Microbiologie celulara

Click here to load reader

  • date post

    03-Jul-2015
  • Category

    Documents

  • view

    689
  • download

    16

Embed Size (px)

Transcript of Microbiologie celulara

1.1. DEFINI}IA [i OBIECTUL DE STUDIU AL MICROBIOLOGIEIMicrobiologia ( gr.micros=mic, bios=via]\ [i logos=[tiin]\) este [tiin]a care se ocup\ cu studiul vie]uitoarelor invizibile cu ochiul liber, denumite microbi sau microorganisme. Microorganismele au ap\rut pe p\mnt `n urm\ cu 3000-1000 milioane de ani [i au evoluat diversificndu-se att de mult, `nct ast\zi constituie o lume invizibil\ imens\, ce justific\ opinia potrivit c\reia tr\im `ntr-o lume a microorganismelor [i nu `ntr-o lume cu microbi. Ele au o structur\ celular\ sau subcelular\ [i sunt foarte diferite ca morfologie, caractristici metabolice [i pozi]ie `n arborele filogenetic [i sistematica biologic\. Considernd dimensiunea microscopic\ ca principal element comun [i criteriu de `ncadrare, speciali[tii au inclus `n categoria microorganismelor, virusurile, bacteriile, ciupercile microscopice (micromice]ii sau fungii ), algele [i protozoarele. Termenul de microb, creat de S e d i l l o t `n 1878 a fost utilizat `ns\ numai pentru desemnarea bacteriilor, virusurilor [i micromice]ilor, protozoarele r\mnnd prin conven]ie [i tradi]ie `n sfera de preocup\ri a parazitologiei. Relativ recent, `n categoria microorganismelor au fost inclu[i `nc\ doi agen]i patogeni neconven]ionali: viroizii (D i e n e r, 1971), cu o structura subcelular\ mai simpl\ dect cea a virusurilor [i prionii (P r u s i n e r - premiul Nobel 1997), care sunt proteine infec]ioase transmisibile, incriminate `n etiologia encefalopatiilor spongiforme la om (boala Kreutzfeld Jacob, boala kuru, boala Alzheimer, insomnia familial\ fatal\, boala Gerstmann-Strassler ) si la diverse specii de animale (encefalopatia spongiform\ a bovinelor sau boala vacii nebune, encefalopatia transmisibil\ a nurcilor, boala cronic\ cahectizant\ a cervideelor, encefalopatia ongulatelor exotice, encefalopatia spongiform\ felin\, tramblanta oilor sau scrapia, encefalopatia transmisibil\ a vizonului). Principalele caractere diferen]iale `ntre microorganismele de studiul c\rora se ocup\ disciplina de microbiologie sunt redate `n tabelul 1. Ca urmare a dezvolt\rii cuno[tin]elor despre microorganisme, din domeniul vast al microbiologiei s-au desprins treptat ramuri sau [tiin]e distincte, care au un caracter fundamental (bacteriologia, virusologia, micologia, protozoologia, algologia) sau aplicativ (microbiologia medical\, medical-veterinar\, industrial\, marin\, a alimentelor, a solului, a petrolului, etc.).

1

Tabelul 1 Caracterele diferen]iale `ntre principalele categorii de microorganismeCaracterul diferen]ial Tipul de organizare Num\rul tipurilor de acid nucleic Organizarea materialului genetic Echipament enzimatic activitate metabolic\ proprie Cre[tere Mod de reproducere Prioni acelular Viroizi acelular 1 (ARN) Virusuri acelular 1 (ADN sau ARN) niciodat\ ambii Genom viral Absente Bacterii Celular procariot 2 (ADN [i ARN) Ciuperci microscopice Celular eucariot 2 (ADN [i ARN

Absente [i

ARN de talie mic\ Absente

Un singur cromozom [i plasmide Prezente

Mai mul]i cromozomi Prezente

Capacitate de diferen]iere celular\ Parazitism absolut Forme biologice de existen]\ `n natur\

Absent\ Sintez\ amplificat\ prin conversie Nu este cazul Constant obligat P.P.C.= protein\ prionic\ celular\ normal\ P.P.S.=pro tein\ prionic\ patologic\ scrapie La grani]a dintre viu [i neviu

Absent\ Sunt sintetiza]i de celula gazd\ Nu este cazul Constant obligat ARN mic intranuclear

Absent\ Sunt sintetizate de celula gazd\ Nu este cazul Constant, obligat - Virion infec]ios, temporar extracelular - Virus vegetativ, intracelular, `n curs de sintez\ - Virus integrat, fixat `n genomul celulei gazd\ La grani]a dintre viu [i neviu

Prezent\ Independent, sciziparitate Absent\ Absent - Celul\ vegetativ\, capabil\ de diviziune Spor (form\ de conservare )

Prezent\ Independent, sexuat sau asexuat Prezent\ Absent - Miceliu sau pseudomi - celiu - Spori de `nmul]ire - Spori de rezisten]\

Pozi]ia pe scara filogenetic\

La grani]a dintre viu [i neviu

Organisme vii cu organizare simpl\ (protiste )

Organisme vii cu diverse grade de complexitate.

2

1.2. SISTEMATICA MICROORGANISMELORStabilirea pozi]iei microorganismelor `n sistematica biologic\ a `ntmpinat `n decursul anilor dificult\]i obiective, generate de criteriile care au stat la baza `mp\r]irii lumii vii `n dou\, trei, patru sau chiar cinci regnuri, de marea diversitate a acestor vie]uitoare , ct [i de faptul c\ unele categorii de microorganisme se apropie prin unele caracteristici de regnul animal (protozoarele) iar altele de regnul vegetal (algele, ciupercile microscopice, bacteriile). Privite `n ansamblu, aceste vie]uitoare au `ns\ tr\s\turi distinctive de restul lumii vii, fiind situate de fapt pe o treapt\ inferioar\ de evolu]ie [i organizare. Lundu-se drept criteriu de baz\ nivelul de organizare biologic\ (subcelular, unicelular, sau pluricelular; eucariot sau procariot), la propunerea lui H a e c k e l (1866), reluat\ de S t a n i e r (1964 ), microorganismele au fost incluse `ntr-un al treilea regn, al\turi de cel vegetal [i animal - regnul Protista - divizat `n protiste superioare care grupeaz\ microorganismele eucariote (algele, protozoarele, micromice]ii) [i protiste inferioare, reprezentate de microorganismele procariote (algele albastre-verzi [i bacteriile). In 1968, M u r r a y `ncadreaz\ bacteriile [i algele albastre-verzi `n regnul Procaryotae, taxon `nsu[it de Determinatorul Bergey (1984) lucrare de o `nalt\ probitate [tiin]ific\, unanim acceptat\ de c\tre bacteriologii din `ntreaga lume. Un an mai trziu (1969), W h i t t a k e r creeaz\ un nou regn-regnul Fungi care grupeaz\ ciupercile microscopice. Virusurile, deoarece se deosebesc de celelalte microorganisme prin cel pu]in dou\ tr\s\turi esen]iale structura subcelular\ [i lipsa metabolismului propriu au fost `ncadrate `ntr-un regn de sine st\t\tor, regnul Vira.

1.3. ISTORICUL MICROBIOLOGIEIExisten]a fiin]elor microscopice a fost intuit\ de foarte mult\ vreme dar, din lipsa mijloacelor tehnice, descrierea acestora a fost posibil\ abia dup\ ce inventarea microscopului a permis extinderea sim]urilor umane dincolo de capacitatea lor normal\ de percep]ie. Dac\ din acest motiv studiul microorganismelor a `nceput foarte trziu, acela al diferitelor procese produse de microorganisme - `n special al unor boli care decimau milioane de oameni a fost `n aten]ia oamenilor de [tiin]\ din cele mai vechi timpuri. Pn\ la HIPOCRATE (460-375 `Hr) se considera c\ ele sunt cauzate de interven]ia unor for]e supranaturale. Hipocrate, fondatorul medicinei ra]ionale, afirma c\ toate bolile sunt naturale, adic\ produse de factori naturali [i nu de zeit\]i, iar `n ceea ce prive[te bolile molipsitoare, el le considera ca fiind rezultatul p\trunderii `n organism a unor particule prezente [i vehiculate de aer. Aceste particule au fost numite miasme, iar teoria care le admitea existen]a, teoria miasmatic\. Trei sute de ani [i ceva mai trziu, un scriitor [i filozof roman, Varro (116-23 `H) identifica miasmele cu ni[te animale mici animalia minuta invizibile cu ochii liberi. El coreleaz\ apari]ia unor `mboln\viri cu particularit\]ile zonale ale ale locului respectiv, cum ar fi existen]a mla[tinilor. ~n lucrarea sa Rerum rusticarum de agricultura, Varro afirma:

3

Dac\ `ntr-un loc sunt mla[tini, acolo cresc animale a[a de mici, c\ ochii nu pot s\ le vad\ [i acestea ajungnd `n corp, cu aerul, pe gur\ sau pe nas, produc boli grele. Implica]ia practic\ a teoriei miasmatice a fost considerabil\ pentru acele vremuri, deoarece recomanda m\suri esen]iale de prevenire a r\spndirii bolilor molipsitoare, care constau `n fierberea apei [i fumiga]ii cu sulf `n spa]iile considerate contaminate. Cu toate acestea, pn\ acum un secol [i jum\tate epidemiile evoluau nestnjenite; ciuma, holera [i variola decimau uneori 80% din popula]ia arealelor geografice afectate (ora[e, ]\ri, continente) , iar difteria, tifosul exantematic, febra tifoid\ f\ceau ca mortalitatea prin boli contagioase s\ dep\[easc\ cu mult pierderile de vie]i omene[ti determinate de toate celelalte calamit\]i naturale [i r\zboaie. Istoria evului-mijlociu poate fi considerat\, a[adar, istoria marilor epidemii, a c\ror apari]ie [i recrudescen]\ erau favorizate de pauperitatea m\surilor profilactice de care dispunea omenirea la acea dat\ [i de empirismul aplic\rii lor. M\surile antiepidemice nu au putut fi `n]elese pn\ cnd, `n sprijinul ipotezelor privind existen]a microorganismelor, au fost aduse dovezi clare, indubitabile. Se poate afirma c\ istoria microbiologiei [i progresul ei sunt strns legate de curiozitaea [tiin]ific\ a lui Leeuwenhoeck [i de geniul lui Pasteur. LEEUWENHOECK (1632-1723), cercet\tor olandez `nn\scut, portar de meserie, dar care avea pasiunea [lefuirii lentilelor, a reu[it s\ eviden]ieze cu ajutorul unui microscop construit de el `nsu[i, `n saliv\, urin\, puroi [i alte materiale patologice, organisme minuscule pe care le-a denumit animalicule. Descrierile lui Leeuwenhoeck sunt `nso]ite de desene surprinz\tor de exacte, care au fost reproduse `n lucrarea Arcana naturae ope microspiorum detecta prezentat\ `n anul 1675 `n cadrul Societ\]ii Regale de Biologie din Londra [i tip\rit\ la Delf `n 1695. Deoarece lucrarea reprezint\ primul studiu de microbiologie din lume, este considerat\ certificatul de na[tere al microbiologiei. Constat\rile lui Leeuwenhoeck nu au fost urmate de un progres rapid al cuno[tin]elor, a[a cum ar fi fost de a[teptat. ~n schimb, ele au devenit obiectul unor polemici `nver[unate cu privire la originea microorganismelor `ntre preo]i, partizani ai concep]iei crea]ioniste [i oamenii de [tiin]\, sus]in\tori ai teoriei genera]iei spontane. Aceast\ concep]ie, fondat\ `nc\ din antichitate de marii filozofi materiali[ti Anaximandru, Democrit, Aristotel, Teofrast [i al]ii, `ncerca s\ explice apari]ia unor vie]uitoare (plante, insecte, viermi, pe[ti, broa[te, pe[ti) din materia moart\. Teoria genera]iei spontane a fost sus]inut\ de numero[i adep]i pn\ trziu, `n cursul secolului XIX. Chiar [i ast\zi, ca o expresie a ignoran]ei, unii oameni continu\ s\ cread\ c\ puricii pot ap\rea din praf, n\mol, etc. Utilizarea microscopului a relevat organizarea anatomic\ foarte complex\ a acestor vie]uitoare, aspect care a sem\nat `ndoial\ `n convingerile partizanilor acestei teorii. Mai mult, `n 1668 biologul englez FRANCESCO REDI a demonstrat printr-o experien]\ simpl\ c\ larvele se nasc din p\rin]i, acoperind cu tifon, pentru a evita depunerea ou\lor de musc\, vasele `n care au fost introduse fragmente de carne. Cu toate aceste dovezi [tiin]ifice, partizanii genera]iei spontane sus]ineau c\ dac\ mu[tele se nasc din ou\, apoi fiin]ele invizibile se nasc de la sine. Secolul al XVIII-lea a marcat pu]ine progrese `n cunoa[terea lumii microbiene descoperite de Leeuwenhoeck. Aceast\ perioad\ se caracterizeaz\, `n principal, prin acumul\ri de date privind morfologia microorganismelor, pe m\sura perfec]ion\rii aparatelor optice [i prin `ncerc\ri de sistematizare a cuno[tin]elor

4

LINN (1707-1778), `n celebra lucrare ap\rut\ `n 1735 Systema naturae, `ncadreaz\ organismele microscopice `n genul Chaos, `nzestrndu-le cu puteri infernale (furia infernalis) care aveau semnifica]ia unei activit\]i patogene. ~n 1854, FERDINAND COHN creaz\ termenul de bacterie [i `mpreun\ cu EHRENBERG propune desprinderea acestui grup de microorganisme din regnul animal, argumentnd `ncadrarea lui `n regnul vegetal pe baza prezen]ei peretelui celular. ~n istoria microbiologiei, secolul al XVIII-lea se `ncheie cu o realizare empiric\ genial\ `n domeniul imunologiei. ~n 1789 EDWARD JENNER (1749-1823), baznduse pe o `ndelungat\ experien]\ popular\, ob]ine prima imunizare artificial\ a oamenilor `mpotriva variolei utiliznd o suspensie de cruste recoltate de pe ugerul vacilor bolnave. Toate aceste descoperiri [i experien]e empirice au constituit pa[i importan]i `n cucerirea microcosmosului invizibil, prefigurnd trecerea la etapa constituirii microbiologiei ca [tiin]\ independent\. Aceast\ etap\ cuprinde a doua jum\tate a secolului XIX [i este indisolubil legat\ de numele marelui savant LOUIS PASTEUR (1822-1895), considerat `n unanimitate p\rintele microbiologiei. Plecnd de la observa]ia c\ fermenta]iile alcoolic\, lactic\ [i butiric\ sunt rezultatul ac]iunii unor microbi, Pasteur fundamenteaz\ `ntre anii 1857-1856 teoria microbian\ a infec]iilor. El demonstreaz\ experimental rela]ia cauzal\ dintre micobi [i infec]ie bazndu-se pe rezultatele cercet\rilor efectuate asupra agentului etiologic al antraxului. De[i numero[i autori (Delafond, 1838; Pollender, 1849; Rayer [i Davaine, 1850) au observat `n sngele animalelor moarte de dalac (antrax) forma]iuni bacilare cu lungimea de dou\ ori mai mare dect diametrul globulelor ro[ii, iar Davaine le-a intuit rolul etiologic, Pasteur a fost acela care a demonstrat practic c\ prezen]a acestor germeni `n organele oilor moarte reprezint\ cauza real\ a mor]ii [i nu consecin]e ale bolii. Bazat pe descoperirile sale privind mecanismele fermenta]iilor [i a infec]iei, Pasteur demonstreaz\ f\r\ echivoc c\ microorganismele nu apar spontan `n substraturile `n care se multiplic\, ci prin contaminare, de vreme ce un mediu nutritiv sterilizat `ntrun recipient `nchis etan[ r\mne steril la infinit. Flacoanele sale cu lichide sterile se p\streaz\ [i ast\zi la fel de limpezi ca `n ziua `n care au fost sterilizate El a pus astfel bazele steriliz\rii, oferind [i mijloacele adecvate: pupinelul sau cuptorul lui Pasteur, autoclavul lui Chamberland.. ~n paralel cu elucidarea cauzelor bolilor contagioase, eminentul cercet\tor a f\cut descoperirea epocal\ a vaccinurilor microbiene, care a revolu]ionat medicina [i gndirea biologic\. Vaccinul contra holerei aviare a fost primul vaccin atibacterian bazat pe atenuarea patogenit\]ii microbilor `n condi]ii de laborator. Descoperirea principiului atenu\rii s-a datorat unei `ntmpl\ri, mai precis unei neglijen]e. Colaboratorul s\u, Chamberland, a uitat la termostat un timp mai `ndelungat o cultur\ de Pasteurella multocida, agentul etiologic al holerei aviare. Inoculat\ la g\inile s\n\toase, aceasta nu a mai produs infec]ia iar p\s\rile respective au devenit rezistente la tulpina virulent\ ce le-a fost administrat\ ulterior. Inspirat de aceast\ `ntmplare, trei ani mai trziu, `n 1881, a procedat la atenuarea unei tulpini de Bacillus anthracis izolat\ de la oi moarte de antrax, pe care a inoculat-o apoi unor oi s\n\toase. Rezultatul a fost acela[i, `n sensul c\ dup\ reinocularea cu o cultur\ virulent\ oile au supravie]uit deoarece deveniser\ imune. La 28 februarie 1881 Pasteur a comunicat aceast\ descoperire Academiei de {tiin]e. R\spunznd ne`ncrederii cu care a fost primit\ de adversarii s\i, savantul a

5

procedat la efectuarea unei demonstra]ii la o ferm\ din apropierea Parisului, `n fa]a unei asisten]e compus\ din medici umani [i veterinari, farmaci[ti, agricultori, politicieni [i alte categorii de cet\]eni. Experien]a a constat din `mp\r]irea unui lot de oi `n dou\ grupe: una format\ din oi ce urmau a fi vaccinate, iar cealalt\, din oi c\rora nu li s-a administrat nici un vaccin, constituind martorul. Dup\ 15 zile, `ntregul efectiv a fost inoculat cu o suspensie de bacili c\rbuno[i virulen]i. Experimentul a fost `ncununat de succes, spulbernd scepticismul inamicilor vaccin\rii. Ca urmare a aplic\rii vaccin\rii preconizate de Pasteur, inciden]a antraxului s-a redus considerabil, ceea ce a f\cut ca utilizarea lui s\ se extind\ cu repeziciune `n `ntreaga lume. Geniul lui Pasteur este [i mai pregnant ilustrat prin prepararea vaccinului antirabic. F\r\ a cunoa[te natura agentului etiologic al turb\rii, de a c\rui existen]\ nu sa `ndoit nici un moment, Pasteur reu[e[te s\ ob]in\ prin treceri succesive pe creier de iepure, virusul rabic fix. Acesta este incapabil s\ reproduc\ turbarea inoculat subcutanat, `n schimb confer\ imunitate fa]\ de infec]ia cu virus s\lbatic (de strad\). Practica imuniz\rii antirabice cu virusuri fixe s-a p\strat pn\ `n zilele noastre. Lui Pasteur `I revine [i meritul de a fi izolat [i descris numero[i agen]i etiologici ai unor infec]ii ale omului [i animalelor: Clostridium septicum (vibrionul septic al lui Pasteur), stafilococii, streptococii, etc. Pasteur a avut numero[i discipoli, `n jurul s\u constituindu-se o adev\rat\ [coal\ la care s-au format o serie de eminen]i microbiologi. Dintre ace[tia, lui EMILE ROUX [i ALEXANDRE YERSIN li se datoreaz\ studiul toxinelor microbiene, ultimul fiind [i descoperitorul agentului etiologic al ciumei (Yersinia pestis), iar Edmond Nocard `mpreun\ cu Roux au izolat [i identifica tmai mul]i germeni microbieni cunoscu]i ast\zi sub denumirea de micoplasme. CHARLES EDUARD CHAMBERLAND este autorul unor inova]ii tehnice deosebit de utile activit\]ii curente de laborator, ca de exemplu primul filtru bacteriologic [i autoclavul. Pintre discipolii lui Pasteur se num\r\ [i Victor Babe[, fondatorul [colii romne[ti de microbiologie. Marile descoperiri ale lui Pasteur n-au `ntrziat s\-[i g\seasc\ laturi aplicative [i `n alte domenii ale medicinei. A[a a fost cazul introducerii antisepsiei `n chirurgie de c\tre JOSEPH LISTER (1827-1917), cel mai convins [i activ sus]in\tor al teoriei biologice a lui Pasteur, c\ruia `I scria: dac\ ve]i veni vreodat\ la Edinburg, ve]i g\si, cred, cea mai bogat\ r\splat\ v\znd `n spitalul nostru ce binefaceri pentru umanitate produce opera dumneavoastr\. Este vorba despre considerabila sc\dere a mortalit\]ii prin infec]ia de spital, ca urmare a folosirii fenolului `n dezinfec]ie. Un alt fondator al microbiologiei, ROBERT KOCH (1843-1910), inspirndu-se din lucr\rile lui Pasteur, va completa conceptul de infec]ie, introducnd criterii stricte de stabilire a responsabilit\]ii etiologice a unui microorganism, care au r\mas `n literatura de specialitate sub numele de postulatele sau triada lui Koch. Numele s\u mai este legat de descoperirea agentului etiologic al tuberculozei, introducerea mediilor de cultur\ solide `n practica bacteriologic\, semnalarea fenomenului de alergie [i prepararea primei substan]e revelatoare: tuberculina. ~n perioada marilor descoperiri ale lui Pasteur [i Koch au fost identifica]i [i descri[i agen]ii etiologici a numeroase boli, cum ar fi: Clostridium tetani de c\tre

6

NICOLAER [i KITASATO(1884), Salmonella de c\tre EBERTH (1884), SALMON [i SMITH (1886), Escherichia coli de c\tre ESCHERICH (1885), [.a. Secolului XX, a marcat o nou\ perioad\ de importante descoperiri [i aprofundare a unor aspecte pn\ atunci incomplet elucidate, precum: introducerea substan]elor chimioterapice [i a antibioticelor `n terapia infec]iilor, relevarea unor aspecte morfofiziologice de fine]e ale microorganismelor, descoperirea virusurilor [i a mecanismului infec]ei virale, efectuarea primelor studii de genetic\ molecular\, dezvoltarea imunologiei [i afirmarea ei ca ramur\ independent\ a [tiin]elor biologice, . ~n jurul anului 1910 PAUL ERLICH introduce `n practica medical\ primul chimioterapic salvarsanul -, folosit cu succes `n tratamentul sifilisului. Antibioticele au intrat `n patrimoniul terapiei antimicrobiene `n anul 1941, cnd Ernst Chain [i Howard Florey trateaz\ primii pacien]i cu penicilin\. Efectul antibacterian al acestei substan]e a fost descoperit `nc\ din 1929 de c\tre ALEXANDER FLEMING, `n urma sesiz\rii antagonismului exercitat de o ciuperc\ din genul Penicillium fa]\ de o cultur\ de stafilococ. Aprofundarea cunoa[terii morfologiei [i fiziologiei microorganismelor este tributar\ progreselor `nregistrate `n domeniul opticii, electronicii [i chimiei. Astfel, vizualizarea virusurilor [i cunoa[terea ultrastructurii microorganismelor au devenit posibile dup\ inventarea microscopului electronic (1930-1940), iar determinarea structurii chimice a acestora [i a activit\]ii enzimelor bacteriene, prin folosirea izotopilor radioactivi. ~n cadrul etapei contemporane de evolu]ie a microbiologiei, a debutat [i s-a dezvoltat genetica microbian\, [tiin]a care are ca obiect ereditatea [i variabilitatea microorganismelor. Avnd un aparat genetic mai redus, virusurile [i bacteriile au constituit obiectul de studiu al cercet\rilor fundamentale de genetic\. Primele observa]ii care au contribuit la stabilirea sediului informa]iei genetice la microorganisme [i macroorganisme au fost efectuate de c\tre GRFFITH `n 1928 pe bacteria Diplococcus pneumoniae (pneumococul). El a constatat c\ `n contact cu pneumococi virulen]i, omor]i prin c\ldur\, pneumococii nevirulen]i devin virulen]i. ~n 1944, AVERY [i colaboratorii s\i au reu[it transformarea genetic\ a unor pneumococi nevirulen]i `n tipul virulent cu ajutorul AND extras de la pneumococii virulen]i, demonstrnd astfel, c\ acidul dezoxiribonucleic (ADN) este suportul material al eredit\]ii. F. IACOB [i J. MONOD lanseaz\ `n 1961 ipoteza existen]ei unui ARN mesager prin intermediul c\ruia informa]ia genetic\ este transferat\ de la ADN la ribozomi. Tot ei elaboreaz\ teoria reglajului genetic al activit\]ii celulare (teoria operonului), pentru care au primit premiul Nobel. Lui GEORGE PALADE, A. CLAUDE [i C. DUVE laurea]i ai premiului Nobel `n 1974, le dator\m descoperirea rolului ribozomilor `n sinteza proteinelor.

7

DEZVOLTAREA MICROBIOLOGIEI ~N ROMNIA ~nceputurile cercet\rii [i practicii microbiologice `n Romnia se situeaz\ spre sfr[itul secolului al XIX-lea. a) {coala de microbiologie medical\ VICTOR BABE{ (1854-1925) a fost fondatorul [colii romne[ti de microbiologie. Marele savant romn s-a format lucrnd `n perioada 1881-1884 `n laboratorul lui PASTEUR [i `n 1885 `n laboratorul lui KOCH. BABE{ a desf\[urat o prodigioas\ activitate [tiin]ific\ elabornd peste 1.000 lucr\ri, 25 monografii [i primul tratat de bacteriologie `n colaborare cu VICTOR CORNIL `n 1883. Descoperirea `n 1887 a incluziilor produse de virusul turb\rii `n celulele piramidale din cornul lui Ammon, cunoscute sub numele incluziile lui Babe[-Negri, a serurilor imune (`mpreun\ cu LEPP `n 1889), a parazi]ilor din hematiile unor specii de animale, paternitatea acestei descoperiri fiind recunoscut\ prin crearea genului Babesia `n care au fost `ncadrate microorganismele respective, reprezint\ contribu]iile cele mai importante cu care VICTOR BABE{ a `mbog\]it tezaurul [tiin]ei romne[ti [i universale. Al\turi de acestea trebuie men]ionate [i numeroasele sale cercet\ri asupra antagonismului bacterian [i descrierea granulelor metacromatice din citoplasma bacilului difteriei (corpusculii Babe[-Ernst). Paralel cu activitatea [tiin]ific\, VICTOR BABE{ a dezvoltat [i o bogat\ activitate didactic\, organizatoric\ [i ob[teasc\, conturndu-se ca o figur\ luminoas\ de savant patriot. Savan]ii care ulterior au dezvoltat `n mod str\lucit [coala de microbiologie medical\ romneasc\ au fost: IOAN CANTACUZINO (1863-1934), CONSTANTIN IONESCU-MIH|ESTI (1883-1962), MIHAI CIUCA (1883-1969), DUMITRU COMBIESCU (1887-1961), iar `n domeniul virusologiei CONSTANTIN LEVADITI (1874-1953) [i {TEFAN S. NICOLAU (1896-1967). b) {coala de microbiologie veterinar\ PAUL RIEGLER (1867-1938) a fost fondatorul [colii romne[ti de microbiologie veterinar\. Elev al lui VICTOR BABE{, el a introdus la noi `n ]ar\ practica diagnosticului bacteriologic `n medicina veterinar\. ~n 1911 a fondat institutul de seruri [i vaccinuri de uz veterinar (`n acea perioad\, al treilea de acest fel `n lume), care `n 1922 prime[te numele lui PASTEUR. ~n cadrul institutului organizeaz\ produc]ia preparatelor imunoprofilactice. A desf\[urat o sus]inut\ activitate [tiin]ific\, remarcndu-se prin lucr\rile sale privind bacilul morvei.. ALEXANDRU VECHIU (1890-1954) s-a remarcat printr-o activitate multilateral\. El a condus, dup\ RIGLER, Institutul Pasteur [i Catedra de Microbiologie. VECHIU a fost printre primii cercet\tori care au reu[it adaptarea virusului pestei porcine pe iepure. ALEXANDRU CIUCA (1880-1972) a fost profesor de Boli Infec]ioase la Facultatea de Medicin\ Veterinar\ din Bucure[ti. Prin activitatea sa [tiin]ific\ a adus contribu]ii importante `n probleme ca : infec]ia experimental\ cu bacilul morvei la taurine, tipizarea virusului febrei aftoase prin RFC, tratamentul durinei cu neosalvarsan etc. ILIE POPOVICI (1902-1982), personalitate fecund\ [i multilateral\, a adus printre altele contribu]ii deosebite `n problema prepar\rii de noi vaccinuri contra febrei aftoase, turb\rii, agalaxiei contagioase a oilor [i caprelor [i holerei aviare. NICOLAE MUNTIU (1909-1977), dup\ o serie de lucr\ri inedite privind bacilul morvei, a ini]iat [i organizat cercetarea [i produc]ia de biopreparate `n domeniul febrei aftoase.

8

NICOLAE STAMATIN, profesor de Microbiologie la Facultatea de Medicin\ Veterinar\ din Bucure[ti, continund tradi]ia inaugurat\ de PAUL RIGLER contribuie la `nflorirea [colii romne[ti de Microbiologie Veterinar\. Practica veterinar\ `i datoreaz\, printre altele, dou\ vaccinuri cu mare valoare profilactic\: vaccinul antic\rbunos preparat din tulpina acapsulogen\ 1190 R [i vaccinul antirujetic preparat din tulpina VR2, vaccinuri adoptate ast\zi [i `n alte ]\ri. Totodat\, cercet\rile fundamentale `ntreprinse `n domeniul biologiei sporogenezei, a antagonismului microbian, a bacteriofagilor speciilor din genul Bacillus, contribu]iile aduse `n domeniul clasific\rii stafilococilor [i pasteurelelor, completeaz\ palmaresul care `l situeaz\ pe NICOLAE STAMATIN printre reprezentan]ii de frunte ai bacteriologiei veterinare romne[ti.

9

VIRUSOLOGIE GENERAL|Din lumea att de diversificat\ a microorganismelor, cele mai mici [i cu structura cea mai rudimentar\ sunt virusurile. Virusurile sunt definite ca forme acelulare sau subcelulare de via]\, metabolic inerte [i lipsite de capacitatea de cre[tere [i multiplicare `nafara organismelor vii, parazite obligatoriu intracelular {tiin]a care se ocup\ cu studiul virusurilor se nume[te virusologie. Ea. constituie un domeniu particular al microbiologiei prin specificitatea metodelor de cercetare care constau `n cultivarea virusurilor pe ]esuturi vii, microscopia electronic\, metode chimice [i imunologice proprii. 2.1. CARACTERELE GENERALE ALE VIRUSURILOR Virusurile prezint\ unele particularit\]i care le diferen]iaz\ de celelalte microorganisme, [i anume: dimensiuni foarte reduse, cuprinse `ntre 10 [i 300 nanometri (nm), care le confer\ urm\toarele propriet\]i: - nu sunt vizibile la microscopul optic, ci numai la microscopul electronic; - traverseaz\ fitrele obi[nuite care re]in bacteriile [i filtrele de colodiu, fiind deci filtrabile [i ultrafiltrabile; - nu sedimenteaz\ spontan sau prin centrifugare la 3000-6000 tura]ii /minut; sedimentarea are loc numai prin ultracentrifugare (10000 t/m) nu au un metabolism propriu deoarece sunt lipsite de enzime metabolice [i prin urmare: -nu cresc; -nu se divid ci sunt multiplicate de celulele `n care p\trund ; -sunt parazi]i obligatorii ai celulelor vii (animal\, vegetal\, bacterian\) c\rora le deviaz\ metabolismul `n sensul sintezei de noi particule virale. 2.2.FORMELE DE EXISTEN}| A VIRUSURILOR ~N NATUR| Virusurile pot exista `n natur\ sub trei forme biologice, fiecare dintre ele reprezentnd, `n acela[i timp, un stadiu al ciclului ontogenetic. 1. Virusul complet (virionul) constituie forma matur\ care posed\ toate componenetele caracteristice virusului [i toate atributele speciei din care face parte. El are capacitatea de a rezista un timp limitat `nafara celulei sensibile [i este dotat cu infec]iozitate (posibilitatea de a p\trunde `ntr-o celul\ gazd\ receptiv\, capabil\ s\-l

10

reproduc\) [i patogenitate (capacitatea de a determina modific\ri morfologice [i func]ionale echivalente cu starea de boal\). 2. Virusul vegetativ reprezint\ o form\ de existen]\ intracelular\ a virusului, sub form\ de elemente structurale dispersate `n citoplasma celulei. Conform informa]iei genetice con]inute `n acidul nucleic viral, celula cu aparatul ei enzimatic sintetizeaz\ componentele virale care, `n urma ansambl\rii, formeaz\ noi virioni. Elibera]i din celula parazitat\, ace[tia vor p\trunde `n alte celule receptive, relund circuitul care asigur\ conservarea virusului `n natur\. ~n faza de virus vegetativ, dependen]a virusului de celul\ este total\, el fiind incapabil de a supravie]ui `nafara acesteia. 3. Virusul integrat sau provirusul este tot o form\ de existen]\ intracelular\ total dependent\ de celula gazd\, ca [i virusul vegetativ, deosebirea constnd `n faptul c\ celula parazitat\ nu sintetizeaz\ material viral. Acidul nucleic viral se integreaz\ `n genomul celulei receptive, unde r\mne `n stare ocult\ un timp nelimitat, comportndu-se ca un fragment de material genetic propriu celulei. Aceast\ form\ de existen]\ este bine cunoscut\ la bacteriofagi (virusuri care paraziteaz\ bacteriile) [i la virusurile tumorale. Virusul integrat se poate transforma `n virus vegetativ, de obicei sub ac]iunea unor factori stresan]i pentru celul\, `n care caz genomul viral se desprinde de cromozomul celulei [i `ncepe s\ codifice sinteza de material viral, trecnd `n stadiul de virus vegetativ 2.3 MORFOLOGIA [i STRUCTURA VIRUSURILOR 2.3.1. Forma [i dimensiunile Morfologia virusurilor poate fi examinat\ numai prin microscopie electronic\ din cauza dimensiunilor reduse, de ordinul nanometrilor, a particulelor virale. Ele se prezint\ `ntr-o gam\ foarte variat\ de forme, `n func]ie de specie (fig.1.): bastona[ drept, filament pliat, icosaedru, corpuscul sferic, c\r\mid\ cu col]urile rotunjite, ghiulea, spermatozoid, etc. ~n general: - forma rotunjit\ (corpuscular\) este specific\ virusurilor patogene pentru animale (zoovirusuri); - forma alungit\, virusurilor patogene pentru plante (fitovirusuri) [i insecte; - forma spermatozoidic\, virusurilor patogene pentru bacterii (virusurile bacteriofage). Dimensiunile virusurilor difer\ de la o specie la alta [i sunt cuprinse `ntre 10-20 nanometri la virusurile mici (ex. virusul febrei aftoase) [i 300-350 nanometri la virusurile mari (ex. virusurile variolice).

11

Fig. 1 Reprezentarea schematic\ a formelor [i dimensiunilor comparative ale principalelor grupe (familii) de virusuri `n raport cu Escherichia coli: 1.Picornavirus; 2.Parvovirus; 3.Papovavirus; 4.Togavirus; 5.Leucovirus; 6.Adenovirus; 7.Reovirus; 8.Coronavirus; 9.Orthomixovirus; 10.Arenavirus; 11.Colifagul T; 12.Rhabdovirus; 13.Herpesvirus; 14.Iridovirus; 15.Paramyxovirus; 16.Poxvirus; 17.Escherichia coli.

2.3.2. Structura virionului Virionul nu are o structur\ omogen\, `n compozi]ia sa distingndu-se dou\ forma]iuni distincte ca morfologie [i compozi]ie chimic\ [i anume: un `nveli[ de natur\ proteic\ [i un con]inut format `n cea mai mare parte din acid nucleic. 2.3.2.1. Genomul viral Genomul viral este reprezenrat de acidul nucleic viral [i `n func]ie de natura acestuia, virusurile se `mpart `n ribovirusuri cu ARN [i dezoxiribovirusuri cu ADN. La virusurile fitopatogene (patogene pentru plante) acidul nucleic este `ntotdeauna ARN, `n timp ce la virusurile zoopatogene [i la bacteriofagi, poate fi unul sau altul. Structura acidului nucleic poate fi, `n func]ie de num\rul lan]urilor din care este constituit\ molecula, monocatenar sau dublu catenar. De regul\, dezoxiribovirusurile au AND dublu catenar, iar ribovirusurile au ARN monocatenar. Genomul viral con]ine `ntre 3 [i 250 de gene [i este componenta esen]ial\ a virusului, deoarece poart\ informa]ia genetic\ necesar\ devierii metabolismului celulei gazd\, `n sensul sintezei constituien]ilor virali. Ribovirusurile constituie un unicat `n biologie, `n ce prive[te posibilitatea p\str\rii informa]iei genetice de c\tre ARN. 2.3.2.2. ~nveli[ul ~nveli[ul extern, prezent la toate virusurile, se nume[te capsid\ (gr. kapsa=cutie) [i este format din mai multe subunit\]i rotunde de natur\ proteic\, numite capsomere(gr. kapsa+meros=p\r]i ale cutiei). La unele virusuri, exterior capsidei se g\se[te un al doilea strat al `nveli[ului, nimit pericapsid\ (anvelop\, peplos), care la unele specii (ex. virusul pseudopestei aviare) prezint\ ni[te emergen]e (spiculi, hemaglutinine) cu rol de adsorb]ie pe diferite substraturi celulare [i de aglutinare a globulelor ro[ii (hemaglutinare). La virusurile gripale, pericapsida con]ine ni[te enzime

12

numite neuraminidaze care favorizeaz\ p\trunderea virusului `n celula receptiv\. Virusurile lipsite de pericapsid\ se numesc virusuri nude. Capsomerele care alc\tuiesc capsida sunt riguros aranjate, conform unei arhitecturi cristalografice, num\rul [i simetria lor fiind bine definite pentru fiecare virus `n parte. Se cunosc trei tipuri principale de simetrie a capsidei virale [i anume: - capsid\ cu simetrie icozaedral\ sau cubic\, de tipul 5, 3, sau 2 (fig.2) dispus\ `n jurul genomului (acidul nucleic viral) pliat sub form\ de ghem;

Fig. 2 Schema tipurilor structurale de capsomere: 1 [i 2 = lan]uri peptidice; 3 = monomer\; 4 [i 5 = oligomere; 4 = hexamer\ (hexon); 5 = pentamer\ (pepton).

-

capsid\ helicoidal\ , de forma unui tub cilindric care rezult\ din dispunerea capsomerelor `n form\ de spiral\, asem\n\tor unui resort `n stare comprimat\ Spirala capsomerelor delimiteaz\ pe fa]a intern\ a tubului un [an] `n care este a[ezat tot helicoidal, `ntr-un perfect paralelism cu capsida, genomul (fig3).

Fig. 3 Schema structurii capsidei helicoidalea virusului mozaicului tutunului.

-

capsida cu simetrie binar\ sau dubl\ este caracteristic\ bacteriofagilor cu cap [i coad\. Capsida capului este de tip icozaedral, iar capsida cozii este structurat\ dup\ tipul de simetrie helicoidal (fig. 4.).

Capsida `mpreun\ cu pericapsida protejeaz\ genomul viral de ac]iunea factorilor de mediu [i asigur\ fixarea virionului de receptorii celulei gazd\.

13

Fig. 4 Tipuri structurale de bacteriofagi (dup\ Bradley, 1971):1.fagi cu coada contractil\; 2.fagi cu coada lung\ necontractil\; 3.fagi cu coada scurt\; 4.fag f\r\ coad\, cu capsomere mari la col]uri; 5.fag f\r\ coad\, cu capsomere mici la col]uri; 6.fag filamentos.

2.4. RELA}IA VIRUS GAZD|. 2.4.1. Tropismul virusurilor Deoarece genomul viral este extrem de simplu, virusurile nu de]in informa]ia genetic\ necesar\ sintezei enzimelor metabolice (de ex. enzimele necesare cataboliz\rii glucidelor, enzimele care catalizeaz\ reac]iile de biosintez\ a proteinelor, etc.). Prin urmare, fiind lipsite de metabolism propriu, ele sunt obligate s\ paraziteze diverse gazde celulare (celula animal\, vegetal\, bacterian\), pentru ca, folosind ma[in\ria biochimic\ a acestora s\ poat\ supravie]ui [i prolifera. Virusurile animale p\trund `n organism pe diverse c\i: digestiv\, respiratorie, cutanat\, pielea [i mucoasele lezionate sau prin `n]ep\turi produse de artropode (arbovirusurile). Unele virusuri r\mn cantonate la acest nivel iar altele sunt diseminate `n organism pe dou\ c\i: calea sanguin\ (diseminare hematogen\) sau calea nervoas\ (diseminare neurogen\). Diseminarea hematogen\ sau viremia const\ `n trecerea virusurilor `n snge la nivelul capilarelor [i vehicularea lor prin intermediul leucocitelor polimorfonucleare neutrofile. Diseminarea neurogen\ (septinevrita) se realizeaz\ de-a lungul axonilor neuronali [i poate fi centrifug\ (ex. virusul herpetic) sau centripet\ (ex. virusul turb\rii). Virionii disemina]i `n `ntreg organismul se localizeaz\ `n anumite ]esuturi fa]\ de care prezint\ un tropism special (histotropism) sau numai `n anumite celule (citotropism). Virusurile manifest\, de asemenea ,genotropism sau afinitate pentru specia biologic\ pe care o paraziteaz\. Genotropismul a permis `mp\r]irea virusurilor `n monopatogene (patogene pentru o specie) [i polipatogene (patogene pentru dou\, trei, sau mai multe specii), `n zoovirusuri, fitovirusuri [i bacteriofagi. ~n func]ie de histotropism, virusurile pot fi grupate `n : - virusuri epiteliotrope (dermatotrope), care au afinitate pentru piele [i mucoase (ex. virusurile variolice , virusul febrei aftoase, virusurile herpetice); - virusurile neurotrope, cu afinitate pentru ]esutul nervos (ex. virusul rabic, virusul poliomielitei);

14

virusurile organotrope (viscerotrope), cu afinitate pentru anumite organe interne, care, la rndul lor, pot fi clasificate `n: pneumotrope (ex. virusurile gripale, virusul jigodiei), enterotrope (ex. virusul diareei virale bolii mucoaselor); hepatotrope (virusurile hepatitelor); - virusurile pantrope (mezenchimotrope), cu afinitate pentru toate celulele [i organele bogate `n celule mezenchimale.(ex. virusurile pestelor la diferite specii animale. Citotropismul reprezint\ afinitatea virusurilor pentru anumite celule din cadrul aceluia[i ]esut. De exemplu, virusul rabic (v. turb\rii) se multiplic\ de preferin]\ `n neuronii piramidali din cornul lui Amon, iar virusul poliomielitei, `n neuronii motori din coarnele anterioare ale m\duvei spin\rii. 2.4.2. Multiplicarea virusurilor Virusurile nu se multiplic\ singure ci ele sunt sintetizate de celula gazd\ prin activitatea metabolic\ a acesteia, deviat\ de la normal `n urma substituirii informa]iei genetice a celulei cu cea a virusului.. Att proteinele virale, ct [i noii acizi nucleici, se constituie pe seama rezervelor energetice [i nutritive (aminoacizi, nucleotide) ale celulei parazitate. Multiplicarea virusurilor implic\ patru etape succesive. 1. Adsorb]ia sau fixarea virionului pe receptorul celular Adsorb]ia virionului se face numai pe anumite puncte de pe suprafa]a membranei celulelor gazd\. Responsabilitatea fix\rii o poart\ complementarit\]ile de natur\ stereochimic\, electrostatic\ [i geometric\ dintre capsida sau pericapsida virionului [i membrana celular\. Adsorb]ia poate fi oprit\ prin blocarea receptorilor `n urma ac]iunii unor factori fizici, chimici sau biologici. Virionul r\mas extracelular este repede distrus de factorii de ap\rare ai organismului. 2. P\trunderea virionului `n celul\. P\trunderea virionului prin membran\ se realizeaz\ printr-un proces activ de `ncorporaredin partea celulei, numit viropexie. Membrana celular\ se invagineaz\ [i se adnce[te progresiv `n dreptul virionului pn\ cnd acesta este complet `nglobat `n celul\. Virusul p\truns `n celul\ este inclus `ntr-o vacuol\ delimitat\ de membrana celular\ invaginat\, care se dezintegreaz\ treptat. ~n cazul virusurilor zoopatogene [i fitopatogene, virionul p\trunde `n `ntregime `n celula sensibil\, inclusiv capsida, iar la bacteriofagi, numai acidul nucleic dup\ o prealabil\ decapsidare. 3. Multiplicarea propriu-zis\ Dup\ p\trunderea `n celul\ are loc mai `nti decapsidarea virusurilor zoo- [i fitopatogene sub ac]iunea enzimelor produse de celula gazd\, numite decapsidaze. Multiplicarea virusurilor implic\ totdeauna trei procese: 1. Replicarea genomului viral. La scurt timp dup\ p\trunderea `n celul\, acidul nucleic viral `[i preia atributele de material gemetic autonom, programnd [i dirijnd sinteza componentelor virale: `n prima faz\, a acidului nucleic, iar apoi a proteinelor capsidale. Replicarea genomului are loc `n mod diferit `n func]ie de structura mono- sau dublu catenar\ a acidului nucleic: replicare semiconservativ\ la ADN [i ARN dublu catenar [i replicare mai `nti complementar\ [i apoi semiconservativ\ cnd acizii nucleici sunt monocatenari.

-

15

2. Biosinteza proteinelor capsidale Paralel cu replicarea genomului viral , la nivelul ribozomilor celulari `ncepe biosinteza moleculelor de proteine specifice capsidei, coordonat\ de acidul nucleic viral. Prin mecanisme `nc\ neelucidate, genomul viral scoate din func]ie AND celular `n momentul copierii informa]iei de pe AND pe ARNm . ~n celul\ va apare un ARNm transcris de pe genomul viral, care va transmite la nivelul ribozomilor un mesaj genetic nou, oblignd celula s\ sintetizeze material viral `n locul enzimelor [i a celorlalte proteine proprii. Sub aceast\ form\, de subunit\]i dispersate `n citoplasm\ [i lipsite de identitate morfologic\, virusurile nu pot fi puse `n eviden]\ prin mijloace electronooptice, motiv pentru care aceast\ faz\ se nume[te faza de eclips\. 3. Ansamblarea sau morfogeneza noilor virioni La sfr[itul fazei de biosintez\,dup\ ce `n celul\ s-au acumulat cantit\]i mari de acid nucleic [i proteine virale, are loc asamblarea noilor virioni. La virusurile mici, a[ezarea capsomerelor `n jurul genomurilor virale, fenomen numit `ncapsidare, se petrece spontan printr-un proces de autoansamblare. La cele mai multe virusuri, asamblarea implic\ `ns\ interven]ia unor enzime. ~ntre sinteza proteinelor capsidale [i apari]ia lor `n structura virionilor nou forma]i exist\ un interval de aproximativ 20 de minute. Morfogeneza, ca regul\ general\, are loc pentru virusurile ARN `n citoplasm\, iar pentru virusurile AND, intranuclear, dup\ migrarea materialului viral din citoplasm\ `n nucleul celulei gazd\. 4. Eliberarea virionilor din celul\ Virionii nou forma]i pot fi elibera]i din celul\ prin mai multe mecanisme 1. ~nmugurirea sau burjeonarea este modul cel mai frecvent de eliberare a virusurilor din celul\. : ~ntr-o prim\ faz\, virionii nou asambla]i sunt inclu[i `n ni[te vezicule (cisterne) care se ata[eaz\ de fa]a intern\ a membranei celulare pe care o bombeaz\, proeminnd asem\n\tor unor muguri. Ulterior, virusurile se deta[eaz\ de celul\ prin mici aperturi care apar `n membran\. 2. Liza celulei gazd\ sub ac]iunea unor enzime sintetizate `n celul\ `n ultima faz\ a morfogenezei.. Acest mecanism, caracteristic bacteriofagilor, se `ntlne[te rar la virusurile animale. 3. Eliberarea virionilor consecutiv mor]ii celulei [i dezintegr\rii acesteia. Aceste virusuri apar cel mai trziu, iar punerea lor `n libertate se caracterizeaz\ printr-o frecven]\ moderat\. 4. Trecerea virionilor direct la celula adiacent\ celei `n care a avut loc multiplicarea, prin porii membranei celulare. 2.4.3. Modific\rile morfofiziologice ale celulelor infectate cu virusuri Efetele multiplic\rii in vivo a virusurilor zoopatogene difer\ `n func]ie de specia de virus [i se traduc prin trei categorii de modific\ri morfologice [i fiziologice ale celulei parazitate: - degenerarea [i moartea celular\ (efect citopatic); - transformarea neoplazic\ (efect citocinetic); - supravie]uirea, cu prezen]a incluziilor (efect incluziogen).

16

Efectul citopatic const\ `ntr-o serie de modific\ri morfologice ale celulelor infectate de virusuri [i anume: - ratatinarea celulelor (arbovirusurile); - m\rirea [i fuzionarea celulelor (paramixovirusurile); - vacuolizarea citoplasmei (virusurile vacuolizante); - distrugerea celulei prin liz\ (enterovirusurile). Efectul citocinetic sau transformarea neoplazic\ - vezi cap. 2.4.5. Efectul incluziogen. ~n celulele `n care se multiplic\ virusul, apar frecvent structuri corpusculare de dimensiuni variabile, numite incluzii virale. Ele au fost descrise cu mult `nainte de descoperirea virusurilor [i poart\ numele autorilor care le-au observat [i descris pentru prima oar\. De exemplu, incluziile Babe[-Negri `n turbare; incluziile Bollinger, `n variola aviar\; incluziile Guarnieri, `n infec]iile cu virus vaccinal, etc. Mecanismul de formare, locul [i natura lor este diferit\ `n func]ie de virus. Eviden]iere lor prin colora]ii speciale reprezint\ o metod\ frecvent utilizat\ `n diagnosticul unor viroze. Specificitatea lor pentru un anumit virus este dat\ de prezen]a lor `n ]esutul pentru care manifest\ tropism [i de pozi]ia lor: `n citoplasm\ sau `n nucleu. La noi `n ]ar\, la nivelul laboratoarelor veterinare jude]ene, eviden]ierea incluziilor Babe[-Negri `n neuronii piramidali din cornul lui Ammon, constituie o metod\ curent\ pentru diagnosticul turb\rii. 2.4.4. Tipurile de infec]ie viral\ Multiplicarea virusurilor `n organismul animalelor poate declan[a trei tipuri diferite de r\spuns din partea acestuia. 1. Infec]ia viral\ acut\ (boala clinic\) apare atunci cnd multiplicarea virusului determin\ modific\ri care produc o alterare a st\rii normale a organismului [i apari]ia st\rii de boal\ cu semne clinice evidente. Gravitatea bolii virale clinice este condi]ionat\ de o serie de factori ca: num\rul de virioni infectan]i, rezisten]a general\ a organismului, vrsta, sexul, alimenta]ia, igiena, etc. 2. Infec]ia viral\ inaparent\ sau ocult\ se caracterizeaz\ prin lipsa semnelor clinice ca urmare a stabilirii unui echilibru `ntre organism [i virus. Acest tip de infec]ie se `ntlne[te `n anemia infec]ioas\ a calului [i `n leucozele aviare [i mamifere. Unii factori de mediu ca iradia]iile, temperatura, umezeala, sau factori interni ca infec]iile intercurente, stimului endocrini, etc.pot determina ruperea echilibrului dintre organism [i virus [i implicit la instalarea bolii clinice. 3. Transformarea neoplazic\ este o modificare determinat\ de virusurile oncogene sau citochinetice, caracterizat\ printr-o multiplicare anarhic\ a celulelor infectate cu aceste virusuri. Ipoteza originii virale a unor tumori este veche (Metchnikov [i Borrel, 1903) iar capacitatea unor virusuri de a produce tumori `n condi]ii naturale [i experimentale a fost eviden]iat\ `n anul 1908 de Ellerman [i Bang , care au demonstrat c\ leucozele aviare pot fi transmise `n serie prin filtrate acelulare. Din 600 de virusuri identificate pn\ `n prezent la animale, la aproximativ (150) s-a demonstrat un poten]ial oncogen.

17

Mecanismul oncogenezei produse de virusuri nu este pe deplin cunoscut dar se pare c\ `n genomul celulei gazd\ se produc modific\ri de ordin molecular prin integrarea unor gene virale. Aceast\ adi]ie genetic\ determin\ transform\ri profunde ale celulei normale care , `n final, duc la pierderea controlului reglator asupra multiplic\rii celulare [i la apari]ia de tumori benigne [i maligne. 2.5. AC}IUNEA UNOR AGEN}I FIZICI [i CHIMICI ASUPRA VIRUSURILOR Cunoa[terea comportamentului virusurilor fa]\ de factorii fizici [i chimici are implica]ii practice att pentru identificarea unui virus, ct [i pentru m\surile de profilaxie nespecific\ a bolilor virale. Temperatura ~n general, virusurile sunt sensibile la c\ldur\, unele inactivndu-se `n mediul extern la temperatura de 20-220 C , `n decurs de cteva ore. Inactivarea virusurilor are loc `n majoritatea cazurilor la 560 C `n 30 minute, iar la 100 0 C `n cteva secunde. Temperatura optim\ pentru multiplicarea virusurilor coincide, `n marea majoritate a cazurilor, cu temperatura optim\ pentru celula gazd\. De aceea reac]ia febril\ a organismului `n cursul infec]iei trebuie privit\ ca un mijloc de ap\rare antiviral\, avndu-se `n vedere c\ temperatura corporal\ realizat\ prin hipertermie este de cele mai multe ori nefavorabil\ multiplic\rii virusului, f\r\ a fi nociv\ pentru celula gazd\. Temperaturile sc\zute au propriet\]i conservante, metoda folosit\ pentru p\strarea virusurilor `n colec]ii, luni sau chiar ani de zile, fiind congelarea la 40 pn\ la 1960 C. Varia]iile de pH Limitele de pH `n care virusurile `[i men]in viabilitatea se situeaz\ `ntre 5-9, cu unele excep]ii cum ar fi enterovirusurile care `[i p\streaz\ infec]iozitatea [i la pH 2,2 (dup\ Buxton [i col. cita]i de Carp-C\rare M., 2001). Energia radiant\ Radia]iile cele mai active fa]\ de virusuri sunt ultravioletele `n doze mari. Efectul acestora este `ns\ diminuat propor]ional cu protec]ia pe care o exercit\ asupra virusurilor materia organic\ `n care sunt incluse (secre]ii, excre]ii, cadavre). Substan]ele chimice Diversele substan]e dezinfectante [i antiseptice ca formolul, soda caustic\, sublimatul de mercur, solu]iile de iod, solu]iile s\rurilor de argint, etc., distrug virusurile, viteza de ac]iune fiind `n func]ie de durata de contact [i de concentra]ia solu]iei. Hidroxidul de sodiu (soda caustic\) exercit\ un puternic efect virulicid mai ales `n solu]ie ferbinte. Formaldehida este activ\ dar ac]iunea ei antiviral\ este mai lent\. Ea se utilizeaz\ `ns\ `n mod curent la prepararea vaccinurilor inactivate (omorte), deoarece nu modific\ structura antigenic\ a virusurilor.

18

Eterul [i cloroformul au o ac]iune electiv\, `n sensul c\ sunt inactivante pentru unele virusuri [i inofensive pentru altele, astfel `nct sensibilitatea la cele dou\ substan]e reprezint\ pentru virusuri, un criteriu taxonomic. Glicerina `n solu]ie salin\ 50% constituie un bun conservant pentru majoritatea virusurilor, asigurndu-le infec]iozitatea luni [i chiar ani de zile. Antibioticele [i chimioterapicele, substan]e de uz curent `n terapia antibacterian\ (penicilina, streptomicina, tetraciclinele, sulfamidele, etc.), sunt inactive fa]\ de virusuri. 2.6. CLASIFICAREA VIRUSURILOR Problema clasific\rii virusurilor este `nc\ nerezolvat\; ea formeaz\ obiectul de studiu al unui comitet interna]ional. Principalele criterii care stau la baza clasific\rii virusurilor sunt: - natura chimic\ a acidului nucleic (ADN sau ARN); - simetria nucleocapsidei (cubic\, helicoidal\, binar\); - prezen]a sau absen]a unui `nveli[ pericapsidal; - num\rul de capsomere pentru virusurile cu simetrie cubic\ sau diametrul nucleocapsidei pentru virusurile cu simetrie helicoidal\. Pe baza acestor criterii, virusurile au fost `ncadrate `n phylum VIRA `mp\r]it `n dou\ subphyla pe baza naturii chimice a genomului viral; - DEZOXIVIRA, - RIBOVIRA ~n func]ie de simetria capsidei helicoidal\ sau cubic\ - , virusurile se grupeaz\ `n clase: - dezoxihelica [i dezoxicubica; - ribohelica [i ribocubica. Ordinele se bazeaz\ pe prezen]a sau absen]a unui `nveli[ pericapsidal, iar familiile, `n principal, pe num\rul de capsomere [i diametrul nucleocapsidei. Pe baza unor criterii suplimentare, `n cadrul familiilor au fost individualizate subfamilii [i genuri virale, iar `n cadrul fiec\rui gen, una sau mai multe specii. Virusurile au o nomenclatur\ latin\ cu termina]iile: - viridae, pentru familii; - virus, pentru gen . Exemple: familia Coronaviridae genul Coronavirus; familia Parvoviridae,genul Parvovirus.

19

3.1. CONCEPTUL DE BACTERIE Bacteriologia este ramura microbiologiei care se ocup\ cu studiul bacteriilor. Termenul de bacterie a fost creat de F e r d i n a n d C o h n `n 1872, odat\ cu `ncercarea de a elabora una dintre primele clasific\ri ale acestor microorganisme. Bacteriile sunt microorganisme unicelulare cu structur\ procariot\ - tip de organizare caracterizat prin lipsa membranelor intracelulare, spre deosebire de tipul eucariot, la care nucleul [i unele organite (cloroplastele, mitocondriile) posed\ membrane proprii. Materialul genetic sau genomul bacterian este reprezentat de un cromozom format dintr-o molecul\ mare de ADN [i de unit\]i ereditare extracromozomale numite plasmide, constituite din molecule de ADN mult mai mici (aproximativ 1% din masa cromozomului). Bacteriile sunt lipsite de mitocondrii, aparat Golgi [i reticul endoplasmatic propriu-zis. Func]iile acestor structuri, caracteristice celulei eucariote, sunt suplinite de alte componente celulare, mai ales de membrana citoplasmatic\. Bacteriile sunt metabolic active, deoarece dispun de un echipament enzimatic propriu care realizeaz\ reac]iile celulare de degradare [i biosintez\. Nutri]ia este de tip absorbtiv, din punct de vedere al accesului substan]elor nutritive `n celul\ [i de tip chimiotrof sau fototrof, dup\ modul de ob]inere a energiei necesare proceselor nutritive. Principala modalitate de multiplicare a bacteriilor este diviziunea simpl\ binar\ sau sciziparitatea. Unele specii bacteriene pot exista `n natur\ sub dou\ forme biologice alternative: forma vegetativ\ care reprezint\ celula bacterian\ propriu-zis\, dotat\ cu toate `nsu[irile caracteristice speciei din care face parte [i forma sporulat\, care este o form\ de rezisten]\ [i de conservare a speciei `n condi]ii ostile, improprii vie]ii. Spre deosebire de celula vegetativ\ biologic activ\, sporul bacterian este o form\ dormand\, caracterizat\ prin absen]a func]iilor de multiplicare [i a celor biosintetice [i cu o foarte redus\ intensitate a celorlalte activit\]i vitale. Bacteriile se diferen]iaz\ de celelalte grupe de microorganisme prin caracterele prezentate `n tabelul 1.

20

3.2. NO}IUNI DE TAXONOMIE [i NOMENCLATUR| BACTERIAN| 3.2.1. TAXONOMIA BACTERIILOR Taxonomia ( gr. taxon = grup ) sau sistematica biologic\ este [tiin]a clasific\rii. Un taxon biologic reune[te o sum\ de indivizi asem\n\tori `ntre ei `n virtutea descenden]ei dintr-un str\mo[ comun, deci posesori ai unei informa]ii genetice comune. Prin urmare, clasificarea organismelor vii este o clasificare natural\ sau filogenetic\. Comparativ cu celelalte regnuri, clasificarea organismelor procariote pe baza acestui criteriu a `ntmpinat numeroase dificult\]i, generate de cauze obiective cum ar fi imposibilitatea studierii bacteriilor ca indivizi ci doar ca popula]ii, din cauza dificult\]ilor de manipulare a unei singure celule. ~n consecin]\, clasificarea bacteriilor s-a sprijinit deseori pe criterii fenotipice discutabile, din care deriv\ gradul mult mai mare de conven]ional [i arbitrar al taxonomiei bacteriene, `n compara]ie cu cel al plantelor [i animalelor. Gruparea bacteriilor `n categorii taxonomice pe criterii filogenetice a devenit posibil\ relativ recent, prin aplicarea tehnologiilor moderne de biologie molecular\ [i biochimie `n studiile de genetic\ bacterian\. 3.2.1.1. CATEGORII DE TAXONI Conceptul de specie bacterian\. Unitatea taxonomic\ de baz\ a lumii vii este ~n cazul organismelor superioare, din regnul vegetal sau animal, exist\ criterii bine stabilite de delimitare a speciilor, cel mai important fiind capacitatea de `ncruci[are. Lund `n considerare acest criteriu de baz\ , specia poate fi definit\ ca o comunitate reproductiv\ format\ din popula]ii care habiteaz\ un anumit areal [i ai c\ror indivizi se `ncruci[eaz\ liber `n natur\ cu orice individ de sex opus, dnd na[tere la descenden]i fertili care men]in relativ omogen fondul de gene al popula]iei (Buiuc G.,1999). Spre deosebire de reproducerea organismelor superioare, diviziunea celular\ a bacteriilor este o `nmul]ire vegetativ\, iar schimbul de material genetic prin conjugare (vezi cap. Genetic\) este rar [i nu reprezint\ un caracter de specie. Aceste diferen]e, la care se adaug\ deosebirile fenotipice mai pu]in tran[ante ale bacteriilor [i capacitatea mult mai mare de a suferi varia]ii fenotipice [i genotipice, sporesc gradul de dificultate `n delimitarea speciilor bacteriene [i g\sirea unui punct de vedere unitar asupra conceptului de specie bacterian\. Din cele cteva `ncerc\ri de definire, c\rora literatura ultimelor decenii le-a acordat mai mult\ aten]ie ( S t a m a t i n- 1958; C o w a n- 1975; G o r d o n 1978; S t a l e y [i K r i e g 1984; cita]i de R\duc\nescu [i col., 1986) rezult\ c\ speciile bacteriene ar putea fi privite ca popula]ii de celule cu caractere fenotipice comune, prin care difer\ semnificativ de alte popula]ii. Fiecare popula]ie care apar]ine unei specii poart\ numele de tulpin\ bacterian\ (clon\ sau su[\). Ea este o cultur\ pur\ care `[i are originea `ntr-o singur\ izolare dintr-un mediu natural. Pentru practica bacteriologic\, tulpina bacterian\ are, prin analogie cu organismele superioare, valoarea unui individ. Toate examenele necesare identific\rii bacteriilor [i `ncadr\rii lor taxonomice se execut\ pe tulpini [i nu pe celule izolate, plecnd de la premiza c\ o popula]ie care constituie o tulpin\ provine din descenden]a uneia sau a unui num\r restrns de celule [i c\ este genetic omogen\. specia.

21

Taxonii de rang superior speciei, `n succesiunea lor ascendent\, sunt: genul, familia, ordinul, clasa [i diviziunea (`ncreng\tura sau phylum). Genul reprezint\ un grup taxonomic alc\tuit din mai multe specii `nrudite cu specia tip. El poate fi format dintr-o singur\ specie (gen monotipic), sau, obi[nuit,din mai multe specii. Toate bacteriile `[i au locul `n cadrul unui gen, iar identificarea genului st\ la baza diagnosticului bacteriologic curent. Familia grupeaz\ mai multe genuri `nrudite, dintre care unul este considerat genul tip. Numeroase genuri nu au fost `ncadrate `nc\ `n familii. Ordinul este un taxon format din familii `nrudite, mai rar utilizat, pu]ine grupe de bacterii fiind `ncadrate `n ordine. Clasa este un taxon superior, care grupeaz\ mai multe ordine `nrudite. Diviziunea reprezint\ o grupare de clase `nrudite. 3.2.2. NOMENCLATURA BACTERIILOR Conform normelor generale de nomenclatur\ `n biologie, fiecare bacterie este denumit\, dup\ sistemul binominal al lui L i n n , prin dou\ cuvinte latinizate (de exemplu, Bacillus anthracis), care caracterizeaz\ foarte sintetic bacteria respectiv\. Primul cuvnt indic\ genul [i este un substantiv la singular de origine latin\, greac\, sau de alt\ origine, dar latinizat. Numele genurilor sunt inspirate , de regul\, de : - unele caractere morfologice, frecvent forma [i modul de grupare (Bacillus = baston mic; Staphylococcus = ciorchine de strugure; Sarcina = pachet, etc.), asociate uneori cu habitatul natural al bacteriei (Lactobacillus = bastona[ din lapte); - numele bacteriologului care a izolat primul bacteria respectiv\ sau a avut merite deosebite `n studiul ei : Brucella (Bruce), Pasteurella (Pasteur), Escherichia (Escherich), etc. Numele genului se scrie cu ini]ial\ majuscul\, `ntreg sau, `n cazul unor enumer\ri [i numai atunci cnd precede numele speciei, prescurtat : B. anthracis, E. coli, S. aureus. Cel de-al doilea cuvnt denume[te specia [i este descriptiv pentru substantivul care reprezint\ genul. Numele speciei se scrie `ntotdeauna cu liter\ mic\. El se poate referi la : - un caracter morfologic, cultural sau biochimic (Staphylococcus aureus, Lactobacillus acidophilus, etc.); - gazda receptiv\ la care produce infec]ii (Brucella suis, Streptococcus equi, Mycoplasma gallinarum, etc.); - boala, un simptom sau o leziune caracteristic\ (Clostridium tetani, Bacillus anthracis, Mycoplasma agalactiae, Listeria monocytogenes, etc.); - numele bacteriologului care a descris primul bacteria (Actinobacillus lignieresii, Clostridium chauvoei, Coxiella burneti, etc.). Numeroase specii bacteriene au [i nume comune, folosite deseori `n vorbirea curent\, ca de exemplu : bacilul piocianic sau bacilul puroiului albastru , pentru Pseudomonas aeruginosa; bacilul lui Koch sau B.K., pentru Mycobacterium tuberculosis; bacilul tetanosului, pentru Clostridium tetani, etc Ordinul [i familia sunt denumite cu numele genului celui mai reprezentativ pentru gruparea taxonomic\ respectiv\, la care se adaug\ sufixele ,,ales pentru ordin [i ,,aceae pentru familie (ex. genul reprezentativ Rickettsia, ordinul Rickettsiales, familia Rickettsiaceae).

22

3.3. MORFOLOGIA SI BIOLOGIA BACTERIILOR3.3.1. MORFOLOGIA CELULEI VEGETATIVE Cunoa[terea caracteristicilor morfologice (form\, dimensiuni, mod de grupare, afinit\]i tinctoriale, particularit\]i morfologice) are o importan]\ deosebit\ `n cercetarea [i identificarea bacteriilor, deoarece acestea constituie criterii taxonomice de baz\. 3.3.1.1. Forma si modul de grupare a bacteriilor Forma celulelor bacteriene este greu de apreciat `n probele prelevate din mediile naturale, motiv pentru care morfologia bacteriilor se studiaz\ pe celulele cultivate `n condi]ii artificiale de laborator pe medii de cultur\ adecvate. Forma bacteriilor este controlat\ genetic, dar este influen]at\ `ntr-o mare m\sur\ de factorii de mediu (temperatur\, pH, compozi]ia mediului de cultur\, etc.) [i de vrsta culturii. Deoarece condi]iile de cultur\ se modific\ `n timp putnd cauza apari]ia unor forme aberante, morfologia bacteriilor se apreciaz\ numai pe culturi tinere (proaspete). Dup\ forma celulei, bacteriile pot fi grupate `n patru categorii distincte: sferice, cilindrice, spiralate sau helicoidale [i p\trate (fig.5.).

Fig.5 Forme posibile la bacterii 1.coc sferic; 2.coc oval; 3.coc asimetric cu un pol ascu]it [i unul rotunjit; 4.coc asimetric reniform; 5.form\ cocoid\; 6.cocobacil; 7.bacil fin; 8.bacil asimetric `n form\ de m\ciuc\; 9.bacil cu capetele retezate; 10.bacil cu capetele rotunjite; 11.vibrion; 12.spirochet\ cu spire mari; 13.spirochet\ cu spire mici. La cele mai multe specii bacteriene, celulele fiice rezultate `n urma diviziunii se separ\ [i r\mn independente datorit\ mi[c\rii browniene, activit\]ii flagelilor `n cazul bacteriilor mobile, curen]ilor de convec]ie din mediu, etc. La unele specii `ns\, majoritatea celulelor-fiice nu se despart timp de una sau mai multe genera]ii, formnd constant grup\ri caracteristice cu valoare taxonomic\ . Modul de grupare a bacteriilor este determinat de raportul geometric dintre planurile succesive de diviziune [i de tendin]a celulelor-fiice de a r\mne unite.

Bacteriile sferice

In terminologia curent\ aceste bacterii poart\ denumirea de coci. Ele pot avea form\ sferic\, oval\, lanceolat\ sau reniform\, diametrele celulei fiind aproximativ

23

egale. In func]ie de raporturile care se stabilesc `ntre celulele-fiice dup\ diviziune, cocii pot fi izola]i sau grupa]i. Principalele moduri de grupare sunt (fig. 6): a) diplococul, care rezult\ prin diviziunea celulelor `n planuri succesive paralele, celulele fiice r\mnnd grupate cte dou\; b) streptococul, constituit din coci `nl\n]ui]i ca urmare a diviziunilor succesive `n planuri paralele [i a persisten]ei leg\turilor `ntre celulele-fiice pe parcursul mai multor genera]ii; c) tetrada sau tetracocul - o grupare de patru celule rezultat\ din dou\ diviziuni succesive `n planuri perpendiculare; d) sarcina - o grupare de opt coci sub forma a dou\ tetrade suprapuse, care rezult\ `n urma a trei diviziuni `n planuri perpendiculare: al doilea pe primul [i al treilea pe primele dou\; e) stafilococul, la care planurile succesive de diviziune sunt dispuse `n direc]ii diferite, astfel `nct celulele rezultate formeaz\ gr\mezi neregulate asem\n\toare ciorchinilor de struguri Bacteriile cilindrice cunoscute sub denumirea comun\ de bacili, au form\ de bastona[e. Raportul dintre cele dou\ axe variaz\ `ns\ foarte mult, `nct, unii bacili au un aspect filamentos, uneori ramificat, iar al]ii se apropie de forma sferic-oval\, fiind numi]i din acest motiv cocobacili. Bacilii pot fi drep]i sau u[or `ncurba]i la mijloc sau la una din extremit\]i, cu capetele t\iate drept ca la Bacillus anthracis, rotunjite ca la majoritatea speciilor, ascu]ite ca la Fusobacterium fusiformis, sau dilatate `n form\ de pi[cot sau de haltere caracteristic\ a genului Corynebacterium. Diviziunea bacililor are loc dup\ un singur plan transversal pe axul longitudinal. Dup\ diviziune, bacilii pot r\mne izola]i sau grupa]i cte doi (diplobcili),`n lan]uri cu lungimi variabile (streptobacili), `n palisad\ (asem\n\tor din]ilor unui pieptene), sau sub form\ de idiograme chineze[ti (fig. 7).

Fig.6.Modalit\]ile de grupare a cocilor `n func]ie de orientarea planurilor de diviziune celular\..

24

Fig.7. Modalit\]ile de grupare a bacililor: 1.diplobacil; 2.grupare `n forma literei V; 3.streptobacil; 4.filament; 5.filament cu citoplasm\ granular\; 6.form\ ramificat\; 7.grupare `n palisad\; grupare `n ideograme chineze[ti. Filamentul este considerat de unii autori o form\ iar de al]ii, un mod de grupare. Se pare c\ ultimul punct de vedere este mai corect `ntruct filamentul reprezint\ `n realitate un plasmodiu, multiplicarea citoplasmei [i a materialului nuclear nefiind urmat\ [i de constituirea pere]ilor celulari [i a membranelor citoplasmatice separatoare `ntre celule. Formele ramificate sunt o excep]ie la bacterii. Ele reprezint\ tot plasmodii [i sunt caracteristice actinomicetelor - grup de bacterii limitrofe, din punct de vedere morfologic [i al pozi]iei taxonomice, ciupercilor.

Bacteriile spiralate sau helicoidale

In func]ie de num\rul de spire [i flexibilitatea peretelui celular, exist\ trei subtipuri morfologice de bacterii spiralate : a) vibrionul, cu aspect de virgul\ sau asem\n\tor literei ,,S; b) spirilul, cu mai multe spire [i un perete celular rigid, care `i confer\ stabilitate morfologic\ [i dimensional\.; c) spirocheta, alc\tuit\ de asemenea din mai multe spire, dar care sunt flexibile (se pot strnge sau relaxa) datorit\ elasticit\]ii peretelui celular .

Bacteriile p\trate au fost puse `n eviden]\ `n probele de ap\ hipersalin\ prelevate din b\l]ile Peninsulei Sinai. Ele formeaz\ adesea placarde de 4-16 celule rezultate din mai multe diviziuni succesive, la care se disting cu mult\ claritate planurile de diviziune. Forma p\trat\ a acestor bacterii [i faptul c\ sunt mult aplatizate (0,1 0,5 m grosime) se explic\ prin lipsa presiunii interne a celulelor `n mediu hiperosmotic, situa]ie `n care, teoretic,bacteriile pot lua orice form\.

25

3.2.1.2. Constantele fizice Dimensiunile bacteriilor variaz\ `n func]ie de specie, `ntre 0,1 15 micrometri (m) lungime (bacteriile filamentoase ajunnd pn\ la 500 m) [i 0,02 2 m, diametru transversal. Din acest punct de vedere, bacteriile pot fi grupate `n trei categorii : mici 0,3 1,5/0,1 0,5 m (ex. Brucella spp.) ; mijlocii 2 3/0,5 1 m (ex.Escherichia spp.); mari 10 - 15/1 - 2 m (ex. Bacillus spp., Clostridium spp. ). In general, exist\ o corela]ie `ntre lungimea [i diametrul transversal al celulelor bacteriene, f\r\ ca aceasta s\ constituie o regul\. Astfel, germenii din genurile Bacillus [i Clostridium, care sunt cei mai lungi (cu excep]ia celor filamento[i) , sunt `n acela[i timp [i cei mai gro[i, pe cnd bacilul rujetului (Erysipelothrix rhusiopathiae), a c\rui lungime poate ajunge la 3 4 m, este foarte sub]ire (0,2 0,4m, diametru transversal). Volumul bacteriilor oscileaz\ `ntre 0,oo3 x 10-12 (ex. Mycoplasma spp. ) [i 7,068 x 10-12 (Bacillus megatherium ). Densitatea sau greutatea specific\ a celulelor bacteriene este ceva mai mare dect a apei , situndu-se `ntre 1,07 [i 1,032. datorit\ densit\]ii apropiate de cea a apei, bacteriile plutesc `n mediile lichide, din care pot fi separate prin centrifugare. 3.2.1.3. Structura celulei bacteriene Celula bacterin\ este constituit\ dintr-un `nveli[ [i un con]inut. Unele specii bacteriene sunt prev\zute `n plus cu organite de mi[care (cilii sau flagelii) [i/sau cu organite de aderen]\ ( pilii sau fimbriile). In figura num\rul 8 este reprezentat\ schematic structura unei bacterii ipotetice, cu toate componentele men]ionate.

Fig.8 Structura unei celule bacteriene tipice (dup\ M\z\reanu C, 1999)

26

nveli[ulPrincipalele componente ale `nveli[ului celulei bacteriene sunt : - membrana citoplasmatic\, prezent\ la toate bacteriile `n contact intim cu citoplasma; - peretele celular situat la exteriorul membranei, prezent la toate bacteriile cu excep]ia micoplasmelor; - capsula [i glicocalixul structuri extraparietale prezente numai la un num\r restrns de specii bacteriene [i numai `n anumite condi]ii de mediu.

Membrana citoplasmatic\Numit\ [i membran\ plasmatic\ sau membran\ celular\, aceast\ component\ esen]ial\ a tuturor bacteriilor acoper\ de jur `mprejur citoplasma, separnd-o de fa]a intern\ a peretelui celular. Examinat\ la microscopul electronic, membrana citoplasmatic\ apare ca o forma]iune triplu stratificat\, cu o grosime de 7,5 10 nanometri, constituit\ dintr-un strat sub]ire electronotransparent, delimitat de ambele p\r]i de cte un strat mai gros, electronoopac. Scheletul biochimic al membranei este constituit dintr-un strat dublu de fosfolipide amfipatice cu o orientare polar\ a regiunilor hidrofile, spre exterior [i respectiv spre interior [i a celor hidrofobe, fa]\ `n fa]\ (fig.9). Acest strat bimolecular fosfolipidic confer\ membranei rolul de barier\ osmotic\ [i ofer\ un sediu numeroaselor proteine enzimatice care se deplaseaz\ spre exteriorul sau interiorul celulei.

Fig.9 Membrana citoplasmatic\ - reprezentare schematic\ a unui model tridimensional(dup\ Lodish [i Rothman,1979; cit.de Zarnea G., 1983).

27

Membrana citoplasmatic\ serve[te drept filtru selectiv, permi]nd accesul substan]elor nutritive `n celul\ [i eliminarea cataboli]ilor - procese reglate enzimatic de c\tre sistemele de transport [i permeaze. Ea este implicat\, de asemenea, `n reglarea proceselor de diviziune celular\ [i sporogenez\. Prin invaginarea [i plierea membranei spre interiorul celulei bacteriene iau na[tere ni[te forma]iuni numite mezozomi, care se leag\ de genomul bacterian.

Peretele celularEste situat la exteriorul membranei citoplasmatice fiind mai gros dect aceasta (15 30 nanometri), rigid [i poros. Structura morfochimic\ a peretelui celular este determinant\ pentru grosimea, gradul de rigiditate [i afinitatea sa fa]\ de anumite substan]e colorante (afinitate tinctorial\). In func]ie de modul `n care se coloreaz\ prin metoda Gram, bacteriile se `mpart `n Gram pozitive (colorate `n violet) [i Gram negative (colorate `n ro[u), iar prin metoda Ziehl Neelsen, `n acidorezistente [i neacidorezistente. La bacteriile Gram pozitive peretele este gros [i rigid , iar la cele Gram negative este mai sub]ire [i mai elastic. Peretele celular este format dintr-un strat bazal care ader\ la membrana citoplasmatic\, similar ca [i compozi]ie chimic\ la toate bacteriile [i un strat superficial cu o structur\ diferit\ la cele trei categorii tinctoriale (Gram pozitive, Gram negative, acidorezistente), numit stratul structurilor speciale. Stratul bazal este un polimer glicopeptidic numit peptidoglican sau murein\ (lat. murus=zid). El este format din macromolecule lungi de zaharide (N-acetilglucozamin\ [i acid N-acetilmuramic) dispuse paralel [i legate `ntre ele prin pun]i polipeptidice, realiznd astfel o re]ea care `ncorseteaz\ celula [i `i confer\ rezisten]\ mecanic\. La bacteriile Gram pozitive, stratul structurilor speciale con]ine polizaharide [i proteine iar la numeroase specii, acizi teichoici, lipoteichoici [i teichuronici, care confer\ peretelui rigiditate. Peretele bacteriilor Gram negative, de[i mai sub]ire, are o structur\ mai complex\. Stratul bazal este format dintr-un complex peptidoglican-lipoprotein\, iar stratul structurilor speciale este constituit dintr-o membran\ extern\ `n care predomin\ liopopolizaharidele (LPS). Complexul LPS are func]ia de endotoxin\. Intre peretele celular [i membrana citoplasmatic\ a bacteriilor Gram negative se g\se[te un spa]iu periplasmatic, care con]ine proteine de legare cu rol `n chimiotaxie [i numeroase enzime (fosfataz\ alcalin\, enzime hidrolitice, deoxiribonucleaze, etc.) cu rol `n preg\tirea substan]ele care au traversat peretele, pentru trecerea lor prin membrana citoplasmatic\. Stratul structurilor speciale este mai bine reprezentat cantitativ la speciile Gram negative, `n compara]ie cu cel bazal, raport inversat la speciile Gram pozitive (fig. 10 a, b). La bacteriile acidorezistente, structurile speciale sunt foarte bogate `n complexe formate din acid micolic [i ceruri, fapt care explic\ rezisten]a acestora la decolorarea cu acizi (colora]ia Ziehl Neelsen). Peretele celulelor bacteriene are o semnifica]ie biologic\ multipl\ : - prin rigiditatea sa, asigur\ men]inerea formei celulelor bacteriene; - `ndepline[te rol protector fa]\ de factorii nocivi de mediu, `n special fa]\ de [ocul osmotic, avnd `n vedere c\ mediile de via]\ ale bacteriilor sunt hipotonice `n raport cu con]inutul celulei bacteriene; - prin porii s\i, mediaz\ schimbul de substan]e `ntre mediu [i celul\;

28

- particip\ la procesul de cre[tere [i diviziune celular\, urmnd membrana citoplasmatic\ `n formarea septurilor transversale care separ\ celula-mam\ `n cele dou\ celule-fiice; - con]ine receptori pentru bacteriofagi [i bacteriocine; - con]ine enzime autolitice care se activeaz\ `n momentul sporul\rii elibernd sporul prin liza sporangiului [i `n momentul germin\rii determinnd liza `nveli[urilor sporale.

Fig.10 a. Structura peretelui bacterian la bacteriile Gram pozitive (dup\ Hart T. [i Shears P.,1997)

Orice factor care altereaz\ sau inhib\ sinteza peptidoglicanului (fermen]i litici, antibiotice, caren]e nutritive , etc.) determin\, att ,,in vitro ct [i ,,in vivo, apari]ia unor bacterii cu morfologie modificat\, cunoscute sub denumirile de protopla[ti [i sferopla[ti.

P., 1997)

Fig.10.b. Structura peretelui bacterian la bacteriile Gram negative (dup\ Hart T. [i Shears

29

CapsulaEste o forma]iune extraparietal\, prezent\ numai la anumite specii bacteriene [i numai `n anumite condi]ii de mediu. Speciile patogene capsuleaz\ de regul\ `n organism sau `n cazul prezen]ei `n mediul de cultur\ a unui lichid organic (ser sanguin, plasm\, lichid ascitic, etc.) Bacteriile capsulogene care intereseaz\ patologia veterinar\ sunt: Bacillus anthracis, Streptococcus pneumoniae, Klebsiella pneumoniae , Clostridium perfringens, Pasteurella multocida. Capsulele acestor specii se deosebesc prin gradul de aderen]\ la peretele celular, grosime, consisten]\ [i structur\ chimic\. Din punct de vedere chimic, capsula este format\ din 98% ap\, restul fiind reprezentat de polizaharide sau polipeptide, `n func]ie de specie. Func]ia biologic\ a capsulei este de a proteja celula bacterian\ fa]\ de ac]iunea unor factori nocivi. In cazul speciilor patogene, capsula are un rol important `n evitarea procesului de fagocitoz\, constituind un important factor de agresivitate. Inafara organismului, prin con]inutul crescut de ap\, capsula protejeaz\ bacteriile de efectele desica]iei.

CON}INUTULCon]inutul celulei bacteriene se compune din citoplasm\ [i genom bacterian.

CitoplasmaCitoplasma celulei bacteriene are consisten]\ de gel, nu prezint\ curen]i citoplasmatici [i `n consecin]\, nici deplas\ri evidente ale elementelor componente. La celulele tinere [i `n condi]ii normale de dezvoltare, citoplasma ader\ la membran\ [i se prezint\ ca o mas\ dens\, omogen\ [i intens colorabil\. La celulele `mb\trnite, citoplasma `[i pierde treptat afinitatea tinctorial\, se retracteaz\ centripet [i cap\t\ o structur\ granular\ cu numeroase vacuole . Citoplasma reprezint\ sediul materialului genetic [i al unor structuri cu caracter de granule, incluzii [i vacuole. Spre deosebire de celulele eucariote, in citoplasma celulelor bacteriene lipsesc mitocondriile, aparatul Golgi [i reticulul endoplasmatic propriu-zis. Ribozomii sau granulele lui Palade reprezint\ elementele de baz\ ale citoplasmei, `n care apar ca mici granule relativ sferice, cu un diametru de 10-20 nanometri, num\rul lor fiind de ordinul zecilor de mii. Din punct de vedere chimic, ribozomii sunt alc\tui]i din acid ribonucleic (65%) [i proteine (30-35%). Sub raport func]ional, ribozomii constituie sediul sintezei proteinelor structurale [i enzimatice, pe baza informa]iei genetice preluate de la ADN prin intermediul ARN-ului mesager. Activitatea ribozomilor bacterieni poate fi inhibat\ de unele antibiotice cum sunt streptomicina, neomicina [i tetraciclinele. La organismele eucariote, ribozomii sunt insensibili fa]\ de antibiotice, fapt care permite utilizarea acestora `n terapia bolilor infec]ioase, f\r\ afectarea organismului. Incluziile sunt structuri inerte, prezente inconstant `n citoplasma bacteriilor. Ele reprezint\ materiale de rezerv\ care se acumuleaz\ `n celul\ direct propor]ional cu

30

vrsta [i con]inutul mediului `n substan]e nutritive. Din punct de vedere chimic, incluziile sunt formate din polimeri organici (amidon, glicogen, acid poli-hidroxibutiric), cristale de substan]e anorganice (sulf, carbonat de calciu) [i polimeri anorganici. Cromatoforii, prezen]i la bacteriile fotosintetizante, sunt organite specializate `n procesele de biosintez\ prin mecanisme analoage fotosintezei plantelor. Vacuolele sunt variabile ca m\rime (0,3 0,5 m) [i num\r (6-20/celul\), fiind mai frecvent `ntlnite la celulele tinere. Ele pot con]ine lichide cu rol `n reglarea presiunii osmotice, sau gaze. Vacuolele cu gaze sunt prezente `n citoplasma unor bacterii din sol, capabile s\ capteze azotul atmosferic [i la bacteriile acvatice aerobe pe care le antreneaz\ la suprafa]a apei, asigurndu-le contactul cu oxigenul atmosferic. In citoplasma celulelor bacteriene se g\se[te cea mai important\ parte din echipamentul enzimatic r\spunz\tor de metabolismul celulei, precum [i diferite tipuri de ARN (mesager, ribozomal [i solubil). Pigmen]ii sunt substan]e colorate prezente `n citoplasma bacteriilor cromogene. Speciile patogene pentru om [i animale, produc\toare de pigmen]i sunt: Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Rhodococcus equi, Mycobacterium tuberculosis.. Semnifica]ia biologic\ a pigmen]ilor bacterieni difer\ `n func]ie de natura chimic\ a pigmentului, f\r\ a fi complet elucidat\. Rolul clorofilelor `n fotosintez\ este bine stabilit, `ns\ asupra func]iei celorlal]i pigmen]i, p\rerile emise au valoare ipotetic\. ~n practica identific\rii bacteriilor, prezen]a pigmen]ilor este un criteriu taxonomic valoros [i u[or decelabil. Citoplasma constituie sediul metabolismului bacterian unde se desf\[oar\ procesele de asimila]ie [i dezasimila]ie, precum [i alte func]ii vitale ale celulei bacteriene cum sunt reproducerea [i sporogeneza. Materialul genetic Materialul genetic al bacteriilor este constituit din material genetic nuclear [i din plasmide . Materialul genetic nuclear este format dintr-un singur cromozom [i nu este delimitat de o membran\ proprie. Pentru a marca aceste diferen]e fa]\ de nucleul celulelor eucariote, termenul de ,,nucleu a fost `nlocuit cu termenii de ,,nucleoid, ,,genom bacterian, ,,cromozom bacterian sau ,,nucleozom. Cromozomul este constituit dintr-o macromolecul\ de ADN bicatenar care con]ine 4 . 106 perechi de nucleotide [i are o lungime de aproximativ 1 mm. Macromolecula de ADN se afl\ `ns\ `ntr-o stare compact\, condensat\, prin pliere [i superspiralare, astfel `nct ocup\ doar 5-16% din volumul celulei. Nucleoidul are o form\ asem\n\toare cu a celulei bacteriene: sferic\ `n cazul cocilor [i alungit\ `n cazul bacililor. Pe lng\ AND, cromozomul bacterian mai con]ine cantit\]i reduse de proteine, lipide [i ARN. Plasmidele sunt molecule mici de ADN dublu catenar, independente de cromozom, caracteristice pentru celula procariot\. Pentru desemnarea lor se utilizeaz\ deseori termenii de material genetic auxiliar sau extracromozomal. Plasmidele reprezint\ aproximativ 1% din m\rimea [i masa molecular\ a cromozomului [i sunt, `n majoritatea lor, transferabile de la o celul\ bacterian\ la alta `n cadrul fenomenului de conjugare.

31

Att cromozomul ct [i plasmidele au posibilitatea de autoreplicare. Replicarea plasmidelor are loc independent de cea a cromozomului. Func]ia biologic\ a materialului genetic const\ `n determinarea caracterelor care definesc fiecare specie bacterian\ [i transmiterea lor ereditar\. Avnd `n vedere posibilitatea de transfer a plasmidelor, se poate aprecia c\ ele au un rol major `n procesul de circula]ie a informa]iei genetice `n cadrul popula]iilor bacteriene, care are ca rezultat o mai bun\ adaptare a acestora la condi]iile de mediu.

Organitele celulareOrganitele celulare (cilii sau flagelii [i pilii sau fimbriile) sunt forma]iuni extraparietale, prezente numai la unele specii bacteriene, cu rol `n procesele de adaptare la mediu. Cilii (flagelii ) Sunt organite de form\ cilindric\, cu diametrul de 12-25 nanometri [i lungimea de 25-30 micrometri, `ntlnite mai ales la bacteriile alungite bacili, vibrioni, spirili [i mai rar la formele cocoide. Au rol `n mi[care, bacteriile ciliate fiind mobile. Intre speciile bacteriene ciliate exist\ diferen]e sub aspectul num\rului [i al modului de dispunere a cililor pe suprafa]a celulei bacteriene, distingndu-se urm\toarele categorii de bacterii: atricha (neciliate), monotricha (un singur cil dispus polar), amfitricha (cte un cil la ambii poli), lofotricha (un smoc de cili la unul din poli) [i peritricha (numero[i cili amplasa]i pe toat\ suprafa]a celulei) fig. 11

Fig. 11. Num\rul [i modalit\]ile de dispunere a cililor pe suprafa]a celulei bacteriene:1. atricha; 2, 3. monotricha;4.amfiticha; 5. lofotricha; 6. peritricha.

Cu ajutorul cililor, bacteriile se pot deplasa cu viteza de 20-80 micrometri pe secund\, echivalnd cu de 40 de ori lungimea celulei bacteriene. Pentru compara]ie, men]ion\m faptul c\ ghepardul, considerat cel mai rapid dintre animale, alearg\ cu o vitez\ care nu dep\[e[te de trei ori lungimea corpului pe secund\ . Bacteriile realizeaz\ o mi[care de rostogolire cnd cilii se rotesc `n sensul acelor de ceasornic [i o deplasare `n linie dreapt\ cnd ace[tia se rotesc `n sens antiorar. In determinarea direc]iei de deplasare intervin mecanismele de tip chimiotactic. Substan]ele utile metabolismului bacterian (glucidele, aminoacizii, ionii de calciu [i de magneziu, oxigenul pentru bacteriile aerobe ,etc) sunt atractante, exercitnd un

32

chimiotactism pozitiv asupra bacteriilor ciliate, iar cele nocive (alcoolii, ionii de hidrogen, ionii hidroxil, metalele grele, etc.) au un efect repelant (de respingere) printrun chimiotactism negativ. Analog capsulogenezei, sinteza cililor este dirijat\ de factori genetici a c\ror represare [i depresare este realizat\ de factorii mediului ambiant. Factorii de mediu capabili s\ induc\ varia]ii fenotipice `n geneza [i motilitatea cililor sunt temperatura [i diverse substan]e chimice. Astfel, Yersinia enterocolitica [i Listeria monocytogenes sunt mobile numai la 20-22 C (nu [i la 37C), serurile hiperimune specifice inhib\ mobilitatea salmonelelor [i a altor specii ciliate, iar acidul boric [i sulfatiazolul inhib\ mobilitatea speciei Proteus vulgaris. Pilii (fimbriile) Pilii sunt apendici filamento[i mult mai sub]iri [i mai scur]i dect cilii dar mult mai numero[i, a[eza]i peritrich pe suprafa]a bacteriilor [i vizibili numai la microscopul electronic. Denumirile prin care sunt desemnate aceste structuri sugereaz\ caracteristicile lor morfologice: fimbrii (lat. fimbria = franjuri), pili (lat. pilus = p\r). In func]ie de unele caractere morfologice, de num\r [i de func]ia biologic\ pe care o `ndeplinesc, se deosebesc 6 tipuri de pili, notate cu cifre romane de la I la V [i cu litera F (pilul sexual sau donor). In ultimii ani exist\ tendin]a de a departaja, din punct de vedere semantic, cei doi termeni - ,,fimbrii [i ,,pili - `n sensul utiliz\rii primului pentru desemnarea tipurilor I-V [i a celui de-al doilea, numai pentru pilii de sex. Fimbriile sunt forma]iuni tubulare compacte, f\r\ canal axial, cu dimensiuni cuprinse `ntre 1-20 m lungime [i 3-14 nm diametru. Ele sunt dispuse pericelular, uneori polar sau bipolar, num\rul lor variind `ntre 1 [i 1000 per celul\. . Fimbriile confer\ bacteriilor capacitatea de a adera la suprafa]a epiteliilor [i a altor substraturi, fiind considerate factori de patogenitate. Pilii de tip F, denumi]i [i pili sexuali, sunt structuri tubulare str\b\tute de canal axial, `n structura c\rora intr\ o fosfoglicoprotein\ (pilina), ale c\rei molecule sunt ansamblate dup\ o simetrie helicoidal\. Ei sunt codifica]i de o plasmid\ numit factorul ,,F (de fertilitate sau de sex), care confer\ celulei purt\toare proprietatea de donor de material genetic sau celul\ - mascul F+. Rolul pililor ,,F este analog organului copulator, deoarece prin lumenul lor are loc transferul de ADN de la o celul\ bacterian\ F+ la una F- `n cadrul procesului de conjugare - o form\ primitiv\ de sexualitate, singura posibil\ la bacterii. 3.3.2. FIZIOLOGIA BACTERIILOR 3.3.2.1. COMPOZI}IA CHIMIC| A CELULEI BCTERIENE Compozi]ia chimic\ elementar\ a bacteriilor, sub aspectul con]inutului `n elemente biogene, nu difer\ de a celorlalte organisme vii. Compozi]ia molecular\ se diferen]iaz\ `ns\ de cea a organismelor vegetale [i animale prin prezen]a unor constituen]i moleculari specifici bacteriilor. O celul\ bacterian\ con]ine aproximativ 3000-6000 tipuri de molecule diferite, dintre care aproximativ jum\tate apar]in compu[ilor anorganici cu mas\ molecular\ mic\ (apa [i s\rurile minerale), iar cealalt\ jum\tate, compu[ilor organici cu diverse grade de complexitate structural\.

33

3.3.2.1.1. Compu[ii anorganici Apa reprezint\ aproximativ 75-80 % din greutatea umed\ a celulei bacteriene, `n care se g\se[te sub form\ liber\ sau legat\ inseparabil de alte structuri chimice. Ea constituie mediul care asigur\ vehicularea substan]elor nutritive [i a metaboli]ilor, precum [i desf\[urarea reac]iilor chimice care stau la baza proceselor vitale. S\rurile minerale reprezint\ 2 30% din greutatea bacteriilor uscate. Elementele care intr\ `n compozi]ia lor sunt : P, K, Na, Cl, S, O, H, Fe [i `n propor]ii mai reduse, Mg, Cu, [i Zn. S\rurile minerale `ndeplinesc urm\toarele func]ii biologice: asigur\ reglarea presiunii osmotice la nivelul membranei citoplasmatice ; realizeaz\ sistemul tampon adecvat men]inerii pH-ului optim al mediului celular; activeaz\ unele sisteme enzimatice, rol pe care `l `ndeplinesc mai ales ionii de Cu [i de Mg ; intr\ `n structura unui important num\r de constituien]i celulari (rol plastic). 3.3.2.1.2. Compu[ii organici Glucidele totalizeaz\ 4 25% din greutatea celulelor bacteriene uscate, propor]ia lor variind `n func]ie de specia bacterian\, vrsta culturii [i compozi]ia chimic\ a substratului nutritiv. Ele au rol plastic, energetic sau de material de rezerv\. Lipidele, prezente `n celula bacterian\ `n propor]ie de 1 20 % din greutatea uscat\ a bacteriilor, pot fi din punct de vedere chimic, gliceride, fosfatide, steride [i ceruri. Al\turi de glucide, lipidele constituie rezervele nutritive ale celulei bacteriene cu un poten]ial energetic crescut. Acizii nucleici . Spre deosebire de virusuri, care con]in un singur tip de acid nucleic, `n celula bacterian\ sunt prezen]i ambii acizi nucleici. Acidul dezoxiribonucleic (ADN) reprezint\ aproximativ 1/5 din con]inutul celulei, fiind constituientul nucleoidului, respectiv al cromozomului bacterian [i al plasmidelor. Acidul ribonucleic (ARN), se g\se[te `n citoplasm\ sub cele trei forme diferite sub aspectul m\rimii moleculei [i al func]iei biologice pe care o `ndeplinesc `n mecanismul sintezei proteinelor: ARN mesager, ARN de transport sau solubil [i ARN ribozomal. ARN-ul total constituie 10 20 % din greutatea uscat\ a celulei. Proteinele reprezint\ aproximativ 60% din greutatea uscat\ a bacteriilor [i constituie componentele esen]iale pentru via]a celulei bacteriene. Ele se g\sesc att `n stare pur\ ct [i sub form\ de complexe lipo- sau glicoproteice. Din punct de vedere al rolului pe care `l `ndeplinesc, proteinele bacteriene pot fi grupate `n : proteine constitutive, care fac parte din structura diferitelor componente celulare, [i proteine enzimatice (enzimele), care constituie biocatalizatorii `ntregii activit\]i metabolice a celulei bacteriene. Enzimele constituie, `n ansamblul lor, aparatul sau echipamentul enzimatic al celulei bacteriene. El este caracteristic pentru fiecare specie bacterian\ [i reprezint\, prin urmare, un important criteriu taxonomic. Punerea `n eviden]\ a enzimelor bacteriene prin reac]ii sau teste biochimice face parte din conduita curent\ a identific\rii bacteriilor.

34

3.3.2.2. NUTRITIA LA BACTERII Microorganismele, ca [i celelalte organisme vii, sunt caracterizate printr-o activitate fiziologic\ ne`ntrerupt\, mai mult sau mai pu]in intens\, `n cursul c\reia cresc, se divid ,`[i modific\ structura, compozi]ia chimic\ [i pozi]ia `n mediu, etc. Exercitarea acestor activit\]i presupune prezen]a `n mediile lor de via]\ a unor substan]e nutritive utilizabile `n sinteza constituien]ilor celulari ( surse plastice ) [i a unor surse de energie . Exigen]e [i tipuri nutritive la bacterii Posibilit\]ile bacteriilor de a folosi diverse surse plastice [i energetice sunt extrem de variate. Considerate `n ansamblu, microorganismele sunt cele mai omnivore organisme cunoscute, deoarece `[i realizeaz\ metabolismul folosind cele mai diverse surse de substan]e nutritive : de la N molecular, CO2 [i S, pn\ la substan]ele organice complexe. In raport cu sursa de energia pe care o utilizeaz\ `n procesul de nutri]ie, bacteriile se `ncadreaz\ `n dou\ tipuri principale : - tipul fototrof care utilizeaz\ energia luminoas\ transformnd-o `n energie de legare chimic\ cu ajutorul unor pigmen]i asem\n\tori clorofilei; - tipul chimiotrof, lipsit de pigmen]i fotosintetizan]i, pentru care unica surs\ de energie o reprezint\ reac]iile biochimice de oxidoreducere. Pe baza capacit\]ii de a utiliza substan]ele anorganice [i organice ca surse de material de sintez\ [i energie se diferen]iaz\ : - tipul litotrof ( lith = piatr\ ) sau autotrof ( `n sensul de independent , liber ) c\ruia `i apar]in bacteriile capabile s\-[i sintetizeze to]i constituen]ii celulari pornind de la surse simple anorganice de C [i de N ca : CO2 , NH3, NO2 ,NO3 ,etc.; - tipul organotrof sau heterotrof `n care se `ncadreaz\ bacteriile dependente de materia organic\, care nu se pot dezvolta dect `n prezen]a substan]elor organice ca surse de energie , C [i N . Deci, `n timp ce autotrofele prin sintezele lor genereaz\ substan]e organice, heterotrofele le descompun. Ansamblnd cele dou\ criterii, bacteriile fototrofe pot fi `mp\r]ite `n fotoautotrofe ( fotolitotrofe ) [i fotoorganotrofe ( fotoheterotrofe ), iar bacteriile chimiotrofe se pot clasifica , de asemenea, `n chimioautotrofe ( chimiolitotrofe ) [i chimioorganotrofe ( chimioheterotrofe ). In rndul bacteriilor chimiotrofe se pot `ns\ diferen]ia tipuri intermediare capabile s\ utilizeze att compu[i organici ct [i anorganici. Astfel, exist\ bacterii capabile s\ utilizeze carbonul organic sau anorganic [i azotul anorganic constituind un subtip numit mezotrof. Altele pot metaboliza carbonul organic [i azotul anorganic fiind `ncadrate `n subtipul prototrof. Deoarece bacteriile autotrofe nu intereseaz\ bacteriologia medical\ [i medicalveterinar\, `n continuare vor fi men]ionate numai sursele de substan]e organice pentru cele mai importante elemente biogene necesare bacteriilor chimioheterotrofe , categorie `n care se `ncadreaz\ majoritatea bacteriilor patogene. Principala surs\ de carbon pentru aceste bacterii o reprezint\ glucidele [i polialcoolii [i `ntr-o propor]ie mai redus\ diferi]i acizi organici, cetonele, lipidele, acizii gra[i, etc. Sursele de azot organic sunt reprezentate