Microbiologie Cantacuzino

of 433/433
1 MICROBIOLOGIE
  • date post

    04-Dec-2015
  • Category

    Documents

  • view

    397
  • download

    28

Embed Size (px)

description

Microbiologie Cantacuzino

Transcript of Microbiologie Cantacuzino

  • 1

    MICROBIOLOGIE

  • 2

    Introducere

    Exist organisme i microorganisme vii care au dimensiuni att de mici nct nu pot fi observate dect la microscop (optic sau electronic). ntre aceste microorganisme putem discuta despre alge, fungi, bacterii, virusuri i parazii. Relativ de curnd au intrat n discuie i alte structuri numite prioni. Diferitele microorganisme sunt studiate n cadrul disciplinei de microbiologie. Ca un domeniu nrudit cu microbiologia poate fi considerat i imunologia.

    Se consider c microorganismele sunt dintre cele mai vechi, numeroase i diversificate forme de via. Pot fi identificate n mediul nconjurtor, au rol n descompunerea materiei organice i menin fertilitatea solulului. Majoritatea microorganismelor sunt utile global sau fcnd parte din flora normal a diferitelor gazde; o mai mic parte sunt implicate, n diferite grade, n patologie. n acest caz, bolile infecioase pot s afecteze o persoan, un grup de persoane sau o ntreag comunitate. Pe msur ce bolile infecioase au fost identificate a aprut i disciplina de epidemiologie, nscut din necesitatea studiului izbucnirilor epidemice. Datorit faptului c iniial nu era cunoscut etiologia epidemiilor, acestea au fost considerate drept fenomene ale naturii, invazii asupra poporului (de la cuvintele grecesti epi -pe, peste, demos - popor). Exist o serie de documente istorice care atest existena epidemiologiei ca tiin privind patologia n mas, precum tratatele lui Hipocrate (460-377 nainte de Iisus Christos), cele 7 cri Despre epidemii i Despre aeri, ap i locuri.

    Microbiologia a avansat continuu, de la nivelul unei tiine relativ simple la un nivel care a determinat progrese nsemnate n diagnosticul, prevenirea i tratamentul bolilor. n bun parte datorit aplicaiilor microbiologiei, sperana de via a crescut semnificativ. La nceputul secolului, se nregistrau frecvent decese datorit unor cauze infecioase (difterie, oreion, pest, poliomielit, rubeol, rujeol, tifos exantematic, tuberculoz, sifilis, varicel, variol, etc).

    n acest moment variola este eradicat. Pentru poliomielit a fost stabilit inta eradicrii, iniial pentru anul 2000, ulterior pentru 2012.

    Izbucnirea epidemic din 2010 a mpins aceast int peste ali ani (unica boal infecioas eradicat rmne variola).

    Pentru alte maladii sunt propuse alte inte de prevenire i control iar evoluia grav, letal, survine numai n anumite situaii (forme clinice avansate, atipice, neglijate).

    Datorit cunotinelor n domeniul microbiologiei s-au mbuntit condiiile sanitare, s-au descoperit i aplicat noi metode de conservare a hranei etc. Dezvoltarea tehnologiei ADN (n special dup anul 1973), bazat pe cunotinele acumulate pe parcursul ultimelor trei-patru decade de studiu i practic privind genetica microbian, are o nsemntate deosebit. Exist de un numr de ani posibilitatea inserrii de material genetic provenit de la oricare organism viu n bacterii selecionate i adaptate astfel nct s poat realiza sarcini speciale, normale la celula donatoare, ajungndu-se pn la posibilitatea ca tulpini deEscherichia coli modificate genetic s sintetizeze structuri de tipul anticorpilor. Studiul bacteriologic a trecut de la un nivel morfologic, celular la unul biochimic, molecular.

  • 3

    Microbiologia ca tiin este strict necesar pentru sntate, pentru meninerea sntii i prevenirea mbolnvirilor. Cunoaterea modului de transmitere a diferitelor microorganisme reduce numrul cazurilor de toxoplasmoz, tuberculoz sau grip. Cunoaterea noiunilor privind sterilizarea-antisepsia-dezinfecia poate permite (n cazul aplicrii corecte n practic a acestor noiuni) evitarea infeciilor de spital sau a altor infecii produse n uniti sanitare cu sau fr paturi. Cunoaterea imunologiei i imunopatologiei permite nelegerea legturilor i interrelaiilor microorganism-gazd, precum i importana procedeelor de imunizare i supravegherea aplicrii acestora. Msurile generale aplicate pentru evitarea apariiei bolilor infecioase sau a transmiterii ulterioare trebuie bazate pe un nivel avansat de cunotine microbiologice.

    Studiul microbiologiei nu este dificil n cazul n care se nelege faptul c microbiologia este o tiin foarte logic (cele mai multe principii pot fi nvate prin simpla nelegere a acestora). Pe de alt parte, pe msur ce reueti s i descifrezi o parte dintre taine poi realiza c este una dintre cele mai fascinante tiine.

    Microorganismele au fost descoperite relativ trziu, n 1680, cu toate c primul instrument de mrire asemntor cu dispozitivele actuale a fost realizat n 1590 de ctre Zacharias Janssen.

    n 1665 Robert Hooke a observat pentru prima oar celulele, el a studiat o seciune dintr-un dop de plut i a descoperit c structura plutei era format din nite cutii micue.

    Antony van Leeuwenhoek (1632-1723), dorind s examineze estura hainelor fine (dei era la baz un vnztor de mruniuri), se pare c a fost prima persoan care a vzut i a descris diferite microorganisme. Microscopul realizat de van Leeuwenhoek, instrument pe care l-a construit singur, a constat dintr-o lentil biconvex ntr-un cadru metalic, cu o mrire de pn la 270 de ori. Cu acest microscop a examinat iniial diferite esturi, ns manifestnd o curiozitate deosebit a dorit s studieze ulterior apa din bli, tartrul dentar, materiile fecale provenite de la un pacient cu dizenterie, etc. A fost mirat s observe n toate aceste substane, mici organisme sferice, altele n form de bastona, spirale, unele aflate n micare rapid, pe care le-a numit animalicule. Desenele pe care le-a fcut probeaz c a observat cu adevrat bacterii, protozoare i alte microorganisme. Pornind de la condiia sa iniial, pe parcursul a circa 4 decade, Antony van Leeuwenhoek a redactat 125 de scrisori traduse n englez i predate Societii Regale din Londra. n plus, 27 dintre lucrrile sale au fost publicate n Memoriile Academiei Franceze de tiine. Se pare c unul dintre microscoapele originale ale lui van Leeuwenhoek se afl n muzeul Universitii din Utrecht.

    n urma descoperirilor lui Leeuwenhoek s-a pus ntrebarea de unde au aprut aceste organisme?. Pn la mijlocul secolului al nousprezecelea cea mai acceptat teorie a fost teoria generaiei spontane. nvaii epocii credeau c bacteriile apreau spontan din materie anorganic. n 1858 Rudolf Virchof a introdus termenul de biogenez. Aceast teorie susinea faptul c un organism viu poate s apar numai din alt organism viu. Controversele ntre cele dou teorii s-au pstrat pn n 1861 cnd Pasteur a infirmat teoria generaiei spontane. Geniul lui Pasteur a demonstrat c aerul contaminat cu microorganisme poate cotamina o soluie steril, n schimb aerul steril nu poate s determine apariia unor bacterii.

    Cu mult nainte de a se fi cunoscut faptul c microorganismele sunt cauza bolilor infecioase au fost imaginate o serie de metode de prevenire a bolilor. Spre exemplu, Edward Jenner (1796) a artat c variola ar putea fi prevenit prin vaccinare. Semmelweis a avut contribuii importante privind prevenirea rspndirii bolilor n materniti i spitale utiliznd substane chimice dezinfectante.

  • 4

    Regulile principale (unele valabile i astzi) precum i metodele tiinei microbiologice inclusiv principiile imunizrii, utilizarea microbiologiei n medicina preventiv, prevenirea i controlul bolilor infecioase se bazeaz pe activitatea a doi cercettori nzestrai att cu geniu ct i cu tenacitate, probabil avnd i ansa de a fi trit n perioada marilor descoperiri, Louis Pasteur (1822-1895) i Robert Koch (1843-1910). Pe bun dreptate, perioada 1857-1914 e considerat drept epoca de aur a microbiologiei.

    Louis Pasteur a fost un chimist francez devenit faimos prin descoperirea polarimetriei. Tot el a demonstrat c fermentaia i putrefacia sunt cauzate de organisme vii i a notat o asemnare ntre aceste procese i bolile infecioase lund n discuie degradarea vinurilor i berii ca i boli ale acestor produse. Pasteur a fost cel care a realizat un experiment prin care a artat c, att ct era cunoscut pe baza datelor disponibile, organismele vii au luat natere numai din organisme vii, i nu din materie moart. n 1861 a descoperit fenomenul de anaerobioz i fermentarea butiric (produs de Vibrion butyrique, numit ulteriorClostridium butyricum). Dup elaborarea procedeului numit pasteurizare, a expus n 1877 teoria pasteurian cu privire la germeni desfiinnd (aa cum am mai menionat) teoria generaiei spontanee. Utiliznd substane simple, de origine natural i gaze, vapori i arcuri electrice sub temperatur i presiune crescut, microbiologii i biochimitii pot sintetiza o serie de compui organici care au fost descoperii iniial doar n celulele vii. Dup studiul fermentrii vinului, Pasteur a investigat o boal transmisibil la viermii de mtase i ca rezultat a formulat teoria legat de implicarea germenilor n producerea unor boli. n ceea ce privete maladiile umane, a insistat ca bandajele s fie curate i instrumentele din spital s fie fierte.

    Louis Pasteur a demonstrat n anul 1857, la aproape o jumtate de secol dup lucrrile redactate despre vaccinare de ctre Edward Jenner, legtura dintre infecii i microorganismele susceptibile a fi cultivate i studiate. n diferite experimente ingenioase, Pasteur a protejat de antrax diferite ierbivore prin vaccinarea cu un preparat extras din Bacillus anthracis. Tratamentul profilactic al rabiei a fost dezvoltat prin injectarea de material uscat obinut din mduva spinrii de la animalele care au murit de rabie. Joseph Meister, un biat mucat de un cine turbat, a fost primul om a crui via a fost salvat prin aceast metod fiind protejat de injeciile fcute de Louis Pasteur. Tot Pasteur a descoperit bacteriile anaerobe i a studiat septicemia i gangrena. Ca atare, a devenit posibil punerea la punct a tehnicilor de distrugere i de control al diferiilor germeni (stafilococi, streptococi, pneumococi etc). n 1880, Louis Pasteur a demonstrat c putem fi protejai contra bolilor infecioase prin injectarea unor germeni atenuai.

    Primul medic care a observat transmiterea infeciilor n instituii sanitare a fost Ignaz Semmelweis. Femeile ce nteau acas sufereau mai puine infecii comparativ cu cele ce nteau la spital. A impus splarea riguroas i dezinfectarea cu clor a minilor personalului nainte de a aplica intra n sala de natere sau de a consulta o femeie nsrcinat.

    Chirurgul englez Joseph Lister (1827-1912) a aplicat descoperirile lui Pasteur n chirurgie chiar nainte ca bacteriile care determin infeciiile chirurgicale (nosocomiale) s fi fost descoperite. Lucrrile lui Lister reprezint baza tehnicii chirurgicale aseptice din ziua de astzi.

    Ferdinand Cohn (1828-1898) a fost unul dintre cei mai renumii microbiologi germani. El a extins cercetrile lui Pasteur lucrnd cu bacterii, alge i fungi. Fiind foarte interesat de bacteriologie, a scris una dintre primele cri referitoare la bacterii, realiznd una dintre primele clasificri bacteriene n genuri i

  • 5

    specii. Cohn a reprezentat un mare sprijin pentru Robert Koch, ncurajndu-l s i publice lucrrile cu privire la antrax.

    Cu dou secole nainte de apariia bacteriologiei, Robert Boyle a sugerat c anumite boli sunt provocate de organisme vii. Anatomistul Henle a sugerat c bolile infecioase ar putea fi determinate direct de ctre microorganisme.

    Robert Koch i-a fost student lui Henle; a asigurat toate datele necesare pentru a demonstra teoria microbian a bolii. Dezvoltarea metodelor pentru izolarea bacteriilor n cultura pur a fost printre cele mai importante descoperiri ale tehnicilor microbiologice i a fost n mare parte opera lui Robert Koch. O cultur pur de microorganisme se dezvolt atunci cnd pornim de la un singur tip de microorganism care se dezvolt n eprubetele test sau n plcile cu mediu de cultur (n colonii izolate).n condiii naturale, mai multe microorganisme din specii diferite pot coexista n acelai mediu. Spre exemplu, n materiile fecale ale unui pacient cu febr tifoid, Salmonella typhi se afl amestecat cu un numr extrem de mare de celule din alte specii bacteriene (aerobe i anaerobe) sau chiar i alte forme de microorganisme. n cadrul diagnosticului medical microbiologic este important izolarea n cultur pur a germenilor patogeni. n exemplul menionat, pentru diagnostic este necesar folosirea metodelor care permit izolarea S. typhi n cultur pur, singura care permite identificarea i stabilirea sensibilitii / rezistenei la antibiotice i chimioterapice. n 1876 Koch a izolat n cultur pur bacteria care determin antraxul. Pornind de la splina recoltat de la vite infectate i procesat pentru a permite obinerea unui produs patologic; a fost capabil s infecteze oareci de laborator utiliznd aceast cultur. Implicat n cercetarea etiologiei exacte a bolilor infecioase, Robert Koch a rezumat ceea ce a considerat c reprezint datele eseniale pentru a demonstra c un anume germen este cauza unei infecii. Aceste date sunt cuprinse n patru postulate, denumite Postulatele lui Koch, respectiv:

    1. Microorganismele care determin boala trebuie s poat fi identificate n toate cazurile de boal, n relaie patogenic direct cu simptomele i leziunile pe care le determin;

    2. Microorganismul trebuie s poat fi izolat de la victimele bolii, n cultur pur, pentru studiul n laborator;

    3. Cnd cultura este inoculat la un animal susceptibil, trebuie s reproduc boala (sau, cum s-a stabilit ulterior, s induc apariia anticorpilor specifici la noua gazd);

    4. Microorganismul trebuie s poat fi izolat din nou n cultura pur din infecia produs experimental.

    Utiliznd aceste reguli precum i diferitele tehnici microbiologice, Koch a descoperit bacilul tuberculos (bacilul Koch), bacilul holeric, etc., precum i modul de transmitere pentru numeroase alte boli infecioase (Babessia, Trypanosoma, Plasmodiumetc.). Descoperirile menionate au reprezentat debutul bacteriologiei, micologiei, virusologiei, parazitologiei i imunologiei ca tiine. n doar aproximativ 15 ani (dup 1880) au fost descoperite i izolate n cultur pur microorganisme implicate n multe dintre bolile infecioase importante. Aceste descoperiri au fcut posibil stabilirea ca entiti bine definite a medicinei preventive i respectiv a terapiei specifice (etiologice).

    Ilia Mecinikov a evideniat modul natural de aprare a organismului fa de agenii infecioi prin anumite celule care au proprieti fagocitare i a scris n 1901 primul tratat de imunologie.

    n coala german apar o serie de nume celebre, cum ar fi Behring, care a studiat toxinele bacteriene, imunitatea umoral i seroterapia precum i Paul Ehrlich (1854-1915). Cercetrile lui Ehrlich stau la baza chimioterapiei antimicrobiene. Prin utilizarea derivailor arsenicali n tratamentul sifilisului

  • 6

    ipotezele sale au fost confirmate. Mai mult dect att, n anul 1878 Ehrlich realizeaz c exist diferene de afinitate tinctorial fa de coloranii pe baz de anilin. Aceast descoperire l ajut s studieze efectul diferitelor substane chimice, dar st i la baza apariiei coloraiilor n microbiologie.

    Ehrlich arat c mycobacteriile au proprietatea de acido-rezisten iar doi ani mai trziu (1884), cercettorul danez Christian Gram pune bazele coloraiei care i poart numele i care are o remarcabil utilitate dup aproape 125 ani de la aceast descoperire.

    Dei asistena medical ntr-o anumit form a existat nc de la debutul vieii umane pe pmnt, nceputurile nursing-ului profesional au fost realizate de ctre Florence Nightingale (1820-1910), care a nceput munca sa cu mai bine de 140 de ani n urm, n cursul rzboiului din Crimeea (1854-1856). Descoperirile ulterioare, privind relaia dintre microorganisme i boal, au necesitat dezvoltarea unor proceduri de nursing mai complexe i mai rafinate dect cele utilizate de ngerii din Crimeea.

    Descoperirea msurilor profilactice precum administrarea de vaccin variolic (1796), de toxoizi i antitoxine (n difterie i tetanos), a serurilor imune (von Behring, Frnkel i Kitasato, 1890), a vaccinurilor polio i rujeolos (Enders, Weller i Robins 1949; Salk 1954; Sabin i alii, 1954-1967), precum i utilizarea de gama globuline pentru prevenirea pojarului, rabiei, tusei convulsive etc., au fcut necesar dezvoltarea de noi concepte i educaie n prepararea i administrarea acestor substane.

    Identificarea cilor de transmitere a infeciilor a condus la dezvoltarea de metode eficace de prevenire a rspndirii bolilor.n 1895, sir Ronald Ross (1857-1932), medic militar n India, a demonstrat transmiterea agentului etiologic al malariei prin intermediul narilor. Parazitul a fost vizualizat n eritrocitele umane n 1881 de ctre Laveran, chirurg al armatei franceze n Algeria. n 1900 a fost demonstrat transmiterea virusului febrei galbene de ctre o specie particular de nari (Aedes aegypti), n Cuba.

    Descoperirea unor teste de diagnostic n domeniul microbiologiei a necesitat o pregtire microbiologic mai avansat a medicilor, asistentelor i a altor profesioniti ai sntii n metode pentru colectarea produselor i raportarea specific de laborator, astfel nct terapia s demareze ct mai precoce. Descoperirea de substane chimice specifice (de exemplu sulfonamidele, Domagk 1935) i substane antibiotice (de exemplu penicilina, streptomicina, tetraciclina i cloramfenicolul) a contribuit la mbuntirea modului de abordare medical a problematicii bolilor infecioase. Primul medicament anti-tuberculos este descoperit n anul 1944 (streptomicina - Scharty, Bugie, Waksman).

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

    La coala romn de microbiologie nfiinat de profesorii Victor Babe (1854-1926) i Ion Cantacuzino (1863-1934) s-au pregtit multe generaii de microbiologi, viitori cercettori i profesori, care au contribuit la dezvoltarea microbiologiei din ara noastr.

    Victor Babe s-a nscut la Viena n anul 1854, a studiat la Facultatea de medicin din Budapesta, apoi n Viena unde a fost numit preparator la catedra de Anatomie condus de profesorul Lauder. Ulterior este recomandat pentru a deveni asistent la catedra de Anatomie patologic la Facultatea de medicin din Budapesta. A fost n acelai timp anatomopatolog i microbiolog. A fost att elevul lui Robert Koch, ct i al lui Louis Pasteur. A fost numit docent i profesor la Facultatea de medicin din

  • 7

    Budapesta la o vrst foarte tnr (27 ani). Cu patru ani mai trziu, n anul 1885, public mpreun cu A.V. Cornil primul tratat de bacteriologie medical din lume (n 1891 apare a treia ediie a tratatului). A doua ediie a acestui tratat se afl n Biblioteca Institutului Naional de Cercetare-Dezvoltare pentru Microbiologie i Imunologie Cantacuzino. Victor Babe a demonstrat importana introducerii tehnicilor microbiologice n anatomopatologie. Ar putea fi menionat i faptul c pe parcursul celor 10 ani de activitate la Facultatea din Budapesta, a dat indicaiile necesare pentru construirea unui nou Institut de anatomie patologic iar n cadrul acestuia a unei secii dedicate bacteriologiei. A evideniat proprietile neutralizante ale serurilor imune, a descoperit corpusculii metacromatici ai bacilului difteric (Babe-Ernst), o nou metod de preparare a serului antidifteric etc. n 1886 a fost numit profesor de anatomie patologic i bacteriologie la Facultatea de Medicin din Bucureti. Este fondatorul Institutului de Bacteriologie pe baza cruia s-a dezvoltat actualul Institut Victor Babe. n 1889 a preparat vaccin antirabic,ara noastr fiind a treia ar din lume care a reuit s prepare acest vaccin. A condus institutul creat pn aproape de sfritul zilelor sale, care a fost la puin timp dup pensionarea sa.

    Din pcate, n ciuda monumentalitii sale, nu a fost posibil s fie gsit un spaiu n care s-i poat continua cercetrile i dup pensionare, lucru din pcate mult prea des ntlnit n istoria medicinei noastre.

    Cu privire la poziia acestui mare cercettor precum i la situaii care par a fi foarte asemntoare peste ani, n ciuda trecerii timpului i a speranei c evoluia societii noastre este ntr-o direcie pozitiv, vom prezenta n continuare un fragment din discursul profesorului Victor Babe, inut la Universitatea din Cluj n anul 1919. Astzi lumea civilizat ateapt deci lucruri mari din partea noastr; nu mbogirea oligarhiei politice n afaceri, certuri politice, persecuiuni i denunuri infame pentru interese egoiste i nguste, ci pstrarea i sporirea celor mai valoroase achiziiuni ale omenirii: sntatea, prosperitatea, fora, justiia, instruciunea i tiina, spre a asigura pacea i progresul i prin ele fora i fericirea poporului romn, servind de exemplu popoarelor din Orient.

    Dar politica noastr de pn acum n-a fcut dect s ne duc n cea mai mare desorganizare, desbinare i dezastru economic, permind prin egoism i nepsare ca rnimea s fie azi degenerat, analfabet, lipsit i ndatorat peste msur; politicienii notri au reuit s oprime toate valorile, nlocuindu-le prin clientela lor politic; au adus funcionarismul, birocratismul, nepotismul la culme; politicienii notri n nepsarea lor pentru interesele rii au lsat armata la nceputul rzboiului aproape nepregtit n clipele cele mai periculoase prin care a trecut ara i din care nu ne-a scpat dect vitejia fr pereche a soldatului romn.

    Trebue s ne ntrebm dac nu acest politicianism este cauza tuturor relelor i dac nu este o datorie patriotic s ntrebuinm toate mijloacele necesare ca s-l nimicim i s-l nlocuim cu o alt putere care s ne garanteze regenerarea i progresul.

    n adevr trebue s fim profund ngrijai i s ne ntrebm nainte de toate cum vom putea s eim din acest dezastru i cum vom putea face fa creanei mari pe care am contractat-o fa de lumea civilizat.

    Publicul care, pn deunzi, a observat la guvernanii notri aceleai viiuri politice, aceeai nepsare pentru interesele reale ale rii, acelai nepotism, aceeai venalitate, acelai egoism care ne-a

  • 8

    condus la degenerare ca i nainte rzboiului,ateapt cu nerbdare o schimbare radical a moravurilor politice care s ne pun n poziiunea de a ndeplini mreaa noastr misiune.

    Fa de aceste adevruri ar fi trebuit s ne ateptm ca Romnia nou s pun piciorul n prag i s rup odat pentru totdeauna cu vechiul politicianism. ns ce vedem spre profunda noastr descurajare; c aceeai principii dezastruoase, egoiste, aceeai fraze goale domin i politica de astzi i c mergem orbi nainte spre un dezastru sigur. n loc ca ntinderea i bogia acestei ri binecuvntate s ne asigure un loc de frunte i stare economic briliant, ne gsim astzi n deplin faliment, expui ruinei i foametei i mai mult dect oricnd sub dependena i exploatarea nemiloas a naiunilor mari.

    Ion Cantacuzino a avut o personalitate cu totul deosebit, imposibil de cuprins ntr-o trecere att de sumar prin istoricul microbiologiei. A studiat la Paris Filozofia i Literele, tiinele naturale i Medicina. Pregtirea n microbiologie a desvrit-o pe parcursul a 9 ani, n laboratorul lui Ilia Mecinikov, la Paris. A cunoscut mai multe limbi strine, inclusiv latina i greaca. A studiat la Paris i a revenit n ar pentru satisfacerea stagiului militar (geniti, Jilava). A continuat studiile n Frana (tiine naturale 1886, medicin 1887). Lucreaz n Institutul Pasteur ncepnd cu 1892, devine doctor n medicin n 1894 i este numit profesor suplinitor de Morfologie animal la Facultatea de tiine din Iai (1894). A fost numit profesor la Facultatea de Medicin din Bucureti n anul 1901 i a grupat n jurul su un mare numr de tineri medici, care au devenit la rndul lor ndrumtori i creatori de coal (Al. Sltineanu, C. Ionescu-Mihieti, M. Ciuc, Al. Ciuc, D. Danielopolu, D. Combiescu, N. Gh. Lupu, I. Blteanu, I. Nicolau, Lidia i I. Mesrobeanu i muli alii).

    n perioada 1908-1910, profesorul Cantacuzino este numit Director General al Serviciului Sanitar, face Legea de organizare a acestui serviciu, nfiineaz sanatoriile Bisericani, Brnova, Nifon, Crbuneti, Filaret precum i primele laboratoare regionale de bacteriologie i igien (Craiova, Galai, Constana, Iai, Sulina). ncepe n 1912 prepararea vaccinului contra febrei tifoide i a holerei asiatice, ulterior ncepe prepararea serului antidifteric. Este numit n 1917 Director al Directoratului Sntii Publice civile i militare, calitate n care coordoneaz combaterea epidemiilor de holer, tifos exantematic, febr recurent. n 1920 ncepe prepararea serurilor antimeningococic i anti gangrenos (n Laboratorul de Medicin experimental) iar n data de 4 iunie semneaz n calitate de prim delegat, Tratatul de la Trianon. Un an mai trziu se nfiineaz Institutul de Seruri i Vaccinuri, n 1926 ncepe vaccinarea BCG n Romnia iar n 1928 nfiineaz Archives Roumaines de Pathologie Exprimentale et de Microbiologie. Din pcate, n momentul de fa Romanian Archives of Microbiology and Immunology (numele actual al revistei, care a ajuns la volumul cu numrul 69) nu apare listat ntre publicaiile recunoscute oficial n ara noastr, cu toate c ncepnd cu anul 2005 a existat un reviriment, comitetul editorial strduindu-se s refac prestigiul revistei, ca o datorie moral fa de naintai.

    n perioada 1931-1932 face parte din Guvernul prezidat de Nicolae Iorga, n calitate de ministru al sntii publice. Lucreaz la elaborarea unei noi legi sanitare. Cu numai nou zile nainte de a nceta din via prezideaz Congresul de Tuberculoz i propune nfiinarea Ligii contra Tuberculozei.

    Pe lng coala pe care a format-o, una dintre cele mai mari realizri ale Profesorului Cantacuzino a fost nfiinarea n anul1921 a Institutului de Seruri i Vaccinuri, numit astzi INCDMI Cantacuzino (Institutul Naional de Cercetare-Dezvoltare pentru Microbiologie i Imunologie), centru de cercetare tiinific fundamental i aplicativ, centru de nvmnt de specialitate, instituie care a preparat i prepar seruri, vaccinuri i alte produse biologice utile n diagnosticul bolilor transmisibile.

  • 9

    Alexandru Sltineanu (1873-1939) a organizat nvmntul universitar de microbiologie la Iai (cercetri n domeniul febrei tifoide, tuberculozei, tifosului exantematic, etc.).

    Constantin Ionescu-Mihieti (1883-1962) a abordat teme importante n domeniul virusologiei, bacteriologiei, parazitologiei, imunologiei, hematologiei, anatomiei patologice i epidemiologiei. A avut contribuii deosebite n studierea mycobacteriilor i enterovirusurilor. A muncit intens pentru dezvoltarea Institutului Cantacuzino a crui director a fost ncepnd cu anul 1934. A continuat activitatea tinific i administrativ promovat de Ion Cantacuzino.

    Mihai Ciuc (1883-1969) a dezvoltat o bogat activitate tiinific n domeniul bacteriologiei i epidemiologiei, experimental, terapeutic i clinic. A studiat mpreun cu Jules Bordet fenomenul lizogeniei (1921); a avut contribuii deosebite n domeniul malariei fiind numit secretar al Comisiei de Malarie de pe lng Liga Naiunilor. A fost profesor de microbiologie nti la Iai i din 1934 n Bucureti fiind al treilea profesor de bacteriologie din Bucureti dup Victor Babe i Ion Cantacuzino.

    Alexandru Ciuc (1880-1872) a absolvit facultatea de medicin veterinar din Bucureti. Activitatea lui s-a ndreptat mai ales spre organizarea produciei de seruri hiperimune pentru tratamentul tetanosului, difteriei etc. A fost al treilea director al Institutului Cantacuzino.

    Dumitru Combiescu (1887-1961) a cercetat capitole majore ale patologiei infecioase (febra tifoid, febra recurent, dizenteria, tetanosul, antraxul, gangrena gazoas etc). A avut contribuii deosebite n domeniul rickettsiozelor i leptospirozelor. n timpul primului rzboi mondial a organizat msuri de prevenire a tifosului exantematic.

    Matei Bal (1905-1989) a fost cea mai proeminent personalitate a secolului XX, n Romnia, n domeniul bolilor infecioase. A fcut un stagiu de microbiologie la Institutul Pasteur din Paris i ulterior a intrat ntre personalitile cu formaie cantacuzinist, lucrnd alturi de Ion Cantacuzino, Mihai Ciuc, I. Blteanu. Dei era un foarte bun clinician a devenit i ntemeietorul colii moderne de bacteriologie clinic. Tehnicile i metodele de diagnostic imaginate i-au adus numeroase brevete i inovaii care i poart numele att n ar ct i n strintate.

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

    Dup 1989, Institutul Cantacuzino a reintrat n Reeaua Internaional a Institutelor Pasteur i a Institutelor Asociate ceea ce a permis obinerea unor rezultate, importante.

    INCDMI Cantacuzino trebuie s continue tradiia naintailor i s i menin poziia important n cadrul instituiilor care se ocup de sntatea public la nivel naional i internaional. Eforturile de la nivel central din perioada 1997-2000 i respectiv eforturile depuse n perioada 2005-2007 au reprezentat un sprijin important n acest sens.

    George Emil Palade (1912-2008) Absolvent al facultii de medicin din Bucureti, a desfurat o prodigioas activitate tinific, n

    Statele Unite. A fost unul dintre pionierii microscopiei electronice i a fracionrii celulelor (separarea organitelor celulare). A fost iniial cercettor i ulterior profesor de biologie celular al Institutului Rockefeller din New York iar din 1973 al universitii Yale din New Haven. Ultimul loc n care George Emil Palade a fost profesor a fost facultatea din San Diego, California. A pus bazele unor noi departamente pentru studiul celular.

    Cercetrile lui au cuprins descrierea rolului i structurii mai multor organite (mitocondria n detaliu cu structura membranei i a cristelor, a definit rolul reticulului endoplasmic, sistem tubular ce este prezent

  • 10

    in orice celula animal sau vegetal). ntr-un articol publicat n 1955, Palade a prezentat o fotografie de microscopie electronic ce reprezenta reticulul endoplasmic rugos i a explicat legtura ntre cele 2 structuri i rolul lor n eliberarea produilor de secreie).

    Cea mai important a fost descoperirea rolului corpusculilor citoplasmatici, denumii iniial corpusculii lui Palade. A precizat compoziia lor esenial (acizi ribonucleici) rezultnd altfel denumirea de ribozomi.

    n 1974 realizrile sale sunt ncununate cu premiul Nobel pentru Medicin i Fiziologie. Datorit eforturilor depuse, incidena i prevalena anumitor boli infecioase a sczut. Trebuie avut

    ns n vedere emergena i re-emergena diferitelor maladii. Microbiologul, medicul clinician i asistenta medical trebuie s aplice cunotinele de microbiologie

    n practica de zi cu zi. Dei anumite tehnici pot fi nvate din rutin, persoana cu adevrat profesionist nelege faptele tiinifice precum i principiile aflate la baza acestor tehnici. Profesionistul tie de asemenea n ce mod ar trebui adaptate aceste tehnici n cazul anumitor tipuri de pacieni (ex. pentru cei supui chirurgiei cardiace, pacienilor care au suferit arsuri pe suprafee ntinse), ce tehnici trebuie utilizate n slile de operaie, de ateptare i n instituiile unde sunt ngrijii copii mici sau foarte mici, cum pot fi modificate acestea n condiii de urgen (de exemplu n caz de rzboi sau alte calamiti produse de om sau calamiti naturale) i cum trebuie fcut informarea pacienilor, populaiei, de exemplu referitor la imunizri. Un membru antrenat alechipei medicale poate s diferenieze adevrul de interpretarea greit i / sau dezinformarea din aa-zisa literatur medical scris pentru publicul larg i poate recunoate erorile aprute n mass media, dac are noiunile necesare de microbiologie.

    Persoanele care lucreaz n domeniul sanitar dar i orice alt persoan realmente interesat, constat sau pot constata c n aproape orice activitate cotidian exist o aplicabilitate a cunotinelor microbiologice.

    Povestiri Adevarate 1.1.1. Girolamo Fracastoro (1478-1553)

    S-a nscut ntr-o veche familie de medici. A fost coleg la Facultatea de Medicin cu Nicolaus Copernicus (astronom i medic). S-a ocupat att de medicin ct i de astronomie, matematic, poezie, geografie, muzic etc.

    Poate fi considerat un bun diagnostician; este primul medic care a fcut diferena ntre cium i tifosul exantematic (au existat 2 izbucniri epidemice de tifos, analizate de aceast minte luminat, n 1505 i n 1528). Se poate spune c a descris corect din punct de vedere epidemiologic, n lumina datelor cunoscute la acea vreme, ciuma, variola, febra tifoid i tifosul exantematic.

    A scris mai multe lucrri n domeniul medical, care cuprind informaii incredibil de corecte, dintre care unele au fost confirmate ulterior aproape n totalitate.

    Prima dintre aceste lucrri a fost scris n versuri i se pare c a fost publicat la Veneia [Syphilis sive morbus Gallicus(Sifilisul sau boala galic), 1530, trei volume; numele se datoreaz faptului c se presupune c sifilisul ar fi fost rspndit n Italia de trupe franceze asediatoare]. n primele dou volume, Fracastoro descrie cu bune amnunte sifilisul; a descris i luesul ca entitate n cadrul acestei patologii, a discutat modalitile de debut i chiar diferenele ntre cele trei stadii ale bolii. Apar

  • 11

    menionate i informaii despre modaliti de diagnostic i tratament (vapori de mercur, mixturi din sulf, mercur i extracte vegetale etc). n aceast scriere sunt discutate chiar i metode de prevenie. n al treilea volum, Girolamo Fracastoro prezint date privind cltoriile lui Columb n Indiile de Vest (se pare c boala era foarte rspndit printre btinai) dar i o poveste din mitologie, povestea pstorului Syphil (numele sifilisului are, se pare, o vechime foarte mare) care a fost pedepsit de zeul Apollo, tocmai prin aceast boal.

    Lucrarea De contagione, contagionis morbis et eorum curratione (Despre contagiune, boli contagioase i tratamentul lor), publicat tot la Veneia, la vrsta de 68 de ani, include toate cunotinele i teoriile lui Fracastoro referitor la bolile contagioase ale acelor vremuri. n mod uimitor, cu sute de ani nainte ca aceste aspecte s fie studiate i parial demonstrate tiinific de ctre Louis Pasteur, ntr-o vreme cnd bolile erau considerate drept pedeapsa zeilor, teoria miasmelor morbigene a lui Hipocrate este combtut iar Fracastoro emite ipoteza conform creia bolile contagioase sunt transmise prin intermediul unor fiine invizibile [Seminaria morborum (seminele bolilor)]. Dup mai mult de 130 de ani, Antony van Leeuwenhoeck utilizeaz microscopul pentru a studia cteva dintre microorganisme. n plus, Girolamo Fracastoro discut cile de intrare a seminelor bolii n organism: a. pe gur, b. prin respiraie, c. prin rni, d. direct prin piele. Mai mult dect att, clasific contagiul drept fiind de trei feluri: a. prin contact direct (ex. n tuberculoz, lepr, sifilis); b. prin contact indirect, prin fomites (haine, aternuturi, farfurii) i c. la distan (seminele morbigene fiind purtate la distan de ctre vnt, ploaie, apa rurilor etc., ca n cazul ciumei). Cu toate c a oferit incredibil de multe explicaii, cu toate c teoriile sale au fost n bun parte confirmate ulterior, la acea vreme nu au fost acceptate iar teoria miasmelor morbigene a fost pentru nc mult timp considerat ca fiind valabil.

    Cu toate acestea, se poate spune c Girolamo Fracastoro poate fi recunoscut n istoria medicinei ca printele patologiei infecioase.

    1.1.2. Robert Koch (1843-1910) Alturi de Louis Pasteur poate fi considerat printele bacteriologiei. n 1905 meritele sale au fost

    recunoscute, primind premiul Nobel, acordat pentru cercetrile n domeniul tuberculozei. S-a nscut n 1843 n Clausthal. A studiat medicina la universitatea din Gottingen i Hanovra iar n

    1866 a absolvit facultatea i a fost numit medic de circumscripie. A practicat medicina n mai multe localiti germane. n 1868 s-a stabilit n Wolstein (astzi aceast localitate se afl n Polonia). n timpul ederii la Wolstein a studiat Bacillus anthracis ntr-un laborator improvizat n propria locuina. Aici a creat celebrele postulate.

    Bacillus anthracis a fost descoperit de Pollender, Reyer i Davaine dar Robert Koch a fost cel ce a demonstrat c aceast bacterie e cauza mbolnvirilor cu antrax crbune (nume dat datorit culorii nchise a leziunilor din aceast boal). Prin studiile amnunite a descoperit fenomenul de sporulare i a fost primul cercettor care a folosit tehnica fotografiei n microbiologie, el fotografiind cmpurile microscopice.

    n 1880 a fost angajat n ministerul sntii unde i-a continuat cercetrile avndu-l colaborator printre alii pe Lofler. n 1891 s-a nfiinat Institutul pentru Studierea i Combaterea Bolilor Infecioase din Berlin, instituie care la 30 de ani de la descoperirea bacilului tuberculozei a primit numele marelui savant.

  • 12

    Infecia cu Mycobacterium era o mare problem n secolul 19. Unul din 7 oameni suferea de aceast boal, multe dintre mbolnviri evolund nefast, spre deces. n 1881 Robert Koch a izolat bacilul cauzator i a reuit s l cultive pe medii artificiale. n 1901 la congresul britanic despre tuberculoz, savantul a druit organizatorilor 5 eprubete n care se aflau colonii provenite din cultivarea succesiva de 435 de ori a bacililor pe care i identificase cu 20 de ani n urm (n 1891 Heinrich Gunther, un muncitor de 32 de ani, a fost internat i dup cteva zile a murit, se pare, datorit unei tuberculoze miliare; la necropsie Robert Koch a prelevat material bioptic, a inoculat iniial pe animale de laborator bacteriile provenite din acest material, ulterior reuind s le cultive i n vitro; n 24 martie 1882, Robert Koch a fcut publice descoperirile sale privind izolarea i identificarea agentului patogen al tuberculozei).

    Cercetrile nu s-au oprit aici, Robert Koch continund s aprofundeze studiul mycobacteriilor dar abordnd i alte microorganisme. Dup succesul identificrii bacilului tuberculos a urmat o perioada mai puin fast, el ncercnd s foloseasc iniial Alt-Tuberkulin ulterior Neu-Tuberkulin (un filtrat de cultur bacterian) ca i tratament. Insuccesul i-a adus numeroase critici dar experimentul a avut i o parte bun, aceste ncercri reprezentnd momentul de pionierat pentru evidenierea hipersensibilitii de tip IV, tuberculinic, iar tuberculina va fi ulterior utilizat n diagnostic i studii epidemiologice.

    1.1.3. Institutul Ion Cantacuzino

    Institutul Cantacuzino a existat cu muli ani nainte de a fi primit prin legea din 1921 o confirmare pe trm administrativ. nc din anul 1904, doi ani dup chemarea profesorului Cantacuzino la Catedra de Medicin Experimental de la Facultatea de Medicin, laboratorul su, destinat iniial exclusiv nvmntului i cercetrilor pur experimentale, instalat n cteva ncperi din institutul de Patologie i Bacteriologie condus de profesorul Victor Babe, a fost nsrcinat de ctre Direcia Sanitar s studieze metodele de preparare i valoarea practic a dou seruri curative de mare interes pentru medicin, serul antistreptococic i serul antidizenteric. Primele ncercri de aplicare la bolnavi s-au artat foarte ncurajatoare; ca atare s-a trecut de la faza experimental la prepararea pe o scar mai ntins i la utilizarea lor n practic.

    n perioada 1910-1913 a nceput experimentarea i prepararea vaccinurilor contra febrei tifoide i holerei asiatice.

    Rezultatele obinute convingeau i pe cei mai sceptici. Consiliul sanitar a adoptat ntrebuinarea acestor metode n combaterea epidemiilor de febra tifoida i holer, iar Serviciul Sanitar al armatei a decis aplicarea consecvent a vaccinrii antitifoidice la recrui realiznd prin aceasta dispariia aproape complet a cazurilor de febra tifoid din armat.

    Toate aceste fapte au fost realizate cu mijloace improvizate, ntr-un modest laborator de nvmnt, n care ncperea cea mai impuntoare - sala de lucrri practice pentru studeni - nu putea primi deodat mai mult de 25-30 de persoane. Conducerea profesorului crea o atmosfer de munca entuziast i dezinteresat, o motivaie admirabil printre colaboratori. Personalul tehnic se ntrea, numrul asistenilor benevoli de asemenea. Prin activitatea practic, laboratorul putea pune la ndemna studenilor mijloace de lucru care nu puteau fi gsite ntr-un simplu laborator universitar. Institutul Cantacuzino, exista de fapt. Rzboiul din 1916-1918 a demonstrat imperios promovarea unei legi dedicate nfiinrii, aa cum am menionat. De altfel, istoria nu se schimb; n ultimii 20 de ani aproape fiecare pas realizat n dezvoltarea sistemului de sntate public din Romnia a beneficiat de

  • 13

    cte o problem de sntate care a demonstrat autoritilor (cel puin pentru o perioad de timp) c este necesar o intervenie concret.

    Mijloacele improvizate nu mai puteau fi suficiente pentru o ara ntregita, cu o populaie de trei ori mai mare i care suferise pe timpul i din cauza ocupaiei strine. n reorganizarea sanitar a rii, s-a impus, ca o msur de prim necesitate, organizarea unui Institut central de seruri i vaccinuri, echipat n aa fel nct s corespund nevoilor considerabil crescute ale Romniei Mari, institut de producie, de cercetare dar i de nvmnt.

    Prin Legea din 1921, graie guvernului de atunci, s-a creat o instituie avnd urmtoarele scopuri: - s prepare toate serurile, vaccinurile, precum i alte produse similare, necesare n profilaxia i

    tratamentul specific al maladiilor infecioase din ar; - s fac toate lucrrile necesare pentru cercetarea tiinific a acestor maladii i s stabileasc

    metodele tip pentru serologie i de microbiologie; - s serveasc drept organ de control pentru toate analizele bacteriologice i s-i dea avizul n ce

    privete introducerea n ar a serurilor i vaccinurilor preparate aiurea; - s pregteasc medici specialiti n microbiologie; - s tipreasc publicaii periodice n legtur cu activitatea tiinifica a acestui Institut, precum i cu

    activitatea medical i biologic din ntreaga ar. Institutul prepara i da spre ntrebuinare numai serurile i vaccinurile care fceau dovada eficacitii

    lor. n acelai timp, n laboratoarele institutului se cerceta i se ncercau metodele noi de diagnostic microbiologic i serologic, sau de tratament.

    Una dintre remarcabilele realizri ale cercetrilor din institut a fost realizarea vaccinului BCG i nceperea vaccinrii tuturor copiilor. La acea vreme vaccinul BCG se mai producea numai n cadrul Institutului Pasteur din Paris.

    Astzi n cadrul institutului exist laboratoare naionale de referin (multe dintre acestea fiind certificate internaional, de ctre Organizaia Mondial a Sntii), inclusiv un laborator foarte performant de biologie molecular. Producia nc mai continu, chiar dac preparatele pentru uz uman includ n principal (doar) vaccinul gripal sezonier. Anul trecut, INCDMI Cantacuzino a fost una dintre puinele instituii la nivel mondial care a reuit s produc n timp util vaccinul gripal pandemic.

    n cldirea principal se gsete sala de curs i lucrri practice n care se pred bacteriologie, noiuni de imunologie i micologie, pentru studenii de anul doi ai facultii de medicin. La parter exist sala de curs i seminarii pentru studenii din anul cinci, epidemiologie.

    Institutul Cantacuzino rmne cel mai important centru de cercetare din Romnia. n ceea ce privete capacitatea de producie, existena acestuia este indispensabil (oricrei ri). Avem sperana c n ciuda anumitor evenimente din ultimii ani, nu vom vorbi niciodat despre Acest Institut la timpul trecut, ci doar la prezent i viitor.

  • 14

    2.STRUCTURA CELULEI BACTERIENE

    2. 1. Caracteristici Bacteriile se pot clasifica dup mai multe criterii, ns o variant util de clasificare este clasificarea

    n funcie de structur i aspectul peretelui bacterian, bacteriile putnd fi: - rigide, cu perete dens, imobile sau mobile; unele dintre aceste bacterii pot forma micelii (ex.

    bacterii din genurileMycobacterium, Actinomyces, Streptomyces, Nocardia); dac majoritatea bacteriilor studiate sunt cultivabile pe medii artificiale exist i bacterii care pot fi denumite ca parazii strict intracelulari (ex. genurile Rickettsia, Chlamydia);

    - flexibile, cu perete celular subire (ex. spirochetele, Treponema spp, Leptospira spp.); - lipsite de perete celular (ex. bacteriile din genul Mycoplasma). Celula bacterian este o celul procariot i are caracteristici structurale diferite n comparaie cu

    celula eucariot

    Tabelul nr. 1. Caracteristici comparative (celula eucariot / celula procariot) Celula eucariot Celula procariot Nucleul - prezint membran

    - are mai muli cromozomi - prezint aparat mitotic - nucleul este tipic, prezint

    nucleol

    - nu prezint membrane - are un singur cromozom, circular - absena mitozei - nu este tipic ci apare ca nucleoid

    Citoplasma prezint: - reticul endoplasmic - mitocondrii - lizozomi - ribozomi 80S - membrana citoplasmatic

    conine sterol

    nu prezint: - reticul endoplasmic, - mitocondrii, - lizozomi prezint ribozomi 70S membrana citoplasmatic nu conine steroli

    (excepieMycoplasma) Peretele

    celular - absent sau compus din

    celuloz sau chitin. - nu prezint glicopeptid

    - are structur complex, prezentnd glicopeptid, proteine, lipide etc.

    Diviziune Mitoz diviziune direct (binar) Capsula Absent adesea prezent

    Forma 2. 2. 1. n funcie de form, bacteriile se pot grupa n mai multe categorii i pot avea: a). form cocoidal, cu diametre egale sau inegale (coci), dispuse izolat sau grupat. Majoritarea

    steptococilor i stafilococii sunt sferici, enterococii sunt ovalari, pneumococii sunt lanceolai, gonococii i meningococii pot fi reniformi.

  • 15

    Dispunerea bacteriilor depinde de mediul de cultur n care se dezvolt, de vrsta culturii bacteriene, de alte aspecte fiziologice precum i de modul n care are loc diviziunea n cursul procesului de cretere i multiplicare (planul de diviziune).

    Modul de dispunere poate fi considerat, cu anumite rezerve, caracteristic pentru unele genuri de bacterii, de ex.:

    - stafilococii sunt coci sferici dispui n grmezi (ciorchine); - pneumococii sunt coci lanceolai dispui doi cte doi, eventual nconjurai de o capsul comun (n

    diplo); - streptococii sunt coci dispui n lanuri etc.; b). form de bastona (bacili, rods), drepi cu capetele uor rotunjite (enterobacterii), drepi cu

    capetele tiate drept (Bacillus anthracis), fuziformi, cu ambele capete ascuite (Fusobacterium nucleatum), dispui uneori ntr-un mod caracteristic (de exemplu n palisade, ca i scndurile dintr-un gard - bacilii pseudodifterici);

    c). aspect cocobacilar (exemplu H. influenzae, B. pertussis, B. abortus); d). actinomicete, care n culturi tinere formeaz filamente lungi, ramificate (asemntor

    mucegaiurilor); aceste filamente se fragmenteaz i rezult aspecte bacilare (ex. Actinomyces israelli); e). forma spiralat (bacili curbi - V. cholerae, spirili i spirochete - T. pallidum). Unele bacterii, chiar i atunci cnd rezult prin multiplicarea unei singure celule mam prezint un

    pleomorfism deosebit de accentuat (de exemplu Proteus spp.). n culturi vechi sau sub influena unor factori fizici, chimici, biologici, sub tratament cu antibiotice

    etc., pot aprea forme modificate: filamentoase, umflate, ramificate etc., care pot crea confuzii de diagnostic pentru examinatorul fr experien sau care nu face o examinare innd cont de context. Dac are loc repicarea acestora pe mediu de cultur proaspt iar examinarea ulterioar se face la timpul potrivit (avnd n vedere durata optim de multiplicare) vor rezulta forme tipice pentru specia respectiv.

    Dimensiunile 2. 2. 2. Dimensiunile variaz n funcie de gen, specie, condiiile de mediu, vrsta i stadiul de

    dezvoltare al culturii. n general bacteriile au dimensiuni de ordinul micrometrilor, de exemplu, pentru coci 0,5-2 m, iar pentru bacili 0,3-2/0,5-10 m. Dintre bacteriile vizibile la microscopul optic, Francisella tularensis (discutat astzi n legtur cu posibile atacuri teroriste) poate avea dimensiuni mici, de circa 0,3-0,6 m / 0,2 m. Rickettsiile, chlamydiile i mycoplasmele nu sunt vizibile la microscopul optic datorit dimensiunilor foarte mici. Flagelii pot atinge dimensiuni de pn la 10m. Formele filamentoase rezultate dup tratamentul cu antibiotice pot depi aceast dimensiune. Bacteriile din genul Proteus pot prezenta n mod natural forme filamentoase, de dimensiuni mari. Dac n 1993 a fost pus n eviden Epulopiscium fishelsoni (60-800 m / 200-500 m), cea mai mare bacterie cunoscut astzi este Thiomargarita namibiensis, o proteobacterie Gram negativ, potenial vizibil cu ochiul liber (dimensiuni ntre 100300 m i pn la 750 m). (1999)

    Datorit dimensiunilor mici, bacteriile pot fi vizualizate numai cu ajutorul microscopului, fie clasic, cu lumina transmis direct, atunci cnd utiliznd un ocular cu o mrire de 10 i un obiectiv (de imersie)

  • 16

    cu o mrire de 90-100 X, se realizeaz o amplificare a dimensiunilor bacteriene de circa 900-1.000 X, fie utiliznd alte tipuri de microscoape. Spre exemplu, utilizarea preparatelor colorate prin metode n care marcajul se face cu subtane fluorescente va crete puterea de rezoluie iar numrul de cmpuri investigate poate fi mai redus n comparaie cu investigarea unui preparat colorat clasic (a se vedea capitolul referitor la genul Mycobacterium).

    Iluminarea n cmp obscur permite examinarea preparatelor proaspete i evidenierea agentului etiologic al sifilisului (T. pallidum), agentul etiologic al leptospirozei (Leptospira spp.), inclusiv mobilitatea acestora.

    Informaii privind preparatele microscopice, executarea i colorarea frotiurilor, tehnica examenului microscopic n diagnosticul microbiologic sunt prezentate n anexa nr. 1.

    2. 3. Componentele structurale ale celulei bacteriene

    Att din punct de vedere structural ct i funcional, exist o serie de asemnri ntre celula procariot i celula eucariot. Bacteriile prezint att elemente structurale interne ct i structuri externe care pot i merit a fi studiate avnd implicaii n relaiile dintre celula bacterian i organismul gazd. Exist dou tipuri de elemente structurale, unele dintre acestea fiind ntlnite la toate speciile de bacterii (constante), altele fiind ntlnite numai n anumite condiii i doar la anumite specii sau tulpini bacteriene (facultative).

    2. 3. 1. Structuri constante ale celulei bacteriene

    Structurile constante ale celulei bacteriene sunt reprezentate de: - perete, - membran citoplasmatic, - citoplasm (cu ribozomi i facultativ cu incluzii, vacuole, plasmide) i de - nucleu. 2. 3. 1. 1. Peretele bacterian Peretele bacterian nconjoar membrana citoplasmatic. Lipsete la bacteriile din genul Mycoplasma.

    Are o grosime de circa 15-30 nm. Bacteriile Gram-pozitive conin aproximativ 80-90% murein (peptidoglican, glicopeptid parietal).

    Mureina este un heteropolimer al crui schelet este format din lanuri polizaharidice. Aceste lanuri sunt formate prin polimerizarea, alternant, a 2 structuri zaharidice:

    - acidul N-acetil-muramic (NAM) i - N-acetil-glucozamina (NAG). Fiecare molecul de NAM are substituit un tetrapeptid alctuit din D i L-aminoacizi. Se consider c

    aminoacizii n form D confer un grad de protecie fa de enzimele proteolitice. ntre tetrapeptidele substituite, la lanurile polizaharidice alturate, se stabilesc legturi peptidice prin gruparea terminal -

  • 17

    COOH a unui tetrapeptid i grupri terminale libere ale tetrapeptidului vecin. Astfel se formeaz structuri bidimensionale, destul de complicate, sub forma unor straturi care nconjoar ntreaga celul bacterian.

    Bacteriile Gram-pozitive rein violetul de metil (violet de genian n coloraia clasic) i au culoare violet pe frotiul colorat Gram. La unele bacterii, reeaua de baz este acoperit de reele suplimentare cu specificitate antigenic, alctuite de exemplu din acid teichoic (polimer de ribitol fosfat i glicerol fosfat), legat de regul covalent la peptidoglican. n cazul n care structurile fosfat se gsesc n cantiti limitate sau nu pot fi sintetizate, la nivelul peretelui bacterian putem ntlni acidul teichuronic. Dintre bacteriile Gram-pozitive se pot aminti stafilococul, streptococul, enterococul, bacilul difteric, bacilul listeriozei, actinomicetele, bacilul antraxului, clostridiile etc.

    n cazul bacteriilor Gram-negative se descrie un perete celular n general mai subire dar mult mai complex. Peretele este alctuit dintr-un strat fin de peptidoglican (circa 10-20% din structura peretelui) care este acoperit de o membran extern. Spaiul dintre membrana citoplasmatic i membrana extern (include peptidoglicanul) reprezint spaiul periplasmic. Din punct de vedere chimic, membrana extern este alctuit din fosfolipide, proteine i cantiti variabile de lipopolizaharide. Alte proteine importante care se afl la acest nivel sunt porinele. Lipopolizaharidul (endotoxina) are n componen dou structuri eseniale: lipidul A i polizaharidul O. Bacteriile Gram-negative se decoloreaz cu alcool-aceton i se recoloreaz cu fucsin diluat (au culoare roie la coloraia Gram). Dintre bacteriile Gram-negative am putea aminti meningococul, gonococul, enterobacteriile, vibrionul holeric, bacilul piocianic, cocobacilii Gram-negativi (ex. Haemophilus influenzae, Bordetella pertussis, Brucella abortus) etc.

    Bacteriile acid-alcool rezistente (de exemplu, mycobacteriile sau nocardiile) conin o cantitate substanial de lipide la nivel parietal. Rezist decolorrii cu acid-alcool (au culoare roie pe fond albastru la coloraia Ziehl-Neelsen); aceast coloraie continu s reprezinte o etap esenial n diagnosticul bacteriologic al tuberculozei, indiferent de cele mai recente descoperiri privind tehnicile moderne de laborator (inclusiv utilizarea sondelor nucleotidice sau amplificarea genetic). n afar de mycobacterii (n special M. tuberculosis, dar i numeroase mycobacterii atipice (non-tuberculous mycobacteria, NTM), ex. M. avium, M. intracellulare, M. kansasii), exist i alte specii bacteriene care pot aprea colorate asemntor dup utilizarea metodei Ziehl-Neelsen, spre exemplu bacilul difteric (C. diphteriae).

    Rolurile peretelui bacterian: - prin rigiditate asigur forma caracteristic bacteriei (coci, bacili etc); - asigur rezistena bacteriei (de exemplu la variaii ale presiunii osmotice i la presiuni interioare

    care pot ajunge pn la 20 atm.); - flexibilitatea peretelui celular la unele bacterii (ex. spirochete) poate fi explicat att prin

    flexibilitatea membranei ct i prin grosimea redus a peptidoglicanului; - are rol antigenic (carbohidratul C la streptococ, antigenul O - polizaharidic, n cazul bacteriilor

    Gram-negative etc); - prezint receptori, de exemplu pentru bacteriofagi; - are rol n diviziunea bacterian participnd la formarea septului transversal; - la nivelul lui pot aciona unele antibiotice (exemplu beta-lactaminele, vancomicina, D-cicloserina); - la bacteriile Gram-negative este asociat cu numeroase enzime (situate n spaiul periplasmic i la

    nivelul membranei externe).

  • 18

    Protoplastul (form rotund nconjurat de membrana citoplasmatic) reprezint bacteria Gram-pozitiv dup ndeprtarea complet a peretelui, de exemplu sub aciunea lizozimului care lizeaz mureina. n medii hipotone protoplastul se lizeaz. Este o structur care nu se poate multiplica.

    Sferoplastul reprezint bacteria Gram-negativ dup degradarea parial a peretelui (conine o cantitate mai mic de murein). Lizozimul poate aciona asupra peptidoglicanului numai dup alterarea membranei externe (ex. dup tratare cu EDTA). n medii hipotone sferoplastul se lizeaz. Spre deosebire de protoplast, se poate multiplica.

    Anumite bacterii produc autolizine (enzime hidrolitice care degradeaz peptidoglicanul, spre exemplu glicozidaze, amidaze, peptidaze). Este probabil ca aceste substane s aib un rol n creterea i multiplicarea bacterian.

    Formele L n 1935 s-a observat prezena unor germeni modificai structural. Au fost numite forme L, dup

    numele Institutului Dr. Lister unde au fost descoperite. Nu sunt microorganisme noi, ci variante ale unor microorganisme cu peretele bacterian modificat. Utilizndu-se lizozim sau penicilin ca ageni inductori s-au putut obine forme L de la majoritatea bacteriilor. Este posibil ca aceste forme L s explice, prin prezena lor n organism, anumite infecii cronice (de exemplu infecii ale aparatului urinar).

    2. 3. 1. 2. Membrana citoplasmatic ntre perete i citoplasm exist membrana citoplasmatic avnd grosimea de 7-10nm; poate

    reprezenta circa o zecime din greutatea uscat a peretelui bacterian. Electronomicrografic apare format din 2 straturi ntunecoase separate de un strat mai clar. Este considerat un mozaic fluid, compus dintr-un film fosfolipidic n care floteaz proteine globulare cu extremitile polare hidrofile expuse spre spaiul intracelular, extracelular sau ambele. Aproape 10% din proteinele celulei bacteriene, peste 200 de feluri de proteine, sunt localizate la nivelul membranei citoplasmatice. Fosfolipidele, dispuse n dublu strat, au extremitile polare, hidrofile, expuse contactului cu apa pe ambele fee ale membranei i extremitile nepolare, hidrofobe, orientate spre stratul mijlociu al membranei. Nu conine steroli (excepie Mycoplasma spp).

    Rolurile membranei citoplasmatice sunt de: - filtru selectiv, datorit permeazelor (rol n permeabilitate i transport); - barier osmotic; - a conine enzime ale metabolismului respirator (de exemplu citocromi); - a fi sediul majoritii activitilor enzimatice ale celulei bacteriene (de exemplu intervine activ n

    procesele de biosintez); - excreie a unor enzime hidrolitice; - a interveni activ n procese de biosintez; - a contribui la formarea septului transversal (rol n diviziunea celular); - a participa la procesul de chemotaxie prin receptorii de pe suprafaa sa. Asupra membranei pot aciona anumite antibiotice (de exemplu polimixinele). 2. 3. 1. 3. Mezozomii Mezozomii sunt structuri care se formeaz prin invaginarea membranei citoplasmatice de care

    rmn legai. Sunt prezeni n special la bacteriile Gram-pozitive. Au structura chimic a membranei citoplasmatice i aceleai funcii n permeabilitate i respiraie. Cu un capt se pot fixa de materialul

  • 19

    nuclear, favoriznd distribuirea n mod egal a genomului ntre cele dou celule fiice. Au rol i n formarea septului transversal.

    2. 3. 1. 4. Citoplasma La microscopul optic, pe preparatele colorate uzual, observm numai citoplasma bacterian, intens

    bazofil. Detaliile structurale (nucleoplasm, ribozomi, incluzii) se pot observa numai cu ajutorul microscopului electronic. Are o structur mai simpl fa de citoplasma eucariotelor. Este constituit dintr-un sistem coloidal format din proteine, enzime, lipide, pigmeni, hidrai de carbon, sruri minerale i ap. Conine n mod caracteristic 80% ap, menine ntr-un sistem coloidal proteine, carbohidrai, lipide, sruri etc, conine o mare cantitate de ARN (ex. ARNm, ARNt).

    Particulele citoplasmatice studiate sunt: ribozomii, incluziile, vacuolele; n citoplasm pot exista i elemente facultative, plasmidele (formate din ADN extracromozomial).

    La celula tnr citoplasma este intens colorat, omogen, conine ARN n cantitate mare, este clar n timp ce la celula btrn citoplasma are aspect granular.

    2. 3. 1. 5. Ribozomii: structur, rol Ribozomii au form aproximativ sferic, pot fi vzui la microscopul electronic. Mrimea lor (circa 10-

    20 nm) depinde de concentraia ionilor Mg2+ i K+. Unii ribozomi sunt liberi n citoplasm, n timp ce alii apar legai de faa intern a membranei citoplasmatice. Din punct de vedere chimic conin circa 65% ARNr (ribozomal). Au constanta de sedimentare de 70 uniti Swedberg dar sunt constituii din dou subuniti de cte 30S i respectiv 50S. n subunitatea mic intr o singur molecul de ARNr, 16S i 21 de tipuri de proteine ribozomale. n subunitatea mare intr mai multe tipuri de molecule de ARNr (ex. ARNr 23S). ntre cele dou subuniti se formeaz canalul prin care trec moleculele de ARNm (mesager) n cursul sintezei proteice. Se apreciaz c ntr-o bacterie cu dimensiuni medii, aflat n faza de cretere activ, se sintetizeaz circa 500 ribozomi / minut, metabolismul bacterian fiind foarte intens.

    Ribozomii au rol esenial n procesul de biosintez proteic. Au tendina de a se grupa n polisomi (poliribozomi) cu eficien sporit n biosinteza proteic. n aceste condiii, la un moment dat pe aceeai molecul de ARNm se afl n scopul traducerii mesajului genetic mai muli ribozomi, care constituie un ansamblu care poart numele de polisom.

    Biosinteza proteic Biosinteza proteinelor are loc la nivelul ribozomilor. Cu toate c secvena de aminoacizi din structurile proteice este dictat de secvena de baze

    azotate din ADN, pentru c nu exist afinitate i posibilitate de cuplare ntre ADN i aminoacizi este necesar ca o alt structur s permit poziionarea aminoacizilor n lanul viitoarei proteine.

    Iniial are loc transcrierea informaiei genetice pe ARNm (mesager), care va transporta aceast informaie de la genom la nivelul ribozomilor, sub forma unei copii complementare. Gena este segmentul de ADN care deine informaia genetic pentru sinteza unei proteine. Segmentul de ADN care controleaz sinteza unui polipeptid poart numele de cistron.

    ARNm care deine informaia genetic pentu sinteza unei singure catene de polipeptid poart numele de ARNm monocistronic.

    La bacterii, de obicei, o molecul de ARNm trebuie s poarte informaia necesar pentru sinteza mai multor catene diferite i n acest caz ARNm poart numele de ARNm policistronic. Aceast situaia particular este datorat dimensiunii mici a acestor procariote precum i metabolismului intens care are loc n cursul procesului de cretere i multiplicare. Spre exemplu, la E. coli, pentru metabolizarea lactozei

  • 20

    sunt necesare potenial 3 enzime diferite, iar mesajul genetic pentru sinteza acestora se afl deinut de o singur molecul de ARNm policistronic.

    De regul, numai o caten de ADN este folosit drept matri pentru ARNm. Transcrierea mesajului genetic este selectiv (se desfoar ntre promotor i semnalul de terminare) i este controlat de ARN polimeraza ADN-dependent.

    Pentru traducerea mesajului genetic este necesar intervenia la nivel ribozomal a moleculelor de ARNt (de transfer). Acestea au o dubl specificitate (pentru fiecare dintre cei 20 de aminoacizi exist una sau mai multe molecule de ARNt; n acelai timp exist enzime specifice fiecrui tip de aminoacid care controleaz legarea corect a aminoacizilor activai pe ARNt corespunztor). La nivelul fiecrui ARNt exist trei nucleotide (anticodon) complementar codonului care corespunde aminoacidului.

    ARNt nu are niciodat la anticodon succesiunea UUA, CUA sau ACU i n aceste condiii ne putem explica motivul pentru care codonii UAA, UAG i UGA sunt codoni stop.

    Succesiunea specific a nucleotidelor este transpus ntr-o secven specific de aminoacizi care intr n constituia lanului polipeptidic din proteina n curs de formare.

    2. 3. 1. 6. Incluziile Incluziile sunt formaiuni care apar n citoplasm la sfritul perioadei de cretere activ.

    Dimensiunea i forma incluziilor citoplasmatice pot varia n funcie de condiiile externe. Pot conine polimeri anorganici (de exemplu, corpusculii metacromatici ai genului Corynebacterium, la a cror descoperire a avut un rol important Profesorul Victor Babe), substane anorganice simple, polimeri organici (rezervor energetic mai ales la germenii sporulai aerobi), lipide, cristale, granulaii de sulf etc.

    2. 3. 1. 7. Vacuolele Vacuolele sunt formaiuni sferice care conin diferite substane n soluie apoas. Au o membran

    lipoproteic numit tonoplast. Au fost descrise n mai ales la bacteriile acvatice i ar putea avea un rol n plutirea acestora.

    2. 3. 1. 8. Nucleul Masa nuclear vine n contact direct cu citoplasma. Este localizat n partea central a celulei.

    Conine ADN, nu are nucleoli. Are afinitate pentru coloranii bazici, dar pe preparatele colorate uzual este mascat de bazofilia intens a citoplasmei bogat n ARN.

    Unicul cromozom bacterian este alctuit dintr-o singur molecul de ADN dublu catenar, cu aspectul unui fir lung (1.000-2.000 m), nchis ntr-un inel i replicat pe el nsui, superspiralat. Mrimea cromozomului poate s difere n funcie de specia bacterian (i respectiv numrul de perechi de baze); cea mai mic celul bacterian ar fi cea de Mycoplasma spp., la care dimensiunea este de 4.700 kpb, n timp ce cromozomul de E. coli poate avea o dimensiune de circa 3 ori mai mare. Avnd n vedere c dimensiunea bacteriilor este de circa 1-2 mm n cazul cocilor i de cteva ori mai mare n cazul bacililor, pentru ca materialul genetic s poat fi coninut n acest spaiu redus, acesta trebuie s fie compactat ntr-un mod remarcabil i astfel, rezult nucleoidul bacterian care poate fi difereniat microscopic. Nucleoidul este format din molecula de ADN asociat cu proteine i o cantitate variabil de ARN.

    Relativ recent (1989) s-a descoperit c exist i bacterii care dein cromozomi lineari (ex. Borrelia burgdorferi). Toate speciile din genul Borrelia dein i plasmide lineare.

    Replicarea cromozomului bacterian se face printr-un mecanism semiconservativ. Aa cum am menionat, cromozomul este unic, ns n celula care se dezvolt rapid exist posibilitatea ca nainte ca prima replicare s se fi ncheiat s se iniieze nc o replicare i n acest caz celula bacterian va putea fi

  • 21

    meroploid (doar anumite regiuni cromozomiale sunt copiate de mai multe ori) sau chiar poliploid (tot cromozomul a fost copiat de mai multe ori). Dac replicarea cromozomial nu este succedat de diviunea celulei (aa cum se ntmpl n mod obinuit), putem remarca n celula bacterian existena mai multor cromozomi. Cromozomii suplimentari (n total 2 sau 4) nu aduc o informaie genetic diferit pentru c ei sunt copii ale cromozomului iniial (identici cu acesta).

    Nucleul deine informaia genetic necesar proceselor vitale de cretere i multiplicare. Codonul Din punct de vedere funcional, 3 nucleotide consecutive din structura moleculei de ADN formeaz

    un codon. Codonii dein informaia genetic pentru a plasa ntr-o anumit secven un anumit aminoacid, n lanul polipeptidic care va fi sintetizat la nivelul ribozomilor.

    Cistronul Cistronul reprezint o subunitate funcional a genei, capabil s determine independent sinteza

    unui lan polipeptidic. Gena Gena structural reprezint o poriune a genomului, respectiv o anumit secven de nucleotide

    dispuse liniar. Genele structurale reprezint circa 90% din ansamblul informaiei genetice. Poart nscris n structura sa informaia genetic necesar pentru sinteza unei proteine specifice, structurale sau funcionale (enzime).

    2. 3. 2. Structuri facultative Structurile facultative ale celulei bacteriene sunt reprezentate de capsul, cili (flagelii), fimbrii (pili) i

    spori (forme de rezisten). 2. 3. 2. 1. Capsula: structur, rol, evideniere Numeroase bacterii sintetizeaz polimeri organici (de obicei polizaharide) care formeaz n jurul

    celulei o matrice fibroas, numit glicocalix. La unele bacterii glicocalixul ader strns de celula bacterian i reprezint capsula. Exist bacterii

    care dein o capsul bine definit, cu structur polizaharidic (S. pneumoniae, K. pneumoniae, unele tulpini de E. coli etc) sau cu structur polipeptidic (Bacillus anthracis etc).

    La alte bacterii, glicocalixul formeaz o reea lax de fibrile care se pierde parial n mediu i poate fi separat de corpul bacterian prin centrifugare, capsula flexibil, care nu este vizibil la microscopul optic.

    Roluri: - factor de virulen, mpiedicnd fagocitarea bacteriei i favoriznd invazivitatea; - rezisten fa de surfactani, anticorpi; - permite aderarea unor bacterii (rol de adezin); - barier protectoare fa de bacteriofagi, protozoare; - conine substane cu specificitate antigenic (de specie sau de tip) - antigenul K. Spre exemplu, n

    cazul S. pneumoniaeexist peste 90 tipuri antigenice capsulare n timp ce la E. coli sau la Klebsiella pneumoniae exist peste 80 tipuri antigenice capsulare.

    Referitor la modalitile de evideniere ale structurilor capsulare, este de menionat c prin coloraia cu albastru de metilen sau tu de China / India, n jurul bacteriei apare un halou necolorat. Exist i

  • 22

    coloraii speciale pentru capsul, de exemplu coloraia Hiss. Structura antigenic a capsulei permite identificarea bacteriilor, spre exemplu prin reacia de umflare a capsulei (Neufeld) atunci cnd se folosesc seruri polivalente sau monovalente anti-capsulare pentru identificarea pneumococilor.

    2. 3. 2. 2. Flagelii: structur, rol, localizare Cilii sau flagelii confer mobilitate bacteriilor. Mobilitatea poate fi evideniat n preparatul proaspt

    (ntre lam i lamel) sau pe anumite medii speciale (ex. MIU). Mobilitatea germenilor din genul Proteus este observat pe orice mediu de cultur solid pe care acest microorganism foarte mobil se dezvolt (fenomenul de invazie).

    Flagelii sunt formaiuni fine, alungite, flexibile, cu origine la nivelul corpusculului bazal. Acesta este alctuit (de ex. la majoritatea bacteriilor Gram-negative) din patru discuri aranjate ca dou perechi pe o structur care trece prin mijlocul lor. Corpusculul bazal este plasat n perete i membrana citoplasmatic. Din punct de vedere chimic flagelul este de natur proteic (flagelina).

    Roluri: - n mobilitate (cu o vitez de circa 50 m / secund); cilul are o micare de rotaie, asemntoare

    unei nurubri n mediu i ca atare corpul bacterian este mpins n direcia opus; motorul rotaiei e reprezentat de corpusculul bazal iar energia este obinut din ATP;

    - antigenic (datorit structurii proteice - antigenul H, specific de tip); - n clasificarea bacteriilor (prin numr i distribuie), bacteriile putnd fi - monotriche (cu un flagel dispus la o extremitate), de exemplu Vibrio cholerae, Pseudomonas

    aeruginosa; - lofotriche (cu un mnunchi de flageli dispus la o extremitate); - peritriche (cu mai muli flageli dispui de-a lungul suprafeei bacteriene), de exemplu E.

    coli, Proteus mirabilis, Salmonella typhi. 2. 3. 2. 3. Fimbriile (pilii) Sunt formaiuni scurte, fine, nu au rol n mobilitate. De obicei pilii sunt mai subiri dect cilii. Pot fi

    foarte numeroase pe suprafaa majoritii bacteriilor; pot fi observate numai la microscopul electronic. Exist pili comuni, cu urmtoarele roluri: - n aderena bacterian (adezine); - conin receptori specifici pentru bacteriofagi; - antigenic (la unele bacterii), ex. N. meningitidis i N. gonorrhoeae. Exist pili F (sexuali), determinai genetic de factorul de fertilitate F (episom). Acetia ndeplinesc

    rolul canalului de conjugare. 2. 3. 2. 4. Sporii: structur, compoziie chimic, rol, localizare Fenomenul de sporogenez este mai des ntlnit la Bacillaceae (genurile Clostridium i Bacillus). Pe

    sol, n condiii de uscciune, la adpost de lumina solar direct, endosporii persist zeci i poate sute de ani.

    Materialul genetic este concentrat i, mpreun cu apa legat, lipide, Ca++, Mg++, este nconjurat de un strat protector (membrana sporal, cortexul sporal, nveliurile sporale). Smburele sporal mpreun cu membrana citoplasmatic formeaz protoplastul sporal.

    Roluri: - form de rezisten i conservare a speciei (n condiii favorabile un spor se poate transforma ntr-

    o bacterie / forma vegetativ; procesul de formare a sporului ar putea fi considerat una dintre cele mai

  • 23

    primitive forme de difereniere, dar nu este un proces de reproducere celular aa cum se ntmpl la fungi sau parazii);

    - rezist la cldur, uscciune, la anumite substane chimice i antibiotice, raze UV etc. Sporul poate fi localizat: - central sau subterminal, mai mic dect celula (ex. la Bacillus anthracis); - central sau subterminal, mai mare dect celula (ex. la Clostridium hystoliticum etc); - terminal (ex. la Clostridium tetani, cu aspectul de b de chibrit). Poate fi evideniat prin coloraii speciale (de exemplu verde malachit) sau prin coloraia Gram (locul

    sporului rmne necolorat). Este sensibil la formol, propiolacton etc. Este distrus prin autoclavare.

    2. 4. Povestiri adevrate 2. 4. 1. Sporii bacterieni; Izbucnire epidemic de infecii cu Clostridium novyi tipA n rndul

    utilizatorilor de droguri administrate injectabil, n Scoia n Scoia, n perioada aprilie-august a anului 2000, s-a raportat un numr fr precedent de

    mbolnviri n rndul utilizatorilor de droguri pe cale injectabil. Au fost identificate 60 de cazuri (23 confirmate i 37 probabile), la subieci cu vrsta medie de 30 de ani, dintre care 31 erau de sex feminin (51,66%). Toi pacienii erau consumatori de droguri administrate prin injecie intramuscular i subcutanat (n acest caz a fost vorba despre un preparat compus din heroin i acid citric). 20 (87%) dintre cazurile confirmate au evoluat ctre deces. Din totalul pacienilor, 15 au prezentat fasciit necrozant, 22 au dezvoltatedem la locul de injectare, iar 13 au prezentat pleurezie.

    n 20 (54%) dintre cazurile probabile i 14 (61%) dintre cele confirmate au existat legturi familiale sau sociale ntre subieci. Semnele clinice cel mai des nregistrate au fost: durere i edem marcat la nivelul locului de injectare; n cteva dintre cazuri, n afar de aceste semne, pacienii au prezentat insuficien multi-organic. O caracteristic a sindromului de afectare multi-organic a fost reprezentat de reacia leucemoid, cu leucocitoz la valori foarte ridicate, cu deviere la stnga a formulei leucocitare (numeroase leucocite tinere, nesegmentate).

    Probe din heroina confiscat (pur i n combinaie cu acid citric), probe de snge i fragmente tisulare (recoltate antemortem i postmortem) au fost trimise ctre laboratoarele de referin din Glasgow i Londra, dar i ctre laboratorul Centrului pentru prevenirea i controlul bolilor (CDC, Atlanta, SUA). Supoziia iniial (infirmat prin testele de laborator) a fost cea de contaminare a drogurilor cu spori de Bacillus anthracis.

    Testele efectuate pe probele recoltate au evideniat contaminarea masiv cu spori de Clostridium novyi, tip A, a drogurilor injectabile recuperate (probabil datorit condiiilor precare de obinere, stocare i transport ale acestora). Autoritile au emis ipoteza c o cantitate mult mai mare de droguri se poate afla n circulaie i aceast situaie ar putea fi considerat ca o adevrat bomb biologic pentru populaia consumatoare de droguri. Microorganismul cel mai frecvent izolat din probele recoltate de la pacieni (n condiii de anaerobioz i transportate corespunztor, la adpost de oxigen) a fost Clostridium novyi.Din probele recoltate s-au izolat, de asemenea, Clostridium perfringens i Clostridium saccharolyticum. n cazul n care autoritile de sntate public nu s-ar fi

  • 24

    gndit, n cazul diagnosticului diferenial, i la o ipotez n care germenii anaerobi s fie implicai, izbucnirea epidemic ar fi putut s rmn fr diagnostic etiologic.

    Pe lng prezena sporilor, demonstrat prin tehnici de laborator, a fost utilizat testarea efectului citopatic asupra culturilor monostrat de linii celulare Vero i astfel s-a demonstrat prezena alfa-toxinei produs de C. novyi,tip A, n probele recoltate.

    Alfa-toxina este eliberat la nivelul procesului infecios (locul injectrii drogului, unde prin realizarea condiiilor de anaerobioz, sporii trec n form vegetativ se multiplic i bacteriile sintetizeaz exotoxina), n esutul subcutanat, conduce la instalarea unui rspuns inflamator local intens, cu edem marcat. Alfa-toxina are o contribuie patogenic i n situaiile cu evoluie spre insuficien multi-organic, asociat cu hipotensiune arterial, reacie leucemoid i fasciit necrozant. Condiiile de anaerobioz sunt atinse deoarece soluia de heroin tamponat cu acid citric produce necroz tisular la locul injectrii (n cazul n care soluia ar fi fost injectat intravenos, sporii ar fi fost distrui de ctre mecanismele de aprare ale gazdei, la nivel sanguin).

    n cazul n care ipoteza unei afectri datorit sporilor provenii de la bacterii anaerobe ar fi fost emis de la nceput i dac nu s-ar fi instituit (la o parte dintre cazuri) antibioterapia empiric cu antibiotice / chimioterapice cu spectru larg anterior recoltrii probelor, procentul de infecii cu etiologie confirmat ar fi putut s fie mai mare.

    S-au emis mai multe comunicate de pres pentru a pune n tem populaia i pentru a alerta comunitatea medical i pe eventualii consumatori de droguri.

    2. 4. 2. Capsula bacterian Multe s-au scris despre Neisseria meningitidis, meningococul, rspunztor pentru izbucniri epidemice

    de meningit, cu urmri ngrijortoare (decese, sechele). Infeciile meningococice rmn nc o problem de sntate la nivel mondial iar nelegerea mecanismelor prin care Neisseria meningitidis eludeaz mecanismele de aprare ale gazdei este foarte important. Meningococul determin boala prin invazivitate i multiplicare, adernd la celulele umane i invadndu-le ns dup aceast etap procesul rmne, n mare parte, un mister.

    Unul din atributele de patogenitate ale meningococului este reprezentat de capsula polizaharidic, cu un rol clar demonstrat n supravieuirea bacterian n fluidele extracelulare. Studii recente au artat c aceeai structur contribuie i la supravieuirea intracelular.

    Sistemul complement este unul dintre factorii de aprare foarte importani n protecia subiecilor fa de infecia cu N. meningitidis; totui acest microorganism s-a adaptat i a dezvoltat mecanisme proprii de protecie anti-complement.

    Structurile bacteriene de genul capsulei polizaharidice precum i cele care imit structurile proprii (self) ale gazdei sau leag molecule proprii organismului salveaz germenul de la liz celular i fagocitoz. Se pare c Neisseria meningitidis i folosete eficient proprietile, att extra- ct i intracelular.

    Prin inocularea de tulpini capsulate i necapsulate marcate izotopic n culturi celulare de celule fagocitare i nefagocitare umane s-a ncercat monitorizarea invazivitii i multiplicrii intracelulare. Rezultatele au fost surprinztoare deoarece capsula, care diminueaz capacitatea de aderare la membrana celular i de intrare a germenului n celul, este esenial pentru supravieuirea intracelular a microorganismului. Un posibil mecanism prin care se produce aceast supravieuire ar fi cel al

  • 25

    rezistenei capsulare la peptidele cationice antimicrobiene (CAMPs cationic antimicrobial peptides), componente ale sistemului imun nnscut.

    Degradarea intracelular a bacteriilor internalizate poate fi legat de o multitudine de mecanisme, printre care aciunea pH-ului, stresul oxidativ sau aciunea enzimelor litice i a peptidelor antimicrobiene. Teoretic prezena capsulei ar putea interfera, direct sau indirect, cu oricare din aceste mecanisme. n particular s-a evideniat deja medierea rezistenei pentru Klebsiella pneumoniae la CAMPs de ctre capsula sa, polizaharidic.

    n ceea ce privete capsula N. meningitidis, studii preliminare au artat deja c tulpinile necapsulate sunt mai susceptibile aciunii defensinelor, protegrinelor i polimixinei B, asemntoare CAMPs. Polimixina B, un peptid ciclic de origine microbian, a fost folosit ca model al CAMPs datorit proprietilor ei de permeabilizare a membranei externe a germenilor Gram-negativi. Experimental s-a msurat rata de supravieuire a meningococilor timp de 45 de minute n diferite concentraii de polimixin B. Rezultatele au confirmat c absena capsulei scade viabilitatea microbian n prezena polimixinei B. Acest model pe culturi celulare susine ipoteza conform creia capsula N. meningitidis reprezint un mecanism major pentru supravieuirea intracelular a bacteriei din cursul infeciei.

    2. 4. 3. Importana examenului microscopic Examenul bacteriologic direct are o mare importan pentru diagnosticul de etap, dar i pentru cel

    definitiv; poate schimba radical indicaia de tratament precum i prognosticul pentru respectivul pacient. n cadrul examenului bacteriologic direct, examenul preparatului proaspt ntre lam i lamel a rmas ruda srac, fiind mai rar folosit (prea rar); informaiile obinute pot fi ns foarte utile. La un pacient seropozitiv stadiul C3, cu diaree trenant i sever, examenul citobacteriologic a artat prezena unor formaiuni rotund ovalare interpretate ca levuri, probabil candidozice. n ciuda tratamentului antifungic pentru levuri diareea a rmas la fel de sever i starea grav. La o nou examinare a materiilor fecale, de data aceasta i a preparatului proaspt ntre lam i lamel, colorat cu albastru de metil, s-au vzut (datorit colorantului) aceleai formaiuni rotunde dar cu capsul, ridicndu-se suspiciunea unei infecii cu criptococ, care ulterior s-au identificat dup culturi i repicri repetate pe medii specifice. Dar ce este de subliniat este c schimbarea imediat a tratamentului a condus la remiterea simptomatologiei i mbuntirea strii pacientului.

    2. 5. Evaluarea cunotinelor 1. Alegei afirmaia fals:

    a. Bacilii au form rotund i se adun n grmezi b. Haemophilus influenzae este un cocobacil c. Dimensiunile bacteriene sunt de ordinul micrometrilor i din acest motiv bacteriile se pot examina la microscopul optic d. Aspectul in diplo este caracteristic pneumococilor e. Exist bacterii cu dimensiuni foarte mici (ex.: Chlamydia spp. i Mycoplasma spp.) care nu pot fi vizualizate la microscopul optic

  • 26

    2. Despre componentele structurale ale celulei bacteriene este adevrat urmtoarea afirmaie: a. Peretele bacteriilor Gram-negative nu conine murein b. Membrana celular este o structur facultativ c. Nucleul bacterian este nvelit de membran nuclear i conine numeroi nucleoli d. Capsula bacterian reprezint un factor de virulen i favorizeaz invazivitatea e. Bacteriile cu flageli sunt imobile

    3. Peretele bacterian: a. Este o component constant a bacteriilor din toate genurile b. Este degradat cu uurin sub aciunea lizozimului (muramidazei) c. Are aceeai grosime att la bacteriile Gram-negative, ct i la cele Gram-pozitive d. Nu este sediu de aciune pentru nici un tip de antibiotic e. Conine antigene capsulare

    4. Care dintre enunuri este corect n ceea ce privete structurile facultative bacteriene: a. Sporii bacterieni au rol n replicarea ADN-ului b. Mobilitatea bacteriilor este dat de fimbrii c. Sporul este o form de rezisten bacterian d. Capsula este ubicuitar la toate genurile bacteriene e. O bacterie nu poate avea mai mult de un singur flagel

    5. Sporii bacterieni: a. Nu se distrug prin autoclavare b. Sunt forme de rezisten ale bacteriilor i se pot transforma n forme vegetative c. Nu se vizualizeaz microscopic d. Pentru orice tip bacterian, sunt localizai n acelai loc i anume central e. Sunt caracteristici tuturor speciilor bacteriene

    3. Fiziologia bacterian 3. 1. Constituia chimic a bacteriilor

    3. 1. 1. Apa: procent, rol Apa reprezint peste 75-85% din greutatea umed a bacteriei. Exist ap liber (mediu de

    dispersie) i ap legat fizico-chimic cu diferite structuri. Sporii au puin ap, n special ap legat. Bacteriile sunt fiine acvatice prin excelen. Vacuolele sunt formaiuni sferice care conin diferite substane n soluie apoas. Au o membran lipoproteic numit tonoplast. Au fost descrise n special la bacteriile acvatice i ar putea avea un rol n plutirea acestora.

    Dintre rolurile ndeplinite am putea aminti faptul c apa reprezint un mediu de dispersie, este reactiv n reaciile metabolice, reprezint etapa final a unor reacii oxidative etc.

  • 27

    Prin deshidratare (desicare) este posibil prezervarea culturilor bacteriene timp ndelungat. O metod des utilizat datorit eficienei sale este liofilizarea (criodesicarea). Studiile tiinifice au artat c, n general, germenii Gram-negativi rezist mai puin timp liofilizrii dect cei Gram-pozitivi, fenomen care a fost pus pe seama stratului mai subire de peptidoglican. (1)

    3. 1. 2. Substanele minerale Substanele minerale reprezint 2-30% din greutatea uscat a bacteriei i variaz n funcie de

    specie, vrsta culturii, compoziia chimic a mediului. Unele elemente intr n compoziia diferitelor structuri (exemplu sulful intr n structura aminoacizilor, fosforul n structura fosfolipidelor etc).

    Dintre rolurile ndeplinite am putea aminti urmtoarele: favorizeaz schimburile cu mediul, particip la reglarea presiunii osmotice, pot stimula creterea i funcia bacteriei (de exemplu fierul n cazul bacilului difteric, care

    condiioneaz i producerea de toxine), activeaz unele sisteme enzimatice, contribuie la reglarea pH-ului i a potenialului de oxido-

    reducere. Aa cum am menionat anterior, la nivel ribozomal se gsesc Mg++ i K+. 3. 1. 3. Glucidele n structura bacterian se pot gsi glucide simple cu rol n metabolismul intermediar glucidic,

    precum i glucide complexe, de exemplu poliozide. Acestea din urm au o serie de roluri, spre ex. particip la realizarea structurii peretelui celular, fac parte din capsula unor bacterii etc.

    Exist teste biochimice n care se urmrete utilizarea sau imposibilitatea utilizrii unui anumit zahar de ctre o bacterie. Aceste teste sunt utile pentru identificarea bacteriei respective (n special n cazul enterobacteriilor folosind mediile TSI, MIU, sistemele API etc). Testrile biochimice sunt de mare utilitate i n studiul fungilor (auxanogram, zimogram).

    3. 1. 4. Proteinele Exist proteine simple (cu rol n metabolismul intermediar protidic) i proteine complexe, cum ar fi: mucoproteinele (ex. mucopolizaharidul de grup al S. pneumoniae, acidul hialuronic din

    structuri de tip capsular), cromoproteinele (ex. catalaze, peroxidaze, citocromi), nucleoproteinele (ex. n acizii nucleici). Este de remarcat prezena n structurile bacteriene a unui aminoacid special, acidul diaminopimelic,

    precum i a aminoacizilor n forma D (ceea ce reprezint o adaptare biochimic a bacteriilor fa de aciunea nociv a enzimelor proteolitice).

    3. 1. 5. Lipidele Reprezint mai puin de 10% din greutatea uscat a bacteriilor i variaz cantitativ n funcie de

    specie, vrsta culturii (cresc n celulele mbtrnite, reprezentnd probabil un semn de degenerescen) i compoziia mediului. La mycobacterii, sunt n cantitate mai mare (circa 20-40%), n special la nivel parietal i determin o serie de proprieti specifice, inclusiv afinitatea tinctorial. Lipidele se pot gsi libere n vacuole, combinate sau fcnd parte din diferite structuri ale celulei bacteriene (perete, membran, mezozomi).

    Dintre lipidele bacteriene putem aminti: acizii grai speciali (ex. acidul mycolic la mycobacterii),

  • 28

    cerurile (acizi grai plus alcooli monovaleni superiori), care se gsesc n cantitate mare la bacteriile acid-alcoolo-rezistente (ex. n peretele mycobacteriilor, nocardiilor etc). Dintre acestea, ceara D pare a fi implicat n inducerea hipersensibilitii ntrziate (de tip IV).

    fosfolipidele, cum este lipoidul ubiquitar (difosfatidil glicerol) din Treponema pallidum (agentul etiologic al sifilisului) sau lipidul A din structura lipopolizaharidului bacteriilor Gram-negative, cu activitate toxic.

    3. 1. 6. Pigmenii Pigmentogeneza este caracteristic bacteriilor cromogene i este dependent de condiiile de

    cultivare. Producerea de pigmeni poate reprezenta un criteriu de identificare (ex. n cazul tulpinilor

    de Pseudomonas aeruginosa sau n cazul unor specii din genul Staphylococcus). Trebuie s reinem nc de la nceput faptul c n cazul stafilococilor, pigmentogeneza este doar un caracter orientativ i nu vom clasifica drept patogen o tulpin de stafilococ n funcie de culoarea coloniei. Stafilococii sunt condiionat patogeni. Testul orientativ privind patogenitatea este testul coagulazei care ar trebui efectuat n mod obligatoriu pentru toate tulpinile izolate de la pacieni.

    Dup localizarea pigmentului, bacteriile pot fi: cromofore (pigmentul este legat n citoplasm); paracromofore (pigmentul este prezent n perete sau n stratul mucos, de exemplu la S.

    aureus sau laStaphylococcus epidermidis); cromopare (pigmentul este difuzibil n mediu, de exemplu la Pseudomonas aeruginosa). n afar de faptul c datorit producerii de pigmeni (albastru, galben-verde, maro etc. n

    cazul Ps. aeruginosa sau auriu, citrin, alb n cazul tulpinilor de Staphylococcus) medicul de laborator se poate orienta n alegerea testelor de identificare ntr-un anumit context clinic i microbiologic.

    Putem aminti i faptul c pigmenii pot avea o serie de roluri, de ex.: rol de protecie fa de radiaiile UV (pigmeni carotenoizi), rol antibiotic (exemplu piocianina elaborat de P. aeruginosa fa de B. anthracis) i rol enzimatic.

    3. 1. 7. Enzimele n cazul bacteriilor se poate aprecia c metabolismul este foarte intens. Capacitatea de a elabora

    anumite enzime este determinat genetic (exist peste 2000 de determinani genetici diferii), precum i prin mecanisme de control care pot modifica bagajul enzimatic n funcie de necesiti.

    Dup locul de aciune, enzimele bacteriene se pot mpri n: enzime extracelulare (exoenzime), de exemplu hidrolazele; enzime ectocelulare (n membrana citoplasmatic, reglnd permeabilitatea selectiv), de

    exemplu permeazele; enzime intracelulare. n raport cu reacia catalizat, enzimele pot fi: hidrolaze, transferaze, oxidoreductaze, liaze,

    izomeraze etc. Dup modul de apariie, enzimele pot fi: constitutive (exist totdeauna n celul, indiferent de natura mediului); inductibile (sunt sintetizate de ctre bacterie numai ca rspuns la anumii compui aprui

    n mediu).

  • 29

    Studierea comportamentului enzimatic este foarte util n taxonomie. Fiecare