transportorul. Spre exemplu, penicilina este o hapten, nefiind perceput de organism ca antigen. Totui, n unele cazuri, cnd penicilina se ataeaz de proteine serice, se produce o reacie alergic. Persoanele care rspund n acest mod, sunt alergice la penicilin. O reacie alergic este un rspuns tipic imun. Antigenele pot fi proteine, polizaharide cu molecul mare, lipide sau acizi nucleici. Totui, antigenele de tip lipide sau acizi nucleici trebuie s se combine cu proteine sau polizaharide, altfel nu sunt considerate antigene. Anticorpii Anticorpii sunt cunoscui i sub denumirea de imunoglobuline, un grup de proteine solubile. Un antigen poate determina producia a diferii anticorpi, n funcie de epitopii si. Epitopii sau determinanii antigenici sunt cunoscui ca situs-ul de legare al antigenului. Numrul de situsuri de legare ale antigenului este denumit valena anticorpului. Exist cel puin 2 epitopi pe fiecare antigen, unde un anticorp uman se poate lega. Acesta este cunoscut ca i anticorp bivalent deoarece valena lui este 2.18 | P a g e

Structura unui anticorp bivalent este numit monomer i const din 4 lanuri proteice. Acestea sunt 2 lanuri grele (heavy) H i lanuri uoare (light) L. Aceste proteine sunt conectate ntre ele i formeaz o structur cu aspect de Y, suficient de flexibil, nct s poat dobndi aspect de T. n aceast molecul se disting dou regiuni: regiunea variabil (braele Y-ului) i regiunea constant (piciorul Y-ului). Regiunea variabil are o conformaie spaial complementar cu epitopii antigenelor. Regiunea constant se numete regiune Fc. Aceast regiune permite legarea de anticorpi complementari, dac ambele situsuri de legare pentru antigene sunt ocupate. Altfel, anticorpii complementari sunt liberi s se ataeze de antigene i s reacioneze cu ele. Exist 5 tipuri de regiuni constante asociate cu 5 clase de imunoglobuline.

Structura unui anticorp bivalent IgG (imunoglobulinele G) IgG neutralizeaz toxinele bacteriene i atac bacteriile i virusurile aflate n circuitul sanguin, prin creterea eficacitii fagocitelor. Aproximativ 80% dintre anticorpi aparin acestei clase. IgG pot strbate pereii vaselor i placenta, ptrunznd n fluidele tisulare. IgM (imunoglobulinele M) IgM reprezin prima clas de anticorpi ce rspund la un antigen sau la o infecie iniial i reprezint cam 10% din anticorpii din ser. IgM au dimensiuni relativ mari i au structur pentameric, fiind formai din 5 monomeri unii printr-un lan peptidic (join-chain). Datorit dimensiunii, IgM rmn n lumenul vasului sanguin. IgM sunt responsabile de hemaglutinare, n timpul transfuziilor incorecte, precum i de sporirea eficacitii fagocitelor. IgM sunt primele care apar n momentul iniial expunerii la antigene. IgA (imunoglobulinele A) IgA sunt cei mai ntlnii anticorpi n secreii i n membranele mucoase. Reprezint 15% din anticorpii serici. IgA protejeaz copiii de infecii gastrointestinale i lupt mpotriva antigenelor ce atac sistemul respirator. Plasmocitele din membranele mucoase produc anticorpi secretori IgA, ce sunt apoi trecui ptin celule mucoase i atac antigenele de la19 | P a g e

suprafaa mucoaselor, precum bacteriile i virusurile. IgA au o durat de via limitat. IgD (imunoglobulinele D) IgD sunt prezente n snge i n limf, acestea sunt receptori la suprafaa limfocitelor B. asigur de asemenea protecie mpotriva viermilor parazii. IgE (imunoglobulinele E) IgE interacioneaz cu bazofilele i cu mastocite care elibereaz mediatori chimici, de tipul histaminelor care produc reacii alergice. IgE reprezint mai puin de 1% din totalul anticorpilor serici. Asigur aprare mpotriva viermilor parazii. Celulele B Celulele B sau limfocitele B se dezvolt din celuole stem ale mduvei osoase i ale ficatului ftului. Acestea sunt transportate la nivelul ganglionilor limfatici i n splin, unde utilizeaz receptori antigenici pentru a putea identifica antigene. Odat ce un antigen este identificat, limfocitele B i T activeaz un grup de limfocite ce produc anticorpi utilizai n rspunsul imun mediat umoral. Limfocitele T nu produc anticorpi. Cnd limfocitele B intr n contact cu antigenii extracelulari, devin plasmocite productoare de anticorpi, cicrca 2000/s. Cnd limfocitele B sunt stimulate de antigene, se produc i celule cu memorie. O celul cu memorie este o celul care asigur organismului o imunitate de lung durat mpotriva unui anumit antigen. n momentul n care antigenul se leag de receptorul antigenic, limfocitele B se multiplic ntr-o manier clonal. Un anticorp se leag la un epitop al unui antigen i formeaz un complex antigen-anticorp. Acest complex este specific. Totui, cnd exist cantiti mari de antigene, acestea pot fi legate de anticorpi nespecifici, ceea ce face ca respectivul complex s nu prezinte o interaciune perfect. Dac limfocitele B nu intr n contact cu antigenele, sunt distruse prin apoptoz. Apoptoza reprezint moartea programat a celulelor, care vor fi eliminate din organism prin intervenia fagocitelor.

20 | P a g e

Clase de anticorpi

Strategii de combatere a antigenelor Formarea complexelor antigen-anticorp este util n rspunsul la organisme infecioase sau substane strine deoarece le ndeprteaz din organism. Metodele de aprare prin formarea complexelor antigen-anticorp constau n aglutinare, opsonizare, neutralizare, citotoxicitate mediat umoral i celular i activarea complementului. Aglutinarea determin legarea antigenelor ntr-un agregat ce va fi uor distrus de fagocite. Opsonizarea reprezint acoperirea bacteriilor ncapsulate de anticorpi ce se leag i de fagocite, facilitnd liza bacteriilor. Neutralizarea determin blocarea antigenelor de a se lega de celulele int, ducnd la neutralizarea antigenelor.21 | P a g e

Citotoxicitate mediat umoral i celular reprezint legarea anticorpilor de toxinele bacteriene, mpiedicn legarea i ptrunderea n celulele int. Activarea complementului este utilizat cnd agenii infecioi sunt nvelii n proteine reactive ce determin ataarea IgM i IgG la agent, determinnd liza membranei celulare i ingestia de ctre fagocite.

Imunitatea de durat Cnd antigenele sunt ntlnite pentru prima oar, are loc un rspuns imun primar ce determin creterea titrului anticorpilor. Titrul reprezint cantitatea de anticorpi din serul unui organism infectat. Cnd antigenul atac pentu prima dat organismul cantitatea de anticorp este extrem de redus. Apoi titrul anticorpului crete gradual i scade odat cu distrugerea sau neutralizarea antigenului. Cnd organismul intr n contact pentru a doua oar cu antigenul, are loc un rspuns imun secundar ce duce la transformarea rapid a limfocitelor cu memorie n plasmocite productoare de anticorpi. Un limfocit B cu memorie este un limfocit B produs ca urmare a rspunsului primar i care nu s-a transformat atunci n plasmocit. Anticorpii utilizai pentru dignostic Anticorpii sunt utilizai n diagnosticarea bolilor, din moment ce prezint activitate specific. Aceasta este util n identificarea unui agent patogen necunoscut. Anticorpii pot fi produi n laborator prin clonarea unor celule cultivate productoare ale anticorpilor respectivi. Aceti anticorpi se numesc anticorpi monoclonali. Celule maligne ale sistemului imunitar, numite celule mielomice sunt utilizate deoarece se divid continuu. Acestea fuzioneaz cu limfocite ce produc un singur tip de anticorpi formnd celule numite hibridomale. Acestea se divid n continuu i produc mari cantiti de anticorpi. Anticorpii monoclonali sunt utilizai pentru dignosticarea infeciilor streptococice i infeciilor clamidiale. Deasemenea, testele de sarcin utilizeaz anticorpi monoclonali ce leag hormonii prezeni n urin, n timpul sarcinii. Mesagerii chimici Celulele sistemului imunitar comunic ntre ele prin utilizarea de mesageri chimici ce trimit semnale pentru a declana diverse reacii. Aceti mesageri chimici se numesc citokine. Exist circa 60 tiprui citokine. Citokinele utilizate pentru comunicarea ntre leucocite se numesc interleukine. Exist 17 interleukine identificate numeric. Citokinele sunt utilizate ca ageni terapeutici care combat bolile. Spre exemplu, interleukina1 este utilizat n distrugerea tumorilor la animale. Limfocitele T Limfocitele T se dezvolt n mduva osoas i migreaz n timus, unde se maturizeaz. Apoi migreaz n sistemul limfatic pentru a proni lupta mpotriva antigenelor. Odat ce organismul devine adult, abilitatea de a creea limfocite T se diminueaz. Limfocitele T atac un antigen specific situat la suprafaa celulei. Aceste celule se numesc celule ce prezint antigene (antigen-presenting22 | P a g e

cells) APCs, cum ar fi, macrofagele sau celulele dendritice. Dup ce antigenul este ingerat de APC, fragmente din antigen sunt plasate la suprafaa celulei. Aceste fragmente trebuie s se aflea n apropierea moleculelor proprii ale suprafeei celulare. Moleculele proprii fac parte din complexul de histocompatibilitate, grup de proteine unice pentru fiecare persoan i utilizate n distingerea propriului de nonpropriu. Cnd un receptor antigenic ntlnete fragmente din antigenul complementar, celulele T se transform n celule T efectoare ce ndeplinesc rspunsul imun. Un limfocit T este o celul stimulat antigenic. Unele limfocite T atac antigenele n timpul rspunsului primar, n timp ce altele devin celule cu memorie i au rol n rspunsul secundar imun. Exist 4 tipuri de celule T: Celule T Helper determin formarea de limfocite t citotoxice, activeaz macrofagele, produc citokine i sunt eseniale n formarea de anticorpi de ctre limfocitele B. Celulele T citotoxice distrug celulele infectate de ctre virusuri i bacterii. Celulele T responsabile de prelungirea hipersensibilitii (TD) sunt asociate cu reaciile alergice. Celulele T supresoare opresc rspunsul imun cnd nu exist antigene. Limfocitele T sunt identificate i dup receptorii de suprafa, numii grupuri de difereniere (clusters of differentiation) CD. Acestea sunt de dou tipuri: CD4-Celule T helper CD8-Celule T citotoxice i supresoare Macrofagele i celulele Natural Killer (NK) Macrofagele sunt celule fagocitare ce ingereaz antigene. Acestea sunt n repaus pn cnd primesc citokine de la celulele T Helper, moment n care se mresc i sunt pregtite s atace antigenele. Macrofagele distrug celulele infectate cu virusuri i bacteriile localizate intracelular. Deasemenea, elimin celulele tumorale. Celulele NK sunt limfocite care distrug alte celule, precum celulele tumorale. Celulele NK sunt ntotdeauna active i n cutare de celule infectate. Acestea sunt diferite de celelalte celule ale sistemului imunitar care se activeaz doar n prezena unui antigen.

CURS 4 Principii de sterilizare i dezinfecie23 | P a g e

Sterilizarea este definit ca fiind omorrea sau ndeprtarea tuturor microorganismelor i virusurilor de pe un obiect sau produs. Dezinfecia reprezint ndeprtarea patogenilor de pe obiecte sau de pe tegument. Termenul asepsie scoper toate msurile luate n vederea prevenirii contaminrii obiectelor sau leziunilor. Dezinfecia i sterilizarea utilizeaz att ageni chimici, ct i fizici. O msur a eficacitii acestui proces o reprezint valoarea D, care exprim timpul necesar reducerii cu pn la 90% a numrului de microorganisme. Agenii pentru sterilizare sunt: aerul cald uscat (180 C, 30 minute; 160 C, 120 minute) aerul cald umed (121 C, 15 minute, o presiune atmosferic; 134C 3 minute, 2 atmosfere). razele sunt utilizate n radiosterilizare Dezinfecia este realizat, de obicei, cu ajutorul agenilor chimici, dintre care cei mai importani sunt: aldehidele, alcoolii, fenolii, halogenii i surfactanii (detergenii). Termeni i noiuni generale Sterilizarea reprezint omorrea tuturor microorganismelor i virusurilor sau completa lor eliminare de pe un material, cu o ct mai mare precizie. Un obiect sterilizat i mpachetat astfel nct s nu fie contaminat este numit steril. Metodele standard de sterilizare cu aplicaii medicale sunt capabile s provoace distrugeri iremediabile microorganismelor patogene, precum bacterii, protozoare, fungi, viermi (inclusiv ou). Proceduri speciale sunt necesare pentru inactivarea prionilor (ex. autoclavarea: 121 C timp de 4 ore i 30 minute). Descoperirile din ultimii ani indic faptul c arheobacteriile hipertermofile rezist la temperaturi de peste 100 C i la autoclavare la 121 C timp de o or. Aceste forme de via extreme, alturi de prioni, nu pot fi distruse prin metode standard de sterilizare. Dezinfecia este un tratament orientat ctre prevenirea transmiterii anumitor microorganisme. Scopul procedurilor de dezinfecie este acela de a face un obiect incapabil s rspndeasc microorganisme. Conservarea este un termen general ce face referire la msurile adoptate n vederea prevenirii sporulrii microorganismelor pe difierite produse (farmaceutice, medicamente). Decontaminarea reprezint microorganisme de pe un obiect. ndeprtarea sau reducerea numrului de

Scopul msurilor i tehnicilor aseptice este acela de a preveni contaminarea microbian a obiectelor i leziunilor. Msurile aseptice implic utilizarea unor ageni chimici care s acioneze contra patogenilor din sau de pe esuturi. Mecanisme de aciune 24 | P a g e

Cnd microorganismele sunt distruse prin cldur, proteinele lor (enzimele) sunt denaturate ireversibil. Radiaiile ionizante duc la formarea unor grupe reactive ce distrug ADN-ul i proteinele. Expunerea la radiaii UV modific structural ADN-ul (dimeri timinici), mpiedicnd replicarea. Aceste distrugeri pot fi reparate pn ntrun anumit punct prin expunerea la lumin (fotoreactivare). Majoritatea agenilor chimici (alcooli, fenoli, aldehide, metale grele, oxidani) denatureaz proteinele ireversibil. Surfactanii (amfoterici i cationii) atac membrana citoplasmatic. Derivaii acridinici se leag de ADN, prevenind replicarea i transcripia. Metode fizice de sterilizare i dezinfecie Cldura Aplicarea cldurii este o metod simpl, ieftin i eficient de distrugere a petogenilor. Metodele ce utilizeaz cldura variaz, n funcie de necesiti. Pasteurizarea. Aceasta este un tratament antimicrobian utilizat pentru alimentele n form lichid: La temperaturi joase: 61,5 C, 30 minute; 71 C, 15 secunde La temperaturi ridicate: expunerea cteva secunde la 80-85 C Ultrapasteurizarea: nclzirea la 150 C timp de 2 secunde jumtate ntr-un container presurizat, cu aburi.

Dezinfecia. Aplicarea unor temperaturi mai sczute dect cele necesare sterilizarea. De reinut! fierberea instrumentelor, acelor, seringilor, etc. nu constituie sterilizare. Muli spori bacterieni nu sunt distrui prin aceast metod. Sterilizarea prin cldur uscat. Valorile recomandate pentru sterlizarea la cald sunt: 180 C timp de 30 minute, 160 C timp de 120 minute, n timp ce obiectele pentru sterilizat trebuie s ating aceste temperaturi, pe toat durat procesului. Sterilizarea prin cldur umed. Autoclavele presurizate i saturate n aburi sunt utilizate pentru urmtoarele valori: 121 C, 15 minute, o atmosfer 134 C, 3 minute, 2 atmosfere

Radiaiile Radiaiile nonionizante. Razele UV (280200 nm) reprezint un tip de raze nonionizante care sunt rapid absorbite de ctre o varietate de materiale. Razele UV sunt astfel folosite doar pentru a reduce patogenii aflai n aer 25 | P a g e

(teatre chirurgicale, diferite echipamente) i pentru dezinfecia suprafeelor netede. Radiaiile ionizante. Sunt utilizate dou tipuri: Radiaiile gamma constau n n unde electromagnetice produse prin dezintegrare nuclear (radioizotopul Co 60). Radiaiile corpusculare constau n electroni produi de generatoare i accelerai pentru a le crete nivelul energetic.

Echipamentele de radiosterilizare sunt scumpe. La scar larg, astfel de echipamente sunt utilizate doar pentru sterilizarea bandajelor, materialelor pentru suturi, echipamente medicale din plastic i farmaceuticele sensibile la cldur. Doza necesar depinde de nivelul de contaminare i de ct de sensibile sunt microorganismele la radiaii. Filtrarea Lichidele i gazele pot fi sterilizate i prin filtrare. Majoritatea filtrelor disponibile rein doar bacteriile i fungii, dar cu ajutorul filtrelor ultrafine, virusuri i chiar molecula mari pot fi filtrate. Filtrele membranare permit reinerea diferiteleor particule, datorit porilot de dimensiuni mici. Cel mai bine cunoscut tip de filtru este acela din coloizi organici. aceste materiale pot fi procesate astfel nct se obin straturi filtratoare foarte subiri cu dimensiunile porilor calibrate. n filtrele obinuite ca grosime, lichidele sunt trecute printr-un material fibros (azbest). Eficacitatea acestui tip de filtru se bazeaz pe adsorbie. Datorit posibilelor efecte toxice, sunt scoase din uz.

Metode chimice de sterilizare i dezinfecie Etilen oxid. Acest gaz reactiv este infalambil, toxic i puternic iritant al mucoaselor. Etilen oxidul poate fi utilizat pentru sterilizarea la temperaturi joase (20-60 C). Gazul are o capacitate mare de penetrare i poate trece prin unele folii de plastic. Un dezavantaj l reprezint faptul c nu poate distruge microorganismele uscate i necesit un nivel relativ de umiditate, n camera de sterilizare, de 40-90%. Etilen oxidul se comercializeaz sub form de soluii n plastic, cauciuc i materiale similare. Itemii sterilizai necesit o perioad pn este ndepratat etilen oxidul total de pe suprafaa lor. Aldehidele. Formaldehida este cea mai important dintre acestea. Poate fi utilizaz n aparate speciale de sterilizare. Utilizarea sa principal, este n dezinfecie. Formaldehida este un gaz solubil n ap. Este iritant al mucoaselor; contactul cu pielea poate produce inflamaii sau eczeme alergice. Are un spectru larg de aciune asupra bacteriilor, fungilor i virusurilor. La concentraii ridicate, poate distruge i sporii. Aceast substan este utilizat ca dezinfectant al suprafeelor i obiectelor, la o concentraie de 0,5-5%. n trecut, era utilizat 26 | P a g e

sub form gazoas pentru a dezinfecta aerul din ncperi (5g/m3). Mecanismul de aciune se bazeaz pe denaturarea proteinelor. O alt aldehid utilizat n dezinfecii este glutaraldehida. Alcooli. Tipul de alcool utilizat n dezinfecii este etanolul (80%), propanolul (60%) i izopropanolul (70%). Alcooli sunt eficeni mpotriva bacteriilor i fungilor, mai puin mpotriva virusurilor. Nu pot distruge sporii bacterieni. Datorit aciunii rapide i a ptrunderii bune n piele, utilizarea lor se face n dezinfecia igienic i chirurgical a pielii, mai ales a minilor. Un dezavantaj l reprezint faptul c nu au un efect ndelungat. Alcooli dentaureaz proteinele. Fenolii. Lister a fost primul care a utilizat fenolul n medicin. Astzi, derivaii fenolului sunt nlocuii cu cu grupri organice i/sau halogeni (alchilai, arilai, fenoli halogenai). O caracteristic comun a substanelor fenolice este slaba aciune asupra sporilor i virusurilor. Fenolii denatureaz proteine. Ei se leag de materiale organice destul de de slab, fiin potrivii pentru dezinfecia excreiilor. Halogenii. Clorul, iodul i derivai ai acestor halogeni sunt potrivii ca dezinfectani. Clorul i iodul au un efect microbicidal general i distrug sporii. Clorul denatureaz proteinele prin legarea de gurprile amino libere. Acidul hipocloros, pe de alt parte, este produs sub form de soluii apoase, apoi se desface nacid clorhidric i oxigen, acionnd ca un agent oxidant. Clorul este utilizat pentru dezinfectarea apei de but, a apei din piscine (0,5 mg/l). Hipoclorura de var (clorura de var) poate fi utilizat ca dezinfectant nespecific al excrementelor. Cloraminele sunt compui organici ai clorului care desfac clorul n soluie apoas. Sunt utilizai n curarea i splarea produselor i deinfecia excrementelor. Iodul are proprieti similare cu ale clorului. Cele mai importante preparate pe baz de iod sunt soluiile de iod i iodur de potasiu n alcool (tinctura de iod), utilizate pentru dezinfecia pielii i a leziunilor mici. Iodoforii sunt complexe ale iodului cu surfactani (polivinilpirolidona). Iodoforii au efecte mai puin iritante dect iodul pur, dar au i efecte mai slabe germicide.

Oxidanii. Acest grup include ozonul, peroxidul de hidrogen, permanganat de potasiu i acidul peracetic. Majoritatea sunt utilizai ca antiseptici moderai ai mucoaselor, pielii sau rnilor. Surfactanii. Aceste substane (cunoscute i ca ageni activi de suprafa, tenside sau detergeni) includ detergenii anionici, cationici, amfoterici sau anionici, dintre care cai cationici i amfoterici sunt cei mai eficieni. Efectele bactericide ale acestor substane sunt doar moderate. Nu au efect asupra bacilului Koch (cu excepia amfotensidelor), sporilor sau virusurilor necapsulate. Eficacitatea lor este bun mpotriva bacteriilor Gram-pozitive, dar mai slab 27 | P a g e

asupra bacteriilor Gram-negative. Avantajele includ nivelul sczut de toxicitate, lipsa mirosului, tolerana bn a pielii i efectul curitor.

Dezinfecia practicScopul dezinfeciei chirurgicale a minilor este acela de a ndeprta ct mai multe microorganisme. Procedura este aplicat dup splarea puternic a minilor. Utilizarea alcoolului este cea mai potrivit n astfel de cazuri, cu toate c nu are efect sporicid. Alcooli sun astfel combinai cu ali dezinfectani (compuii amoniului). Iodoforii mai pot fi utilizai. Scopul dezinfeciei igienice a minilor este acela de a cura minile contaminate cu patogeni. i n acest caz, alcooli sunt principalii ageni folosii.. Alcooli i compuii iodului se preteaz pentru dezinfectarea pielii pacienilor n vederea pregtirii pentru operaii sau injecii. Agenii cu miros puternic sunt opiunea logic pentru dezinfecia excreiilor (fecale, sput, urin etc.). Nu este necesar distrugerea sporilor. Prepartele fenolice sunt utilizate n acest caz. Canalizrile contaminate ale spitalelor pot fi dezinfectate termic (80-100C), dac este necesar. Dezinfecia suprafeelor este o parte important a igienii spitalelor. Combinaia ntre curenie i dezinfecie este foarte eficient. Agenii corespunztori includ derivai ai aldehidelor i fenolilor n combinaie cu surfactanii. Dezinfecia instrumentelor este utilizat doar pentru ustensilele ce nu cauzeaz leziuni mucoaselor i pielii (ex. instrumente dentare utilizate n lucrul pe substana dur a dintelui). Aceste pregtiri trebuie s aib i un efect cuitor. Dezinfecia lenjeriei poate fi realizat prin substane chimice sau n combinaie cu tratamente termice. Substanele utilizate includ derivai ai fenolilor, aldehide i clor, precum i i compui surfactani. Dezinfecia trebuie s aib loc n timpul splrii. Clorul este agentul ales pentru dezinfecia apei potabile i a celei din piscine. Este uor de dozat, acioneaz rapid i are un spectru larg de aciune. Nivelul recomandat al concentraiei pentru apa de but este de 0,1-0,3 mg/l. , iar pentru apa din piscine 0,5 mg/l. Dezinfecia final a unei ncperi este procedura aplicat n spital dup finalizarea tratamentului unui pacient infectat i se aplic ncperii, ct i mobilierului. Evaporarea i atomizarea formaldehidei (5g/m3), metoda preferabil, necesit o perioad de expunere de 6 ore. Aceast procedur este acum nlocuit cu metode ce implic dezinfecia de suprafa i prin pulverizarea de produse coninnd formaldehid. Dezinfecia din spitale este important n prevenirea circulaiei infeciilor ntre pacienii aceluiai spital. Procedura trebuie s fie notat pentru fiecare caz n parte.

28 | P a g e

CURS 5 Virusologie parte generalDefiniie. Virusurile sunt complexe constituite din proteine i genom viral (ADN sau ARN). Sunt lipsite att de structur celular, ct i de procese metabolice independente. Se multiplic doar n celulele gazd, bazndu-se pe propria informaie genetic i exploatnd sistemul enzimatic al acesteia. Virusurile sunt entiti infecioase ce difer radical de alte microorganisme printr-o serie de caracteristici: Nu prezint organizare celular, ci sunt alctuite doar din material genetic i proteine. Nu prezint un sistem metabolic propriu, depinznd de sistemele enzimatice ale celulei gazd, pe care le exploateaz n vederea sintezei propriilor componente. i introduc materialul genetic n celula gazd, aceasta accept materialul genetic i ncepe s sintetizeze structurile proprii virusului. Virusurile infecteaz bacterii (bacteriofagii), plantele, animalele sau omul. Particula viral matur este cunsocut sub denumirea de virion. Acesta prezint dou tipuri de constitueni: eseniali: genomul viral, capsida (nveliul proteic) accesorii: peplosul (anvelopa viral), spiculele implantate n nveliul extern sau glicoproteinele

A. Genomul. Materialul genetic viral este reprezentat de ADN sau ARN, n funcie de acest aspect virusurile sunt caracterizate drept ribovirusuri sau dezoxiribovirusuri. ADN-ul este de obicei dublu catenar, linear sau circular.

29 | P a g e

I.

Structura virusurilor

ARN-ul este de obicei monocatenar, cu excepia reovirusurilor (responsabile de diareea la copii mici ntre 6 luni i 2 ani). La unele familii de virusuri, ARN-ul este segmentat. Virusurile cu ARN monocatenar sunt mprite la rndul lor n 2 categorii:

a. Cu lan +: atunci cnd ARN-ul are aceeai polaritate cu ARNm, b. Cu lan -: atunci cnd ARN-ul are polaritatea complementar ARNmi nu se poate realiza sinteza proteinelor dect prin transcrierea informaiei ntr-o caten complementar. B. Capsida. Capsida este nveliul virusului ce protejeaz acidul nucleic i este mai mult sau mai puin conectat cu genomul. Capsida mpreun cu genomul formeaz nucleocapsida, mai ales n cazul unei strnse relaii ntre cele dou componenete (myxovirusuri virusul rujeolei). Capsida este format din uniti repetitive numite capsomere. Numrul acestora variaz, dar este constant n cadrul aceleai specii. Capsomerele sunt sferice sau cilindrice i conin cteva polipeptide. Capsida protejeaz acidul nucleic mpotriva degradrii. La toate virusurile, mai puin la cele protejate de anvelop, 30 | P a g e sinteza proteinelor putndu-se realiza utiliznd genomul ca atare;

capsida este responsabil de ataarea virusului la celula gazd i determin specificitatea antigenic. C. Anvelopa. Anvelopa care nconjoar capsida, la o serie de familii virale, este dependent de membranele celulei gazd (nuclear sau celular, uneori cea a reticulului endoplasmatic). Anvelopa are o structur lipoproteic, lipidele aparin membranei, proteinele aparin att gazdei, ct i virusului i sunt integrate sub form de spicule. Virusurile care prezint anvelop nu sunt adsorbite la suprafaa celulei gazd prin capsid, ci prin anvelop. ndeprtarea acesteia cu ajutorul unor solveni organici sau detergeni reduce infectivitatea acestora.

D. Alte componente virale. Enzime virale. Virusurile necesit un numr de enzime diferite, n funcie de tipul de genom i modul de infecie. La unele specii virale, enzimele sunt componente ale particulei virale. Ex. neuraminidazele necesare ptrunderii i eliberrii myxovirusurilor; ARNpolimeraza ARN dependent, prezent la virusurile -; ADN31 | P a g e

polimeraza la virusul variolei, ADN-polimeraza ARN-dependent (reverstranscripie) la virusul hepatitei B i la retrovirusuri. Hemaglutinina. Unele virusuri sunt capabile de aglutinarea eritrocitelor umane datorit existenei hemaglutininei la nivelul anvelopei, capabil de acest proces. Hemaglutinina joac un rol esenial n adsorbia i ptrunderea n celula gazd.

II.

Simetria virusurilor

n funcie de modul de dispunere a capsomerelor i de morfologia capsidei, virusurile pot avea trei tipuri de simetrie: 1) Simetrie radiar (fig. 2). Virusurile cu simetrie radiar au aspect de icosaedru (poliedru cu 20 de fee reprezentate de triunghiuri echilaterale). Numrul capsomerelor virionului variaz ntre 32 i 252, n funcie de numrul capsomerelor pentru fiecare latur a triunghiurilor (2 sau 6). Capsomerele aceluiai virion trebuie s fie identice, att ca morfologie, ct i ca proprieti antigenice i biologice. Prin purificare i cristalizare s-au putut obine imagini ale diveselor virusuri. 2) Simetrie helical. Aceasta este prezent atunci cnd unul dintre axurile capsidei este mai lung dect cellalt. Capsida se nfoar n jurul genomului sub form de helix, crend o structur de tip cilindric. 3) Simetrie mixt (complex). Este prezent la bacteriofagi i la virusul variolei. Virusul are aspect de cirea cu coad, capul avnd simetrie radiar i coninnd genomul, iar coada are simetrie helical i ajut la introducerea genomului n celula gazd.

III.

Clasificarea virusurilor

Cel mai vechi sistem de clasificare al virusurilor utiliza simptomatologia bolilor produse de acestea. Acest sistem nu este corect tiinific, deoarece acelai virus poate provoca mai multe boli, n funcie de esutul infectat. ncepnd cu anul 1966, virusurile au fost clasificate n ordine, familii i genuri utilizndu-se urmtoarele criterii: Tipul acidului nucleic: ribovirusuri (virusuri cu ARN) dezoxiribovirusuri (virusuri cu ADN); Particularitile fizico-chimice ale genomului: genom mon- sau dublu catenar, liniar, circular, segmentar; Morfologia: simetria capsidei (helical, radiar, mixt), prezena sau absena anvelopei; Strategia de replicare; Structura i proprietile antigenice; Tropismul: 32 | P a g e

afinitatea virusurilor pentru anumite gazde naturale (genotropism): virusuri ale omului, animalelor, insectelor, plantelor, bacteriofagi i actinofagi; - afinitatea virusurilor pentru organe int (organotropism), esuturi (histotropism), celule (citotropism): o virusuri respiratorii: virusul gripal; o virusuri dermotrope (cu afinitate pentru piele i mucoase): poxvirus; o virusuri neurotrope (cu afinitate pentru sistemul nervos central): virusul turbrii i al poliomielitei; o virusuri organotrope (cu afinitate pentru organele interne): virusul febrei galbene; o virusuri hematotrope (transmise prin snge): virusul hepatitei B; o virusuri dermoneurotrope (cu afinitate pentru piele i sistemul nervos central): herpes virus; o virusuri pantrope (cu afinitate pentru celulele sistemului reticuloendotelial). Denumirea tiinific a virusurilor utilizez urmtoarele sufixe: - ales pentru ordine-ex. Nidovirales; - viridae pentru familii-ex. Herpesviridae; - virinae pentru subfamilii-ex. Alphaherpesvirinae; - virus pentru genuri-ex. Herpesvirus. O specie viral cuprinde un grup de virusuri care au aceeai informaie genetic i care mpart aceeai ni ecologic. Speciile virale sunt desemnate, de regul, prin caractere descriptive, ca de exemplu virusul imuodeficienei umane (HIV), cu subspeciile notate prin numere. Se mai utilizez i denumiri rezultate prin combinaia unor litere i cifre (ex. SV40, MS2 etc.).

IV.

Replicarea virusurilor

Paii urmai n vederea multiplicrii virusurilor sunt urmtorii: a. Adsorbia virusurilor la nivelul receptorilor membranari b. Ptrunderea virusului i decapsidarea lui c. Proliferarea componentelor virale d. Asamblarea componentelor virale e. Eliberarea virusului din celul. Aa cum am menionat i mai sus, virusurile se multiplic doar n celule gazd vii. Paii detaliai ai procesului sunt prezentai mai jos. membranari compatibili. Cnd un virus ntlnete o astfel de celul, se adsoarbe fie prin intermediul capsidei, fie prin intermediul anvelopei. Practic receptorii membranari sunt cei care permit infectarea celulei. Unele aspecte privind aceti receptori sunt elucidate. Acetia sunt proteine transmembranare cu rol esenial n viaa celulei, mai ales n comunicarea intercelular. Se cunoate faptul c receptorii CD4 sunt specifici HIV-ului, receptorii

a. Adsorbia. Virionii pot infecta doar celule care prezint receptori

33 | P a g e

complementului (C3) sunt specifici virusului Epstein-Barr. Cunoaterea structurii acestor receptori are un rol practic deosebit de important. Pe de o parte, este important n vederea producerii de medicamente antivirale menite s inhibe adsorbia virusului la celula gazd. Pe de alt parte, identificarea genelor codificatoare ale receptorilor permit realizarea de animale transgenice susceptibile la infecia cu virusul respectiv, la care ele erau, n mod normal, rezistente. Un exemplu n acest sens este obinerea de oareci transgenici susceptibili la virusul poliomielitei, care nu putea fi studiat dect pe maimue. nivelul receptorilor membranari ptrund n celul prin endocitoz. La virusurile cu anvelop, aceasta poate fuziona cu membrana celular a gazdei, n celul ptrunznd doar nucleocapsida. Urmtorul pas l reprezint decapsidarea, cu eliberarea acidului nucleic viral. Acest proces are loc prin activarea enzimelor gazdei. Mecanismul exact de conservare a materialului genetic viral nu este pe deplin elucidat. c. Replicarea acidului nucleic. Se realizeaz diferit, n funcie de tipul de acid nucleic al virusului. o Dezoxiribovirusurile: replicarea ADN-ului viral are loc n nucleul celulei gazd. Unele virusuri (herpesvirusurile) conin propriile lor replicaze. Altele (poliomavirusurile induc tumori) care nu au propriile lor replicaze codific polipeptide care modific polimerazele gazdei pentru a replica propriul lor ADN. La hepadnavirusuri (provoac hepatita B) materialul genetic const dintr-o secven de ADN monocatenar antisens i o scurt secven de ADN sens. Celula infectat transcrie o molecul de ARN sens (catena matri) utiliznd ADN antisens. Acest ARN este integrat n capsida virusului mpreun cu ADN polimeraza. Aceasta sintetizeaz o caten de ADN antisens i pentru a stabiliza capetele genomului sintetizeaz o scurt secven sens. o Ribovirusurile: din moment ce eucariotele nu posed enzime pentru replicarea ARN-ului, virsul trebuie s aduc el nsui ARN- polimerazele ARNdependente. Acestea sunt coninute n virion sau exist doar informaia codificat n genomul virusului. Virusurile care conin ARN monocatenar sunt replicate n dou moduri, n funcie de polaritatea moleculei: Cele cu polaritate +: ARN-ul funcioneaz precum ARNm, replicazele putndu-se sintetiza rapid. Cele cu polaritate -: ARN-ul trebuie s fie transcris ntr-o secven complementar care s aib rol de ARNm. n acest caz, polimeraza pentru prima transcripie exist n interiorul virusului. n cazul ribovirusurilor monocatenare, indiferent de polaritate, sunt produse prima dat molecule complementare, care vor fi transcrise n molecule fiice. Acestea din urm vor avea aceeai polaritate cu a genomului din care proveneau. Virusurile care conin ARN dublu catenar transcriu o caten sens de ARN care este segmentat. Aceasta funcioneaz att ca ARNm ct i ca matri pentru sinteza ARN-ului complementar. Virusurile acestea au nglobate ARN-polimerazele ARN-dependente. 34 | P a g e

b. Ptrunderea i decapsidarea virusului. Virusurile adsorbite la

Retrovirusurile, dei conin un genom ARN cu polaritate pozitiv, replicarea lor este diferit. Genomul const din 2 molecule de ARN monocatenar sens i este transcris de revers-transciptaz n ADN complementar. Acesta devine bicatenar. Transcrierea din ADN n ARN este utilizat att pentru sinteza de proteine, ct i pentru refacerea genomului viral. Indiferent cum este obinut ARN m, acesta este utilizat pentru sinteza de proteine virale. Sinteza este realizat cu informaie viral i cu componente celulare (ARNt, ribozomi, factoride iniiere etc.). n urma sintezei, se obin 2 tipuri de proteine: capsidale (structurale, care apar spre sfritul replicrii) i noncapsidale (enzime produse la nceputul replicrii virusului).

35 | P a g e

36 | P a g e

d. La sfritul replicrii, componentele virusului prezente n numeroase

exemplare sunt asamblate n particule virale noi. La unele specii, aceste particule pot fi acoperite de anvelop. e. Eliberarea virusurilor. n cazul virusurilor cu anvelop, odat cu formarea componentelor acesteia, particulele virale sunt eliberate din celul. n cazul

Replicarea virusurilor

V.

Interaciuni nongenetice

n infeciile virale mixte cu 2 (sau mai multe) virusuri, diferite componente virale pot fi schimbate sau se pot completa reciproc (amestecare, complementare sau interferen). Astfel de procese nu duc la obinerea de caractere stabile, motenibile. n cazul amestecrii, genomul virusului A este integrat n capsida virusului B sau ntr-o capsid mixt, ns particula rezultat va transmite caracterele codificate n genomul ei (A). n cazul interferenei, primul virus ptruns n celul (de obicei avirulent) poate inhiba replicare celui de-al doilea virus sau poate exista o inhibiie reciproc.

37 | P a g e

Mecanismul interferenei se poate datora producerii de interferoni sau unei scimbri n metabolismul celulei gazd. n cazul complementrii, speciile virale infecioase au defecte genetice care mpiedic replicarea. Virusul partener compenseaz defectul, suplinind substanele sau funciile necesare printr-un aa numit efect de ajutorare. Ex. Virusul hepatitei D se replic individual, dar necesit material capsidar suplimentar de la virusul hepatitei B. Quasispeciile. Cnd are lor replicarea ARN-ului viral, nu exist un mecanism de verificare a erorilor, ca n cazul ADN-ului. Rezultatul este producerea unui numr amre de mutaii, pentru o singur copie viral (10.000 nucleotide) apare cel puin o mutaie. Consecina este, dat fiind rata mare a replicaiilor, apariia de mutani viabili ai unei specii i existena lor mpreun ntr-o populaie heterogen, numit quasispecie. Presiunea seleciei (sistemul imunitar) determin supravieuirea acelor virusuri care se ncadreaz cel mai bine n organism. Aceasta explic nivelul ridicat de variabilitate existent n cadrul HIV. Apariia de specii noi. Este mai degrab o excepie dect o regul faptul c virusuri ce afecteaz doar animalele i sufer mutaii devin patogeen pentru om. n cele mai multe cazuri, schimbarea condiiilor de mediu este responsabil pentru noi forme de boal, din moment ce noile virusuri sunt de fapt virusuri vechi care au dobndit un echilibru ecologic cu gazdele lor i au intrat n noi cicluri de transmitere, ca rezultat al urbanizrii, migraiilor i incursiunii omului n biotopuri izolate (virusul Ebola, virusurile rabiei liliacului)

VI.

Reaciile celulei gazd

Consecinele posibile ale infeciei virale asupra gazdei sunt: Necroza: replicarea virusului duce direct la distrugerea celular. Apoptoza: virusul iniiaz o cascad de reacii ce duc la moartea celular programat (sinucidere), n cele mai multe cazuri ntrerupnd ciclul de replicare a virusului. Infecii nonnecrotice: replicarea ca atare a virusului nu duce la distrugerea celulei, dei aceasta poate avea loc ca urmare a rspunsului imun. Infecii latente: genomul viral se gsete n interiorul celulei, dar nu se replic, nici nu distruge celula. 38 | P a g e

Transformarea tumoral: infecia viral transform celula gazd ntr-o celul cancerigen, replicarea virusului poate avea sau nu loc, n funcie de virus i celula gazd.

Necroza: moartea celulei gazd apare eventual dup infecia iniial cu multe specii virale. Aceast distrugere a celulei implic, de obicei, producerea de componente virale. Replicarea viral combinat cu distrugerea celular este denumit ciclul litic viral. Distrugerea celulei, necrotic sau apoptotic este motivul apariiei simptomelor n cazul virozelor, efect cumulat cu cel produs de sistemul imunitar. Aceste efecte observate la celulele din culturi celulare se numesc efect citopatic(CPE) i pot fi utilizate n diagnostic. Efectele includ: detaarea celulelor de substrat sau de celelalte celule, formarea de celule multinucleare gigantice, apariia de incluziuni i vacuole. Acestea din urm apar ca urmare a acumulrii de componente virale. Scopul acestor transformri este replicarea virusurilor, moartea celulei aprnd ca o consecin secundar. Apoptoza: celulele posed mecanisme naturale care iniiaz distrugerea programat, prin transformri citoplasmatice i nucleare. Infeciile cu unele virusuri pot duce la apoptoz. Replicarea virusurilor trebuie s fie ncetinit pentru ca apoptoza s precead nmulirea virusurilor. Corpul elimin rapid celulele apoptotice, nainte de apariia proceselor inflamatorii. Apoptoza este considerat astfel un proces de aprare, care poate fi depit de unele virusuri. Infeciile latente. n acest tip de infecie, virusul este integrat n celul, dar nu are loc replicarea. Celula nu este afectat i nu se manifest simptomele bolii. Acest tip de infecii este ntlnit n particular, la virusurile herpetice care pot rmne n stare latent mult timp, n organism. Latena protejeaz virusurile de activitatea sistemului imunitar. Totui, se poate iniia ciclul litic care duce la apariia simptomelor i multiplicarea virusurilor. Transformarea tumoral. Un numr de infecii virale nu duce la moartea celulei gazd, ci mai degrab conduce la transformarea tumoral a ei. n urma infeciilor cu dezoxiribovirusuri tumorale, tipul de celul infectat determin fie cancerizarea, fie replicarea virusurilor, fie iniierea ciclului litic. n urma infeciilor cu ribovirusuri, apare replicarea virusurilor, dar celula i pstreaz viabilitatea sau replicarea este blocat.

VII. PatogenezaPatogeneza se refer al factorii responsabili de originea i evoluia unei boli. n cazul virusurilor, infecia se realizeaz parenteral sau prin mucoase. Virusurile se pot replica doar la poarta de intrare (infecii localizate) sau pe cale sanguin, limfatic sau nervoas ajung s se rspndeasc (infecii generalizate). n ambele cazuri, replicarea virusului induce leziuni degenerative. Rspunsul imun poate 39 | P a g e

contribui la eliminarea virusurilor prin distrugerea celulelor infectate, dar acelai rspuns poate exagera simptomele bolii. Transmiterea. Virusurile pot fi transmise pe orizontal (n cadrul unui grup de indivizi) sau pe vertical (de la mam la ft). Poarta de intrare. Cele mai importante pori de ptrundere a virusurilor sunt reprezentate de mucoasa respiratorie i tractul digestiv. Epiderma intact reprezint o barier mpotriva virusurilor, care pot ptrunde pin microtraume (aproape ntotdeauna prezente) sau prin inoculri mecanice (insectele hemtofage). Rspndirea virusului n organism. Exist dou tipuri de infecii: Infecii locale. n cazul acestora, virusurile sunt rspndite de la o celul la alta. Infecia i simptomele bolii sunt limitate la poarta de intrare. Spre exemplu rhinovirusurile (responsabile de unele rceli) se multiplic doar n tractul respirator superior. Infecii generalizate. n cazul acestora, virusurile sunt rspndite la distan de poarta de intrare, prin intermediul sngelui sau limfei i ajung la organele int. Odat ajunse, ncepe replicarea virusurilor i apariia simptomelor bolii. Spre exemplu enterovirusurile se multiplic la nivelul intestinului, dar nu provoac simptome dect dac ajung n sistemul nervos central sau n musculatur. O alt modalitate de rspndire este cea neurologic, de la poarta de intrare de-a lungul nervilor pn la SNC (virusul rabic). Infecia organelor, organotropism Infectarea unei celule gazd poate fi realizat doar dac prezint pe suprafaa ei receptori specifici. Acest mecanism explic organotropismul observat la virusuri. Totui tropismul este doar aparent, este mai corect spus susceptibilitatea sau rezistena celular (i deci a organelor). Evoluia infeciei. Leziunile aduse organelor de ctre virusuri sunt n principal de natur degenerativ. Inflamaiile sunt procese secundare. Severitatea simptomelor clinice depinde n primul rnd de distrugerea provocat de virus (sau de sistemul imunitar). Majoritatea componentelor virale sunt produse nainte de apariia simptomelor. De asemenea, infeciile pot trece neobservate dac gradul de distrugere celular este nesemnificativ sau lipsete complet. n astfel de cazuri se vorbete de infecii subclinice, opuse celor simptomatice. Infeciile aparente nu sunt acelai lucru cu infeciile latente, n care virusul nu se replic. Pe de alt parte infeciile pot fi exgerate, fie datorit complexelor pe care le formeaz particulele virale cu anticorpii, fie datorit distrugerii celulelor infectate de ctre sistemul imunitar. Aceste proces devin patologie cnd virusul nsui nu producea distrugerea celulei sau o producea ntr-un grad redus. Agravarea infeciei virale datorat anticorpilor (ADE) 40 | P a g e

Procesul mbolnvirii poate fi nrutit cnd virusurile reacioneaz cu anticorpi insuficient de muli. Se formeaz complexe recunoscute de celule care n mod normal nu prezint receptori pentru virusul respectiv, n schimb prezint receptori pentru anticorp. n acest caz, anticorpii sporesc infecia. Excreia virusurilor. Eliminarea noilor virusuri depinde de locul unde se replic virusul. Spre exemplu, virusurile care infecteaz tractul respirator sunt elimintate n aerul expirat prin pin picturi. n cazul infeciilor generalizate, nu doar organul int este implicat n excreia virusului, ci i replicarea la poarta de intrare contribuie la eliminare. Din moment ce replicarea apare naintea simptomelor, persoana infectat devine contagioas nainte de a fi bolnav propriu-zis. Mecanismele de aprare Mecanismele de aprare ale organismului mpotriva infeciilor virale pot fi clasificate n dou categorii. Mecanismele de aprare nespecifice sunt cele mai importante i sunt reprezentate n primul rnd de interferoni. n afara efectelor asupra creterii celulare, rspunsului imun i imunoreglrii, aceste substane pot construi o barier antiviral pentru o scurt perioad de timp. Interferonii nu afecteaz direct virusurile, ci induc un mecanism de rezisten celular care interfereaz cu etapele replicrii virusului. Mecanismele specifice includ imunitatea mediat umoral i imunitatea mediat celular. Rspunsul imun nespecific. Este activat odat cu ptrunderea virusului n organism. Unul dintre cele mai importante procese este fagocitoza. Granulocitele i celulele Natural Killer sunt principalele fagocite. Modificarea pH-ului sau febra pot bloca unele etape ale replicrii virusurilor. Interferonii sunt substane de natur proteic produse de sistemul imunitar. Datorit ingineriei genetice, acetia pot fi produin n cantiti mari. Principalele efecte biologice ale acestora sunt antivirale i antimitotice. O serie de substane pot induce producerea interferonilor (ARN dublu catenar, nucleotide naturale sau artificiale, bacteriile, diferii compui cu mas molecular mic i virusuri). Toate aceste substane determin activarea genelor codificatoare de interferoni. Acetia inhib replicarea viral. Rspunsul imun specific. Include att mecanisme mediate umoral (producerea de anticorpi), ct i mecanisme mediate celular (limfocite T Helper i citotoxice). n general, parazitarea gazdei de ctre virusuri determin exprimarea la nivelul membranei celulare a antigenelor virale. Aceasta induce un rspuns imun mediat celular. Imunitatea mediat umoral. Anticorpii atac doar virusurile aflate extracelular, astfel odat stabilit infecia ntr-un organ, aprarea organismului nu mai ine de anticorpi. Imunitatea mediat umoral este capabil s previn generalizarea infeciei doar dac anticorpii sunt prezeni din primele stadii ale bolii (indui prin vaccinare). IgG i IgM sunt activi n snge, n timp ce IgA sunt activi la 41 | P a g e

nivelul mucoaselor. Efectul de neutralizare a antigenelor este maxim cnd anticorpii reacioneaz cu situsurile de legare pentru receptori ale virusurilor, mpiedicnd astfel adsorbia acestora. Imunitatea mediat celular. Acest tip de imunitate este pe de parte cel mai eficient cnd vine vorba de infecii virale. Limfocitele T recunosc celule infectate cu virusuri i le distrug. Observaiile precum c pacienii cu deficiene ale imunitii umoral rezist mai bine infeciilor virale dect cei cu deficiene ale imunitii mediate celular, subliniaz importana limfocitelor T. Prevenire. Cele mai importante msuri profilactice n faa potenialelor infecii virale sunt vaccinrile active. Vaccinurile ce conin virusuri inactivate sunt mai puin eficiente dect cele care conin virusuri atenuate. Imunizarea pasiv cu imunoglobuline este utilizat doar n cazul postexpunerii, ca msur profilactic. 1. Imunizarea activ. Antigenul (virusul) este introdus n corp, fie inactivat, fie atenuat dar capabil de replicare, pentru a stimula sistemul imunitar. Vaccinurile inactivate. Imunitatea dobndit n urma administrrii de virus inactivat este n principal umoral i nu este de durat. Din acest motiv trebuie repetat vaccinarea. Cele mai importante astfel de vaccinuri sunt antigripal, antirabic, antihepatitei A i B. Unele vaccinuri inactivate conin cele mai importante antigene ale virusului respectiv. Acestea induc o imunizare mai eficient i sunt mai bine tolerate. Vaccinuri atenuate. Aceste vaccinuri confer o imunizare de durat i mai eficient doar dup o singur doz, deoarece virusurile coninute sunt capabile s se replice n organismul gazd, inducnd i un rspunsul celular. Aceste vaccinuri sunt preferabile cnd sunt disponibile. n cazul acestora, exist totui riscuri, n ceea ce privete stabilitatea lor, potenialul crescut de contaminare cu alte virusuri, ce duce la apariia de noi tulpini virulente. Vaccinuri cu virusuri recombinante. Din moment ce este nevoie de un numr mic de proteine antigenice pentru a induce imunizarea, se pot utiliza vectori virali pentru obinerea de vaccinuri. Vectorul viral cel mai potrivit este o tulpin cel mai puin virulent. Pentru vector nu trebuie s existe imunizare anterioar. Virusul utilizat ca vector va integra genele codificatoare de antigene de la virusul virulent i va exprima proteinele imunogene. Astfel de virusuri nu s-au aprobat nc pentru a fi folosite pe om. Vaccinul antirabic utilizat pentru imunizarea animalelor este unica aplicaie practic de acest tip. Vaccinuri ADN. Din moment ce ADN-ul simplu poate fi inserat n celulele eucariote i informaia respectiv s poat fi exprimat, ADN-ul ce codific proteinele virale poate fi utilizat ca surs de vaccin. Avantajul acestor vaccinuri, atualmente n stadiu de testare, include uurina producerii i stabilitatea ridicat.

42 | P a g e

Schema obinerii de vaccinuri cu virusuri recombinante

2. Imunizarea pasiv. Acest tip de imunizare implic introducerea de anticorpi utiliznd doar imunoglobuline umane. Protecia conferit de acestea este de scurt durat i este eficient doar n cazul viremiilor. Imunizarea pasiv este administrat de obicei ca msur profilactic postexpunere (dup o infecie sau o situaie ce implic riscul infectrii). Chemoterapie. Substanele care pot inhiba diferitele etape ale replicrii pot fi utilizate ca ageni chemoterapeutici. n termeni practici, este mai important inhibarea sintezei acizilor nucleici dect a proteinelor virale. Principalele obstacole implicate sunt nivelul sczut de specificitate ai agenilor (efectele toxice datorit afectrii metabolismului) i necesitatea nceperii tratamentului foarte devreme n ciclul infecios. Problemele ntmpinate n utilizarea chemoterapeuticelor. Replicarea viral este complet integrat n metabolismul gazdei. Virusul suplinete doar informaia genrtic. Aceast asociere strns ntre virus i gazd este principala surs a dificultilor ntmpinate. Orice interferen cu sinteza viral poate afecta i funcionarea celulei. Intervenia specific este posibil doar n cazul virusurilor carei codific propriile enzime ce vor reaciona asupra substratului viral. O alt problem este necesitatea administrrii terapeuticelor foarte devreme, naintea apariiei simptomelor. Diagnosticul de laborator. Urmtoarele metode pot fi utilizate pentru obinerea unui diagnostic de laborator: A. Izolarea virusului prin cultivarea ntr-o gazd compatibil. De obicei se folosesc culturi celulare, mai rar animale de laborator sau ou embrionate. B. Detectarea direct a virusului. Metodele seroogice, de biologie molecular i microscopie electronic sunt utilizate pentru identificarea virusurilor sau componentelor virale n mod direct. 43 | P a g e

C. Serodignosticul implic punerea n eviden a anticorpilor IgG i IgM n serul pacienilor. Indicaii i metode. Procedurile ce implic diagnosticul de laborator pentru detectare virusurilor sunt foarte scumpe i necesit un timp destul de mare. De aceea, este important de cntrit dac este neaparat nevoie de confirmarea laboratorului n punerea diagnosticului. Medicul care urmeaz s pun diagnosticul trebuie s ia n considerare toate aspectele posibile. Diagnosticul de laborator este justificat doar dac tratamentul pacientului ar fi influeneat de diagnosticul precis sau informaiile sunt necesare ntr-un studiu epidemic. A. Izolarea virusului prin cultivare Culturile celulare primare pot fi obinute utiliznd diverse esuturi proapete. Totui, aceste celule se pot divide doar de un numr limitat de ori. De aceea s-au pus la punct tehnici de obinere a unor celule hibride care se multiplica la infinit. Pentru scopuri dignostice, celulele sunt cultivate ntr-un singur strat numit film celular ce ader la o suprafa de sticl sau plastic. Replicarea virusurilor n culturi celular