Microbiologie generala

339
PREFATA “Gegen Bakterien hilft nicht Mut sondern Vorsicht” Impotriva bacteriilor nu ajuta curajul, ci prevederea R. Koch Aceasta lucrare se adreseaza studentilor facultatilor care cuprind in programul de invatamant disciplina de Microbiologie, precum si specialistilor care activeaza in domeniul biologiei, biotehnologiei, imunologiei si ecologiei. Cartea este structurata in doua parti. In partea 1-a sunt cuprinse capitole care prezinta notiuni generale de microbiologie, sistem natural, filogenetic de organizare a lumii vii, morfologie generala si caracterele principale ale unor categorii de germeni importanti pentru patologie, procesul infectios microbian si imunitate. In partea a 2-a, tinand cont de noile orientari si insemnatele realizari in biotehnologie si ecologie, sunt 1

description

manual

Transcript of Microbiologie generala

Page 1: Microbiologie generala

PREFATA

“Gegen Bakterien hilft nicht Mut sondern Vorsicht”

Impotriva bacteriilor nu ajuta curajul, ci prevederea

R. Koch

Aceasta lucrare se adreseaza studentilor facultatilor care cuprind in

programul de invatamant disciplina de Microbiologie, precum si specialistilor care

activeaza in domeniul biologiei, biotehnologiei, imunologiei si ecologiei.

Cartea este structurata in doua parti.

In partea 1-a sunt cuprinse capitole care prezinta notiuni generale de

microbiologie, sistem natural, filogenetic de organizare a lumii vii, morfologie

generala si caracterele principale ale unor categorii de germeni importanti pentru

patologie, procesul infectios microbian si imunitate.

In partea a 2-a, tinand cont de noile orientari si insemnatele realizari in

biotehnologie si ecologie, sunt prezentate capitole care cuprind elemente de

microbiologie aplicata, agricultura ecologica si industrie alimentara.

Prin succesiunea capitolelor se asigura intelegerea notiunilor prezentate

fara a se apela la alte surse de informare.

Speram ca aceasta lucrare sa fie utila, in sensul ca va contribui la

rezolvarea corespunzatoare a unor probleme pe care le impune imbunatatirea

invatamantului superior de profil si activitatea specialistilor in domeniile respective.

AUTORII:

1

Page 2: Microbiologie generala

PARTEA I

NOTIUNI GENERALE DE MICROBIOLOGIE

CAPITOLUL I

INTRODUCERE IN MICROBIOLOGIE

1.1 Definitia microbiologiei

1.2 Scurta istorie a microbiologiei

1.1 DEFINITIA MICROBIOLOGIEI

MICROBIOLOGIA (mycros-mic, bios-viata, logos-vorbire) este stiinta care

studiaza forma, structura (morfologia), genetica, procesele metabolice din

organismele microscopice si submicroscopice.

Microbiologia este o stiinta relativ tanara, care prezinta interes nu numai

stiintific, ci si practic, pentru diferite domenii ale activitatii umane: medicina,

agricultura, alimentatia, biotehnologia, etc.

Fiind ea insasi o stiinta ce s-a putut dezvolta ca urmare a dezvoltarii

tehnice si tehnologice, microbiologia a luat amploare abia in ultimele decenii ale

acestui secol. Acumularile teoretice si practice din domeniile fizicii nucleare, ale

biologiei celulare si moleculare, ale tehnicilor informationale, au condus la

imbunatatirea logisticii microbiologiei si, implicit, la dezvoltarea rapida a

microbiologiei ca stiinta de mare amplitudine.

In unele ramuri industriale, microbiologia formeaza cvasitotalitatea

proceselor tehnologice. Se pot exemplifica astfel industriile fermentative,

2

Page 3: Microbiologie generala

panificatia, productia antibioticelor, s.a., domenii in care cunoasterea fiziologiei si

a metabolismului microorganismelor permite dirijarea corecta a proceselor

tehnologice in vederea obtinerii unor produse utile vietii si activitatii umane, de

calitate superioara si cu randamente ridicate.

Principalele ramuri subordonate ale microbiologiei, cu statut aparte si

avand preocupari specifice, sunt:

bacteriologia - se ocupa cu studiul bacteriilor;

micologia - se ocupa cu studiul ciupercilor microscopice si macroscopice;

protozoologia - se ocupa cu studiul protozoarelor;

virologia - se ocupa cu studiul virusurilor;

parazitologia - se ocupa cu studiul parazitismului si organismelor parazite;

algologia - se ocupa cu studiul organismelor acvatice simple, numite alge.

La aceste discipline microbiologice trebuie adaugate si domeniile aplicative

ale microbiologiei:

imunologia - studiaza sistemul mecanismelor de aparare al organismelor,

care le protejeaza fata de o eventuala infectie si/sau de orice substanta straina

care patrunde in interiorul lor.

microbiologia sanatatii publice si epidemiologice - are ca scop

monitorizarea si controlul raspandirii bolilor in comunitati;

microbiologia alimentelor si a apei - examineaza rolul pozitiv sau negativ al

microorganismelor in alimente si apa;

microbiologia solului - studiaza interrelatia dintre microorganism, sol si

planta, rolul microorganismelor in fertilitatea solului si in circuitul elementelor

biogene in natura;

microbiologia agricola - studiaza relatia dintre microorganisme si recolte, in

scopul cresterii productiei si calitatii acestora;

microbiologia petrolului - studiaza rolul microorganismelor in geneza

zacamintelor de petrol;

microbiologia mediului - studiaza microorganismele prezente in sol, apa si

aer, ocupandu-se de solutionarea problemelor practice din domeniul sanitar;

3

Page 4: Microbiologie generala

biotehnologia - include orice proces prin care oamenii utilizeaza

microorganisme sau procese biologice pentru obtinerea unui produs dorit;

microbiologia industriala - utilizeaza microorganisme pentru a produce

cantitati mari de produsi utili ca: vitamine, aminoacizi, enzime, medicamente;

ingineria genetica - implica tehnici care in mod deliberat modifica fondul

genetic al organismelor pentru a induce obtinerea de noi combinatii genice.

Reprezinta cel mai dinamic domeniu al microbiologiei moderne.

1.2 SCURTA ISTORIE A MICROBIOLOGIEI

Istoria microbiologiei ar putea fi stucturata in patru etape, si anume:

1. Perioada de individualizare ipotetica a factorului determinant al bolilor, in

special umane;

2. Etapa cunoasterii nemijlocite a microorganismelor;

3. Perioada de sintetizare si de corelare a cunostintelor stiintifice in domeniul

microbiologiei;

4. Etapa contemporana, de interconectare a microbiologiei cu alte stiinte, in

scopul ridicarii valorii sale socio-umane.

Timpul si spatiul tipografic nu permit discutarea pe larg a etapelor istorice

ale microbiologiei amintite anterior. Din acest motiv, vom puncta numai cateva

momente importante ale istoriei microbiologiei.

Fara descoperirea instumentului optic numit microscop, lumea vasta si

diversa a microorganismelor nu ar fi putut fi cunoscuta.

ANTONIE VAN LEEWENHOEK (1632-1723) este cel care a descoperit

lumea invizibila a microorganismelor, fiind primul care le-a observat prin marire cu

ajutorul microscopului simplu, cu o singura lentila, de constructie personala.

Pe baza desenelor detaliate ale "animalculelor" (animale foarte mici,

mobile) observate pe preparate provenind din diferite medii - apa de ploaie, tartrul

dentar si apele din canalele de scurgere - acestea au fost ulterior identificate ca

fiind reprezentanti ai bacteriilor,drojdiilor si protozoarelor. Astfel, Leewenhoek a

4

Page 5: Microbiologie generala

atras atentia asupra microorganismelor, fara sa le acorde statutul unor organisme

aparte.

ROBERT HOOKE, in urma studiilor realizate la microscop, descoperea in

1665 celula, marcand astfel inceputul unei teorii celulare, consolidate ulterior de

alti savanti.

MATTHIAS SHLEIDEN si THEODOR SCHWANN, in urma cercetarilor,

stabilesc clar teoria conform careia toate organismele, deci si microorganismele,

sunt alcatuite din celule. Studiile ulterioare privind structura si functiile celulelor au

avut la baza aceasta teorie celulara, constituind una din cele mai importante

generalizari ale Biologiei.

LAZZARO SPALLANZANI (1729-1799) cunoscand indeaproape microscopul,

se ocupa de teoria " generatiei spontane", subiect controversat in acea vreme. Se

credea cu toata convingerea ca "dintr-o substanta organica in descompunere se

pot naste spontan organisme vii". Aceasta teorie era cunoscuta de pe vremea lui

Aristotel si a fost admisa fara obiectii, deoarece asa sustinea marele Aristotel.

In anul 1665, biologul florentin FRANCESCO REDI (1626 - 1697) lanseaza

primele critici timide in legatura cu teoria anterior amintita, lansand aforismul

"omne vivum a vivo" (tot ce e viu vine din ceva viu).

Un secol mai tarziu (1765), Spallanzani aduce argumente si combate teoria

lui Aristotel, care avea sa domine totusi pana in 1861, cand Louis Pasteur o

inlatura definitv printr-o sintagma ramasa celebra: "si microbii trebuie sa aiba

parinti".

LOUIS PASTEUR (1822 - 1895), chimist, biolog si imunolog francez, unul

dintre intemeietorii stiintelor microbiologice, este cel care a infiintat primele

laboratoare de cercetare, fiind considerat geniul microbiologiei. Pasteur a

demonstrat ca fermentatiile, considerate anterior procese pur chimice, sunt

procese biologice determinate de actiunea microorganismelor, in special

anaerobe. El dovedeste ca fermentatia este "un act corelativ unui proces vital", o

sursa de energie necesara dezvoltarii germenilor, si ca "o fermentatie determinata

are fermentul sau determinant". Realizarea faptului ca drojdiile joaca un rol crucial

in fermentatii a reprezentat primul concept care asocia activitatea unui

microorganism cu modificarile fizico-chimice ale materiei organice. Extinzand

cercetarile sale asupra fermentatiilor, a pus in evidenta natura infectioasa a unor

5

Page 6: Microbiologie generala

boli ale vinului si ale berii. Pentru impiedicarea alterarii vinului si berii, Pasteur a

imaginat procedeul incalzirii blande - pasteurizarea - aplicat ulterior si laptelui si

utilizat ca procedeu de sterilizare si in domeniul medical. Au fost puse astfel

bazele tehnicilor aseptice care constituie in prezent standardele de laborator.

Pasteur stabileste principiul specificitatii microbiene, punand bazele teoriei

bolilor infectioase si demonstrand ca acestea sunt rezultatul patrunderii in

organism a unor agenti patogeni: intre activitatea unui agent patogen si

particularitatile pe care le determina exista o anumita specificitate. Pasteur

evidentiaza principiul vaccinarii si stabileste bazele stiintifice ale prepararii

vaccinurilor. A demonstrat pentru prima data ca agentii patogeni, chiar cei mai

periculosi, pot fi modificati pentru a fi folositi ca vaccinuri. El a numit vaccinuri

culturile avirulente utilizate pentru inocularea preventiva ce stimuleaza imunitatea

organismului fata de tulpina microbiana virulenta.

Incununarea operei sale a fost descoperirea vaccinarii antirabice, aplicata pentru prima data la om in 1885.

ROBERT KOCH (1843-1916), savant german contemporan cu Pasteur, a

avut de asemenea un rol deosebit in dezvoltarea microbiologiei medicale, prin

descoperirea unor numerosi agenti patologici raspunzatori de numeroase boli la

om si animale, cum ar fi tuberculoza, holera etc. El a elaborat o serie importanta

de tehnici de izolare, utilizand mediile de cultura solidificate (cu gelatina) pe care

cresterea microorganismelor se face sub forma de colonii izolate. Cum o colonie

microbiana reprezinta descendenta unei singure celule parentale, insamantarea ei

ulterioara intr-un mediu steril genereaza o cultura de celule din aceeasi specie

sau tulpina. Descoperirea acestei posibilitati de a obtine culturi pure a constituit un

progres care a stat la baza Microbiologiei moderne, deoarece a oferit un mijloc

simplu si sigur de izolare a bacteriilor, in vedera studierii biologiei lor, a identificarii

si incadrarii lor sistematice. Koch a utilizat tehnici de colorare pentru preparatele

microscopice (frotiuri) si in 1882 a identificat bacilul care-i poarta numele (B.K.),

agentul patogen al tuberculozei. In 1905, Koch este recompensat cu premiul

Nobel pentru fiziologie si medicina.

HANSEN (1842- 1909) deschide calea Microbiologiei industriale moderne,

prin utilizarea culturilor pure de microorganisme ca starteri de fermentatie.

6

Page 7: Microbiologie generala

I. MECINIKOV (1845-1946), lucrand la Institutul Pasteur din Paris, a

evidentiat procesul de fagocitoza, demonstrand pentru prima data rolul

leucocitelor din sange in reactiile de aparare ale organismului fata de agentii

patogeni, prin inglobarea si distrugerea acestora.

P. EHRLICH (1854-1915) este creatorul teoriei moderne a dezinfectiei si

chimioterapiei selective, sintetizand primele substante chimice active in terapia

bolilor produse de spirochete si protozoare. Lucrarile sale au deschis calea spre

era substantelor chimioterapice.

S. WINOGRADSKI (1856-1953), intemeietorul Microbiologiei solului, a

descris procesul de asimilare la organismele chimiosintetizante si fenomenul de

fixare al azotului atmosferic de catre microorganisme. A elaborat metode speciale

pentru cercetarea activitatii microorganismelor din sol.

A. FLEMMING (1881-1955) deschide prin lucrarile sale era antibioticelor, de

o mare importanta in medicina si biologie. In 1929 el observa ca unele culturi ale

mucegaiului Penicillium elaboreaza o substanta antimicrobiana specifica:

penicilina. Acest prim antibiotic a fost mai tarziu purificat de Florey si Chain (1940), care au oferit terapeuticii infectioase un produs stabil, atoxic pentru om si

animal, activ in vivo asupra unor specii de micoorganisme.

WAKSMAN in 1944 descopera streptomicina, antibiotic elaborat de multe

specii de actinomicete si deschide calea pentru obtinerea de noi antibiotice.

TWORT si D'HERELLE au avut un rol deosebit in evolutia conceptelor

fundamentale de bacteriologie si virologie prin descoperirea bacterofagilor

(virusuri care paraziteaza bacteriile) si a fenomenului de lizogenie.

A. LWOFF a adus contributii deosebite la definirea virusurilor, dupa 1953. El

a analizat relatia dintre fag si bacterie, precum si fenomenul de lizogenie

sugerand interventia unui mecanism similar in patogenia cancerului. Este laureat

al premiului Nobel pentru biologie.

Agentii infectiosi subvirali au fost izolati in 1971 de DIENER, care a

demonstrat ca moleculele de ARN nude, numite viroizi, pot determina efecte

patogene la plante.

PRUSINER, in 1981-1984, a demonstrat ca moleculele de proteine, numite

prioni, pot fi infectioase pentru om si animale.

7

Page 8: Microbiologie generala

In Romania, doi savanti de renume mondial, VICTOR BABES si IOAN

CANTACUZINO au contribuit la fondarea Microbiologiei moderne.

VICTOR BABES (1854-1926) a lucrat in laboratorul lui Pasteur, iar mai tarziu

in laboratorul lui Koch. De formatie anatomo-patolog, si-a insusit tehnicile

microbiologice si a orientat investigatia medicala spre studiul actiunii reciproce

microorganism-gazda. A colaborat cu A.V. Cornil la primul Tratat de Bacteriologie

din lume aparut la Paris in 1885. A descoperit noi specii microbiene, a pus in

evidenta corpusculii Babes-Negri in celulele nervoase ale indivizilor morti de

turbare si corpusculii Babes-Ernst in bacilii difterici. In cercetarile sale asupra

antagonismului bacterian a anticipat descoperirea antibioticelor; a studiat

numeroase boli infectioase. Este creatorul Institutului "Victor Babes" din Bucuresti

si organizatorul primelor laboratoare de igiena si bacteriologie.

IOAN CANTACUZINO (1863-1936), format in laboratorul condus de

Mecinikov la Institutul Pasteur din Paris, a continuat cercetarile maestrului sau

privind imunitatea nevertebratelor. A studiat patogenia holerei, tuberculozei si a

altor boli, vaccinul si vaccinarea antiholerica . A creat Scoala contemporana de

microbiologie, initial in laboratorul de medicina experimentala al Facultatii de

Medicina din Bucuresti, apoi in Institutul de Cercetari Microbiologice pe care l-a

fondat in 1921.

Opera acestor doi mari savanti romani a fost continuata de alti savanti de

reputatie internationala: Constantin Levaditi, Dumitru Combiescu, Constantin Ionescu-Mihaiesti, Stefan Nicolau, Mihai Ciuca, Gheorghe Zarnea si altii.

In perioada de dupa 1910, din totalul premiilor Nobel pentru medicina si

fiziologie, peste o treime au fost acordate microbiologilor si specialistilor in

discipline inrudite. Microbiologia continua sa progreseze in fiecare an cu ajutorul a

noi tehnici si noi date furnizate de cercetare.

8

Page 9: Microbiologie generala

CAPITOLUL II

TAXONOMIA SI SISTEMATICA GENERALA A MICROORGANISMELOR

2.1 Definitii

2.2 Nivele de clasificare

2.3 Desemnarea numelui stiintific al speciilor

2.4 Sistemul natural, filogenetic de organizare a lumii vii

2.1 DEFINITII

Taxonomia se ocupa cu studiul clasificarii, nomenclaturii si identificarii

organismelor vii.

CARL VON LINNE', un botanist suedez, a fost cel care si-a dat seama de

importanta existentei unui sistem de recunoastere si definire a proprietatilor

organismelor, stabilind reguli fundamentale pentru categoriile taxonomice sau

taxoni. Sistemul lui Linne' a servit cu succes la incadrarea in categorii a celor

peste doua milioane de tipuri diferite de organisme descoperite ulterior.

Clasificarea este aranjarea ordonata a organismelor in grupe, preferabil

intr-un sistem bazat pe relatii evolutive.

Nomenclatura este procesul de desemnare a numelor pentru diferitele

ranguri taxonomice ale fiecarei specii de microorganisme.

9

Page 10: Microbiologie generala

Identificarea este procesul de descoperire si inregistrare a trasaturilor

organismelor, asfel incat ele sa poata fi introduse intr-o schema taxonomica

globala.

Toti acesti termeni se aplica in sistematica, ce reprezinta studiul diversitatii

microorganismelor si al relatiilor intre ele.

2.2 NIVELE DE CLASIFICARE

Taxonii principali intr-o schema de clasificare sunt organizati in 7 ranguri

descendente, incepand cu un regn, cel mai mare si cel mai general, si terminand

cu o specie, cel mai mic si cel mai specific.

Toti membrii unui regn au in comun numai una sau cateva caracteristici

generale, in timp ce membrii unei specii au in comun majoritatea caracteristicilor

lor, reprezentand toti acelasi fel de organism.

Intre nivelul superior si cel inferior, cei cinci taxoni in ordine descendenta

sunt reprezentati de: phylum (pentru animale si protozoare) sau diviziune (pentru bacterii, fungi, alge si plante), clasa, ordin, familie si gen.

Bacteriile sunt studiate, cu rare exceptii, nu ca indivizi, ci ca populatii

obtinute in laborator sub forma de culturi pure. Culturile pure pot fi mentinute in

stare viabila, subcultivate, supuse testelor experimentale si transportate de la un

laborator la altul.

Unitatea taxonomica fundamentala este specia bacteriana, care este

definita dupa alte criterii decat la organismele superioare. Pentru bacterii nu exista

granite strict naturale ale speciilor, nici separare geografica. Sub aspect practic

specia bacteriana poate fi considerata ca o colectie de alte tulpini.Tulpina reprezinta unitatea practica de lucru, fiind formata din descendentii

unei singure izolari din mediu, in cultura pura.

Colonia reprezinta o aglomerare macroscopica de celule, care apare pe o

zona bine delimitata a suprafetei mediului de cultura solid si provine din

multiplicarea unei singure celule. Una dintre tulpinile speciei este desemnata ca

tulpina tip si serveste ca tulpina purtatoare de nume pentru specie. Tulpinile tip

ale speciilor sunt depozitate in asa numitele colectii de culturi (colectii de

10

Page 11: Microbiologie generala

tulpini). De aici ele pot fi obtinute si utilizate ca tulpini de referinta pentru

compararea directa cu izolatele noi in vederea identificarii lor corecte.

Genul bacterian este un grup taxonomic bine definit, alcatuit din specii, in

mod clar separate de alte genuri.

2.3 DESEMNAREA NUMELUI STIINTIFIC AL SPECIILOR

Pentru desemnarea numelui stiintific sau specific este utilizat sistemul binominal (cu doua nume) al nomenclaturii. Numele stiintific este intotdeauna o

combinatie a numelui de gen, urmat de numele de specie (epitetul specific).

Initiala genului din numele stiintific este scrisa intotdeauna cu litera mare, iar a

speciei cu litera mica. Ambele nume sunt scrise cu caractere italice sau subliniate.

Epitetul specific se scrie cu initiala mica si nu se prescurteaza. Pentru denumirile

stiintifice se utilizeaza limba latina sau greaca. Numirea unui organism nou

descoperit este supervizata de un grup international de experti care verifica daca

au fost urmate procedeele standard si ca nu exista deja un nume dat anterior

organismului sau un alt organism cu acelasi nume. Denumirea unui numar de

specii a fost data dupa numele unui microbiolog care a descoperit

microorganismul respectiv sau a adus contributii importante in domeniu. Alte

nume provin de la o particularitate a microorganismului (forma, culoare), locul

unde poate fi gasit sau boala pe care o produce. Exemplificam cu cateva nume

specifice:

Pseudomonas tomato - Gr. pseudo = fals; monas = unitate; tomato = fruct.

Deci o bacterie care infecteaza tomatele.

Lactobacillus sanfrancisco - L. lacto = lapte; bacillus = bastonas mic. O specie

utilizata in asociere cu o drojdie ( Saccharomyces exiguus) pentru fabricarea

unui tip de paine din San Francisco.

Giardia lamblia - de la Alfred Giard, un microbiolog francez si Vilem Lambl, un

medic din Boemia, ambii cercetand micoorganismul, care determina o infectie

intestinala severa.

11

Page 12: Microbiologie generala

2.4 SISTEMUL NATURAL, FILOGENETIC, DE ORGANIZARE A LUMII VII

Celebrul botanist Carl Linnaeus, in opera sa "Systema naturae" (1735) a

reunit toate microorganismele intr-un singur grup numit semnificativ "Chaos".

Robert Whittaker a propus un sistem de organizare format din cinci

regnuri de baza:

1. Procaryotae (Monera);2. Protista;3. Fungi;4. Plantae;5. Animalia.

Constituirea acestor regnuri se bazeaza pe: tipul si structura celulara,

organizarea si tipul de nutritie.

Regnul Procaryotae - include organisme unicelulare de tip procariot. El cuprinde

bacteriile si are doua subgrupe principale: eubacterii - bacterii cu structura

celulara procariota caracteristica si archaebacterii - bacterii cu structura celulara

si functii atipice.

Regnul Protista - contine cea mai mare parte a microorganismelor eucariote

unicelulare care sunt lipsite de tesuturi. El cuprinde alge microscopice care se

caracterizeaza prin celule fotosintetizante si protozoare care sunt lipsite de

perete celular si se hranesc pe seama altor organisme prin ingestie.

Regnul Fungi - cuprinde organisme uni- sau multicelulare si uni- sau

multinucleate, de tip eucariot. Celulele eucariote prezinta perete celular, nu sunt

fotosintetizante si isi dobandesc nutrientii prin absortie. El cupinde microfungi (mucagaiuri si drojdii) si macrofungi.Regnurile Plantae si Animalia nu includ microorganisme, fiind reprezentate de

organisme macroscopice, multicelulare. Plantele sunt alcatuite din celule

eucariote cu perete celular si sunt fotosintetizante. Celulele animalelor sunt lipsite

de perete celular, iar tipul de nutritie pentru acest regn este nutritia ingestiva.

12

Page 13: Microbiologie generala

Este important de retinut ca virusurile nu sunt incluse in nici o clasificare,

ca o recunoastere a caracterului lor de agenti infectiosi care nu au echivalent in

lumea vie.

Dupa studii indelungate, cu opinii diferite si chiar controverse, specialistii

microbiologi au admis un punct de vedere comun al sistematicii microbilor in

lumea vietuitoarelor(dupa N. Stamatin )

Schema pozitiei microbilor in sistematica vietuitoarelor

Protozoare

Microbi Schizophyceae (alge)

Protofite

- Bacterii

- Virusuri

Schizomyceae - Borrelomycetes

- Ricketsii

- Ciuperci

Ne vom referi indeosebi la unitatea taxonomica Schizomyceae, datorita

importantei lor pentru bolile pe care le produc la animale si plante, precum si

datorita enormei lor raspandiri in natura si transformarilor pe care le pot produce

materiei organice.

Schizomyceaele sunt vietuitoare monocelulare, cu organizare simpla, nu

poseda pigmenti fotosintetizanti, sunt heterotrofe, au nucleu nediferentiat. Ele

prezinta o mare diversitate din punct de vedere morfologic si fiziologic .

13

Page 14: Microbiologie generala

CAPITOLUL III

MORFOLOGIA MICROORGANISMELOR

3.1Definitii

3.2 Structura celulei microorganismelor

3.3 Virusurile

3.4 Bacteriofagii

3.5 Viroizii si prionii

3.6 Borrelomycetele ( paramycetele) si ricketsiile

3.1 DEFINITII

Microorganismele constituie un sistem complex de organisme

acelulare si celulare, inzestrate cu un metabolism propriu si continuitate genetica,

diferite ca morfologie, activitate biologica si pozitie sistematica. Cu toate acestea,

tuturor microorganismelor le sunt comune cateva caracteristici: dimensiunile

microscopice, organizarea lor monocelulara si pluricelulara, precum si structura

interna relativ simpla.

In categoria microorganismelor sunt incluse:

14

Page 15: Microbiologie generala

1. virusurile – acelulare;

2. bacteriile, drojdiile – monocelulare;

3. mucegaiurile, algele microscopice si protozoarele – monocelulare si

pluricelulare.

3.2 STRUCTURA CELULEI MICROORGANISMELOR

Unitatea morfologica si functionala fundamentala a materiei vii o constituie

celula. Se cunosc doua tipuri de celule: procariote si eucariote.

Celula procariota este mai simpla ca organizare, fiind fara nucleu, avand

ADN dispersat in citoplasma, nedelimitat de membrana, sub forma de molecule

mari de ADN spiralat sau sferic. Acest tip de celula este caracteristic bacteriilor,

algelor albastre.

Tipul mai evoluat, numit eucariot, intalnit la celulele constitutive ale

plantelor, ale animalelor si ale unor microorganisme – mucegaiuri, drojdii – se

caracterizeaza prin nucleu individualizat prevazut cu membrana, ce-l delimiteaza

de citoplasma. In acest tip de celule, ADN-ul se afla in nucleu, unde alaturi de

proteine formeaza cromozomii – corpusculi ce se formeaza in timpul diviziunii

celulare si care contin informatia ereditara specifica.

Celula* de tip eucariot, avand forme si dimensiuni diferite, este alcatuita

din trei componente principale: citoplasma, nucleu si membrana celulara,

constituind protoplastul. Ea este inconjurata de un perete celular, format din

polizaharuri, hipo- si glicoproteine, avand rol protector fata de influentele

exterioare celulei, care delimiteaza celulele intre ele si participa, alaturi de

membrana citoplasmatica la diviziunea celulara. La unele microorganisme,

peretele celular este acoperit de o capsula, de cili** sau de flageli** si de pili (fimbrii).

*celula: lat. celulla- camaruta; vacuus – gol

**cili, flageli – organe de locomotie

15

Page 16: Microbiologie generala

Citoplasma este un sistem coloidal complex, macro si micromolecular,

alcatuit structural din citoplasma fundamentala si din organite. In compozitia ei

intra ioni de substante anorganice si compusi organici, alcatuind, de fapt, materia

vie.

Citoplasma fundamentala reprezinta partea nestructurata a citoplasmei si

este transparenta, elastica, in continua miscare si transformare, majoritatea

reactiilor biochimice din celula avand loc la nivelul acestui complex coloidal.

Organitele reprezinta sisteme structurale subcelulare bine definite ca

structura, forma, specializate in activitati intra si extracelulare. Exista doua

categorii de organite: comune – intalnite in toate celulele organismelor vii,

indiferent de origine, reprezentate prin reticulul endoplasmatic, ribozomii

(granulele lui Palade*), complexul Golgi, mitocondriile, lizozomii si centrozomul –

si organite cu rol specific unor anumite celule specializate sub aspect fiziologic,

biologic.

*George Emil Palade – savant roman, laureat al premiului Nobel

pentru medicina, descoperitorul formatiunilor mitocondriale

citoplasmatice si a rolului acestora in celula.

In citoplasma mai pot fi gasite si incluziunile celulare, formatiuni bine

conturate, cu sau fara membrana, cu functii temporare compuse din picaturi de

grasime, granule de proteine sau glicogen, alte substante dizolvate in apa,

reprezentand substante de rezerva si vacuolele , continand substante sub forma

de solutii hidrice.

Reticulul endoplasmatic este o retea canelara ce brazdeaza citoplasma

multidirectional, considerat ca un sistem circulator celular deoarece are rolul

transportorului de produsi celulari. Datorita reticulului endoplasmatic suprafata de

schimb celular intre substantele citoplasmatice si spatiul intercelular se mareste,

imbunatatindu-se astfel calitatea si randamentul acestui schimb. Totodata,

reticulul endoplasmatic poate sintetiza proteine, lipide si hormoni pe care celula le

secreta in lichidul intercelular.

Ribozomii sunt forme granulare sferice in care are loc sinteza proteinelor, fiind

constituite din ARN si proteine.

16

Page 17: Microbiologie generala

Lizozomii sunt organite sferice continand enzime digestive, avand rolul apararii

celulelor contra altor microorganisme prin digerarea (liza) acestora.

Complexul Golgi reprezinta formatiuni membranoase sub forma de pachete

asezate in teancuri, amplasate in apropierea nucleului, avand rolul sintetizarii unor

substante celulare specifice si de transfer al acestora prin reticulul endoplasmatic

in spatiul intracelular.

Mitocondriile sunt corpusculi sferici sau ovoidali, granulari, ce contin sisteme

enzimatice care participa la transformarile energetice din celula, deci care produc

energie celulara.

Centrozomul este un constituent celular (organit) care intervine indirect in

diviziunea celulara, vizibil la microscopul electronic in vecinatatea nucleului, cu

deosebire in timpul diviziunii. Impreuna cu masa citoplasmatica din jurul sau

formeaza asa-numita centrosfera. In timpul diviziunii, in jurul centrosferei se

contureaza filamente citoplasmatice radiale denumite aster. Centrozomul lipseste

din celulele in care nu are loc diviziunea celulara.

In interiorul celulelor mai pot fi intalnite organite cu forme variabile pigmentate

diferit, cunoscute sub denumirea de cromoplaste, cloroplaste, s.a., avand culori

specifice, cu deosebire in schimburile energetice si in reactiile redox si de schimb

ionic intra si extracelulare.

Nucleul este o formatiune protoplasmatica a celulei cu o organizare

superioara, continand proteine si acizi nucleici (ADN, ARN), fiind responsabil de

transmiterea caracterelor ereditare, in diviziunea celulara si in metabolismul

celular. Nucleul este bine individualizat in celulele eucariote de o membrana dublu

stratificata, avand pori care permit schimbul de substante intre citoplasma si

nucleu si se afla de obicei asezat in centrul celulei, fara ca aceasta sa reprezinte o

regula generala. Majoritatea celulelor au un singur nucleu, dar exista si celule

polinucleare in structuri biologice superioare.

Nucleul se compune din: nucleol, carioplasma (suc nuclear) si membrana

nucleara.

Nucleolul este o formatiune structurala din interiorul nucleului in compozitia

caruia intra ARN si ADN, rolul sau fiind acela de formare a ARN-ului pe care-l

17

Page 18: Microbiologie generala

transfera in citoplasma, transmitand acesteia informatia genetica continuta in ADN

si cromozomi.

Carioplasma*, sub aspect compozitional, este citoplasma continand in plus

cromatina **– formata din acizi nucleici legati de proteine filamentoase, constituind

substratul material al cromozomilor - si linina (acromatina)**.

*grec. haryon – fara nucleu

**grec. a – fara. Chroma- culoare; parti din nucleu care reactioneaza

sau nu la coloranti bazici caracteristici pentru cromozomi – W.

Fleming, 1879

Membrana nucleara este formata din trei straturi membranoase stratificate,

traversate de pori prin care are loc schimbul de substante intre nucleu si

citoplasma.

Membrana celulara (plasmatica) este un invelis extern ce are o structura

trilaminara ca si membrana nucleara, structura care face ca ea sa aiba o

permeabilitate selectiva fata de substante si determina o anumita sarcina electrica

(stratul exterior are sarcina electrica pozitiva, iar cel din interiorul celulei este

electronegativ) care imprima membranei celulare un potential electric de

membrana si o anumita polaritate.

Potentialul electric de membrana este mentinut de ionii de sodiu (Na+) si

potasiu (K+) repartizati neuniform in ambele parti ale membranei (cei de potasiu

se gasesc preponderent pe partea interna a membranei, iar cei de sodiu sunt in

numar mai mare in lichidul intercelular, dar sarcina stratului interior al membranei,

din cauza unor anioni in exces, isi mentine sarcina electrica negativa).

Membrana devine un sistem bine organizat, care pe de o parte separa

celula de mediul sau, iar pe de alta, prin caracteristicile de membrana

ultraselectiva, asigura legatura cu acesta, precum si desfasurarea normala a

functiunilor ei fiziologice in mediul in care se dezvolta. Permeabilitatea membranei

pentru ionii de sodiu creste de peste 500 de ori, devenind preponderenta celei a

ionilor de potasiu. Se produce astfel o inversiune a sarcinilor electrice ale celor

doua straturi – intern si extern – ale membranei celulare, cunoscuta sub

denumirea de depolarizare, stare ce permite schimbul material si energetic intre

celula si exterior prin deplasarea unor compusi ionici chiar impotriva gradientului

18

Page 19: Microbiologie generala

de concentratie. Mecanismul transportului ionic-imaginativ, asemanator pomparii

lichidelor, se face prin consum.

3.3 VIRUSURILE

Virusurile sunt agenti patogeni alcatuiti din proteine si acizi nucleici de

dimensiuni extrem de mici - intre 10 si 300 milimicroni – vizibile doar cu ajutorul

microscopului electronic si activand intotdeauna ca paraziti celulari si intracelulari.

Virusurile sunt lipsite de organizare celulara si intracelulara si ocupa un loc

intermediar intre moleculele proteice si bacterii, avand forme spatiale diferite:

cilindrice, sferice, ovoidale, poliedrice etc.

Sub aspect compozitional, virusurile au doar un singur tip de acid nucleic

(ARN sau ADN) si nu dispun de un complex enzimatic capabil de reproducere.

Odata patrunse in celula gazda, virusurile modifica metabolismul celular, astfel

incat, in locul metabolismului celular caracteristic, se substituie metabolismul

specific virusului. Bolile produse la plante si la animale de catre virusuri se

numesc viroze, ce se manifesta atunci cand sistemul imunitar, genetic sau

dobandit, nu mai poate face fata atacului virulent. Virozele cele mai frecvente la

om sunt cele ale gripei, ale hepatitelor B si C, ale poliomielitei, febrei aftoase, etc.

La plante - virozele cartofului, mozaicul tutunului,etc.

Constituentii virali - structura virusurilor este atat de regulata si cristalina

incat multe virusuri purificate formeaza agregate mari sau cristale daca sunt

supuse anumitor tratamente. Organizarea unui virus este simpla si compacta,

continand numai acele parti necesare pentru a invada si controla o celula gazda:

un invelis si un miez central.

Modelul de organizare a unui virus poate fi prezentat astfel:

19

Page 20: Microbiologie generala

Capsida

Invelis

Anvelopa (nu este prezenta la

toate virusurile)

Particula virala (virion)

Molecula de acid nucleic

Miez central (ADN sau ARN) = genom viral

Diferite proteine (enzime)

Nomenclatura virusurilor - Comitetul International de Taxonomie al

Virusurilor (ICTV = International Commitee on Taxonomy of Viruses) este

autoritatea care furnizeaza sistemul universal de clasificare si nomenclatura

virusurilor. Acest sistem se bazeaza arbitrar pe nivele ierarhice de: ordin, familie,

subfamilie, gen si specie. Nivelele inferioare speciei (subspecie, tulpina, varianta)

sunt stabilite de experti apartinand unor grupuri speciale internationale.

Nomenclatura formala a virusurilor nu implica utilizarea termenilor

binominali latinizati. Numele de familie, subfamilie si gen se scriu cu litera initiala

mare si caractere italice. Numele speciei, cu unele exceptii, nu se scrie cu litera

mare si nici cu caractere italice. Exemplu:

Ordinul Mononegavirales, Familia Rhabdoviridae, genul Lyssavirus, virus rabic.

Nomenclatura virusurilor utilizeaza si termeni vernaculari, informationali: virusul

gripal, virusul rabic.

Denumirea virusului are diferite proveniente: aspectul microscopic (forma,

marimea), zona geografica sau anatomica de izolare, efectele asupra gazdei sau

mai multe caractere combinate. De exemplu: togavirus, lat. toga = roba este un

virus care are o anvelopa ca o manta; adenovirus, gr. aden = glanda, descoperit

pentru prima data in vegetatiile adenoide; herpesvirus, numit dupa caracterul de

raspandire al eruptiei herpetice, gr. herpes = a se furisa, etc.

Importanta studiului virusurilor

20

Page 21: Microbiologie generala

Importanta studierii virusurilor se datoreste indeosebi rolului pe care ele il detin in

producerea diverselor boli la bacterii, plante, animale si om . numeroase virusuri

produc boli de o gravitate deosebita ca febra aftoasa, pesta porcina, pesta ovina

sau poliomielita, febra galbena si altele la om . Daca bolile produse de catre

bacterii sunt oarecum stapinite, virozele sunt mult mai dificil de prevenit si de

combatut, numarul virozelor cu etiologie inca neprecizata creste in permanenta .

In aceste conditii se multiplica eforturile in directia stabilirii metodelor celor mai

eficace de profilaxie si combatere a bolilor produse de virusuri.

Caracterele generale ale virusurilor

La aproape un secol de la descoperirea lor, studiul virusurilor a progresat

atat de mult, incat astazi acest grup de vietuitoare poate fi definit si diferentiat de

alte grupe, prin caracterele sale morfologice si biologice.Acestea se refera la:

Unitatea virus:este forma biologica care poate reproduce toate atributele

speciei,nu este o celula cu o structura chimica si morfologica complexa, ci

este constituita in mod obisnuit , dintr-un grup de molecule chimic identice

pentru particula aceluiasi virus.

Forma particulei; poate fi rotunda , ovoida( cum sunt particulele virusurilor

patogene pentru om si animale) sau filamentoasa(la majoritatea

particulelor virale patogene pentru plante)

Dimensiunea particulelor virale variaza intre 10-300 m.Particulele virale

filamentoase pot fi mai mari (peste 400m in cazul virusului mozaicului

tutunului).Dimensiunile reduse fac ca particulele de virus sa fie vizibile la

microscopul optic obisnuit si sa strabata filtrele sau membranele ale caror

pori retin bacteriile de exemplu

Lipsa totala sau partiala a fermentilor ;este elementul care constituie

parazitismul obligatoriu al virusurilor:ele se multiplica numai in celule

vii,niciodata pe medii inerte de aceea nu se gasesc in stare saprofita si nu

manifesta nici o activitate metabolica in afara celulei respective.

21

Page 22: Microbiologie generala

Parazitismul virusurilor in celulele vii produce tulburari de gravitati diferite,

acestea constituind actiunea patogena a virusului

Patogenitatea este specifica fiecarui virus , un anumit virus determina o

infectie care se caracterizeaza prin simtome clinice si modificari anatomice

care nu se intalnesc identic si la alt virus.

Specificitatea compozitiei chimice,fiecare virus are o compozitie chimica si,

deci, antigenica proprie, ceea ce face ca un virus sa nu protejeze decat

fata de el insusi.Acest lucru atrage dupa sine specificitatea actiunii

patogene, specificitatea reactiilor serologice, tropismul etc.

Multiplicarea virusurilor

Multiplicarea virusurilor este un fenomen stabilit, desi nu se cunoaste in

mod precis cum acesta se produce; se presupune ca ar avea loc o diviziune

directa, ca si la bacterii , desi nu s-a putut evidentia,electronooptic, vreuna din

fazele multiplicarii .

Acest fenomen i-a determinat pe unii cercetatori sa ia in seama si alte

modalitati de multiplicare ale virusurilor, asemanatoare multiplicarii moleculelor

proteice care, dupa Bresler, apare instantaneu, astfel incat fazele dimensionale

intermediare nu pot fi surprinse .

Metabolismul virusurilor

Fiind lipsite total sau partial de fermenti, virusurile nu pot sa-si sintetizeze

materia proprie din substante inerte . Exista insa unele specii care dispun de un

redus echipament enzimatic.Lipsa echipamentului enzimtic confera virusurilor un

caracter particular comparativ cu alte microorganisme; ele nu se pot multiplica in

mediile de cultura obisnuite si nici in mediile inerte, avand nevoie de o celula vie

pentru a-si putea sintetiza complecsii chimici care caracterizeaza particula virala .

Virusul utilizeaza , pentru sintezele sale, echipamentul enzimatic al celulei

receptive . El nu se reproduce singur, este reprodus de celula parazitata . Sub

influenta virusului se produce o totala deviere a metabolismului celular (Klein

22

Page 23: Microbiologie generala

1954) ; celula parazitata produce energie dar aceasta energie este folosita pentru

a sintetiza materia constituienta a virusului .

Cultivarea virusurilor in conditii naturale

In conditi naturale, virusurile se cultiva in celulele si tesuturile animalelor,

plantelor sau bacteriilor receptive.In organismele vii si in laborator, pentru a

multiplica un virus se recurge deseori la metodele naturii; se recolteaza virusul

animalului receptiv in organismul caruia el se multiplica, produce boala si

moartea acestuia, dupa care se poate recolta si inocula la alte animale ; de fapt

este un aspect particular al contaminarii, despre care vom vorbi in capitolele

urmatoare.

Cultivarea virusurilor in afara organismului receptiv

Prin acest procedeu se pot obtine cantitati importante de material virulent,

folosindu-se culturile de tesuturi si embrionii de gaina .

Cultivarea virusurilor si multiplicarea acestora pe culturi de tesuturi s-a reusit

inca din 1907 Harrison , iar in 1926 Carrel demonstreaza multiplicarea virusului in

vitro . Metoda s-a extins in marile laboratoare si institutii de productie a

biopreparatelor, iar odata cu descoperirea antibacteriilor si a altor substante cu

actiune bacteriostatica si bactericida, s-a reusit obtinerea unor culturi pure, libere

de alte microorganisme care stau la baza actiunilor de imunizare la oameni si

animale.

Aceste actiuni au condus la eradicarea unor boli de origine virala care in

trecut decimau populatii intregi .

Cultivarea pe embrioni de gaina nu este proriu-zis o cultivare in vitro ci este

o infectiei experimentala a unui animal in cursul dezvoltarii sale embrionare .

Metoda a fost imaginata si utilizata pentru prima data de Woodruff si

Goodpasture (1931) care reusesc sa mentina virusul diftero-variolei aviare,

extinzandu-se apoi si la alte virusuri patogene pentru om si animale.Este o

metoda relativ simpla si economica, putandu-se multiplica si virusuri la care

animalul adult este refractar.

23

Page 24: Microbiologie generala

Folosirea unuia sau altuia din procedeele amintite a permis cultivarea unui

numar important de virusuri animale; virusul pestei porcine, pseudopestei aviare,

virusul vaccinal, virusulgripei umane etc.

Tropismul virusurilor

Prin tropism se intelege afinitatea specifica a virusurilor pentru anumite

tesuturi sau celule ale organismului. Privite din acest punct de vedere virusurile

pot fi:

Pantrope sau poliorganotrope se raspandesc prin sange, limfa in toate

organele;cu cat un organ este mai bine irigat cu atat el va contine o

cantitate mai mare de virus. Asa sunt virusul pestei porcine al anemiei

infectioase a calului al pseudopestei aviare, etc.

Neurotope : sunt sunt virusurile care au afinitate pentru celula nervoasa ;

exemplu virusul rabic , poliomielitic etc.

Dermotrope : virusuri cu afinitate pentru piele exemplu virusul febrei

aftoase, al herpesului ,variolei si ectimei .

Fixarea unui virus pe anumite celule organice este conditionata in primul rand

de posibilitatea virusului de a patrunde in celula si in al doilea rand de capacitatea

celulei de a cultiva virusul . Virusul variolei, de exemplu, inoculat pe cale

intravenoasa la o oaie receptiva, va circula in intregul organism dar in mod

obisnuit, el nu se fixseaza decat pe celulele dermului, pentru ca in acesta poate

sa patrunda si sa se multiplice .

Cauzele intime pentru care unele celule receptioneaza si cultiva un virus,

altele il receptioneaza dar nu il cultiva, altele nici nu il primesc si nici nu il cultiva

sunt inca discutabile, majoritatea autorilor incriminand factori legati de procesele

de absorbtie, de concentratia in saruri la nivelul membranei celulare , de existenta

unor anumite fractiuni de natura antigenica .

Pluralitatea virusurilor

24

Page 25: Microbiologie generala

In anul 1922, Valle si Carre au descris existenta virusului febrei aftoase sub

mai multe forme imunologice distincte in natura.Astfel s-a demonstrat existenta in

natura a virusului febrei aftoase in trei forme : A,O,C. Deosebirea esentiala intre

aceste 3 tipuri consta in acea ca fiecare tip imunizeaza solid un animal fata de el

insusi, dar deloc sau foarte putin fata de celalalt tip . Cercetarile serologice au

aratat ca cele trei tipuri de virus ale febrei aftoase se pot distinge din punct de

vedere al structurii lor antigenice. Existenta, in cadrul aceleasi specii, a mai multor

tipuri de virus, prezinta o importanta practica deosebita, in productia mijloacelor

specifice de combatere a unor boli infecto-contagioase (seruri si vaccinuri).

3.4 BACTERIOFAGII

Exista unele virusuri care paraziteaza celulele bacteriene si provoaca

distrugerea lor. Acestea poarta denumirea de bacterioifagi, mancatori de bacterii

si sunt raspandite in toate mediile in care se gasesc bacterii. Caracteristic

acestora este forma de cireasa cu coada; capul rotund cuprinzand ADN inconjurat

de un invelis proteic,capsida,in care se afla o molecula de AND (sau ARN viral)

iar coada,pedicel, formata din proteine, are la partea terminala o zona enzimatica

capabila sa dizolve peretele celulei bacteriene, creand o bresa prin care infuzeaza

ADN propriu. In prezenta unei bacterii, fagul este absorbit la suprafata celulei

bacteriene,dizolva membrana, si prin pedicel injecteaza AND-ul fagic,care preia

toate functiile de multiplicare.Prin multiplicarea ADN-ului bacteriofagului are loc

dizolvarea celulei bacteriene si eliberarea virusului care poate ataca noi celule.

Aceasta comportare reprezinta ciclul litic sau vegetativ,iar bacteriofagul se

numeste virulent.. Daca sub aspect medical actiunea bacteriofagilor este

benefica, ei fiind folositi in combaterea unor infectii, in unele domenii de activitate,

acolo unde se utilizeaza bacterii, de exemplu in biotehnologii, virozarea cu

bacteriofagi poate avea efecte catastrofale, compromitand uneori in totalitate

productiile. Din acest motiv, cunoasterea fiziologiei si a morfologiei virusurilor

bacteriofagi, a conditiilor lor de dezvoltare, constituie un factor esential in salvarea

productiei.

25

Page 26: Microbiologie generala

3.5 VIROIZII SI PRIONII

Exista un numar mic de entitati cunoscute, ale caror proprietati sunt in

dezacord cu definitia virusurilor, ca elemente genetice care modifica procesul

celular normal, supunandu-l propriei replicari si care au o forma extracelulara. Ca

atare, aceste entitati nu sunt considerate, in prezent, virusuri, desi par strans

inrudite cu acestea. Din categoria acestor entitati, care reprezinta o categorie

aparte de agenti infectiosi subvirali, fac parte viroizii si prionii.Viroizii sunt molecule mici de ARN circular care nu codifica proteine si sunt

total dependente, pentru replicare, de enzimele codificate de celula gazda. Izolati

in 1971 de T.O. Diener, viroizii au fost considerati virusuri, ulterior stabilindu-se

conceptul de viroid. Spre deosebire de virusuri, la viroizi forma lor extracelulara

este aceeasi cu forma intracelulara si nu au invelis proteic (capsida). Viroizii sunt

cei mai mici agenti patogeni cunoscuti (de la viroidul cadang cadang al

cocotierului care are 246 nucleotide, la viroidul citrus exorticus din 375

nucleotide). Ei reprezinta o categorie speciala de agenti patogeni subvirali,

exclusiv la plante, determinand boli grave la importante forme de cultura:

tuberculii fusiformi de la cartof; nanismul hameiului; nanismul si marmorarea

clorotica la crizanteme si altele. Interesant este ca molecula de ARN infectanta nu

contine gene pentru codificarea proteinelor si deci viroidul este total dependent,

pentru replicarea sa, de functiile gazdei.

Existenta viroizilor ridica mai multe probleme interesante si intrigante in

legatura cu boala pe care o reproduc. Localizarea viroizilor, in principal, in nucleul

celulei gazda, impreuna cu capacitatea lor de a servi ca matrita ARN-ului,

sugereaza ca simptomele de boala pot rezulta din interferenta viroidului cu

mecanismele genetice si functiile metabolice ale gazdei. O asemenea interferenta

poate determina producerea unor proteine "gresite".

In mod cert, viroizii sunt sisteme genetice independente, cu proprietati

determinate de secventa nucleotidica a acizilor ribonucleici respectivi.

Prionii reprezinta extrema cealalta fata de viroizi, luand in consideratie

parametrii care definesc virusurile. Ei au o forma extracelulara distincta, dar forma

extracelulara este reprezentata in intregime de proteina. Cu toate acestea,

particula de proteina este infectioasa si sunt cunoscuti diferiti prioni care produc o

26

Page 27: Microbiologie generala

varietate de boli la animale si la om. Termenul de prion a fost introdus de Prusiner

S.B., care in 1980 propune ipoteza prionului, pentru a distinge, de viroizi si

virusuri, particulele infectioase proteice ce determina un grup de boli

neurodegenerative. Bolile neurodegenerative determinate de prioni sunt in

prezent clasificate impreuna, deoarece etiologia si patogeneza lor implica

modificarea unei proteine celulare normale numite Prusiner PrP (proteina

prionica). Aceste boli se manifesta ca boli infectioase, ereditare si sporadice.

Acestea includ: encefalopatii transmisibile, encefalopatii spongiforme, etc. Boli

reprezentative: scrapia oilor, boala "vacii nebune", boala Creutzfeld - Jacob,

insomnia familiala fatala, etc.

Pe langa boala cu urmari grave, infectia prionica are ca rezultat producerea

mai multor copii ale proteinei prionice. Aceasta proteina trebuie sa fie codificata

de acid nucleic, altfel, existenta prionilor ar pune sub semnul intrebarii modelul

central al fluxului de informatie genetica.

Cunoasterea viroizilor si prionilor prezinta interes din mai multe motive:

extind definitia data virusurilor, fata de care sunt caracterizati;

demonstreaza existenta atat a unor modalitati neasteptate prin care

elementele genetice se pot replica, cat si a unor modalitati neasteptate prin

care pot supune celulele gazda;

determina boli grave care la om au un caracter unic prin aceea ca sunt atat

boli genetice (ereditare) cat si infectioase.

Biologia prionilor, cu radacini in virologie, neurologie si neuropatologie, a

devenit mai recent corelata cu disciplinele de biologie celulara si moleculara, ca si

de chimie a proteinelor. Cunoasterea exacta a modalitatilor de multiplicare a

prionilor si de producere a bolii vor deschide cu siguranta noi perspective in

biochimie si genetica.

3.6 BORRELOMYCETELE ( PARAMYCETELE) SI RICKETSIILE

Borrelomycetele (paramycetele) ; sunt microorganisme monocelulare,

filtrabile,asemanatoare ciupercilor; ele pot fi vizibile la microscopul optic obisnuit.

Se cultiva pe medii inerte, dar si pe medii proprii bacteriilor Cuprinde cateva

specii patogene pentru om si animale .

27

Page 28: Microbiologie generala

Ricketsiile ; sunt microorganisme parazite obligatorii ale celulei vii, nu se cultiva

pe medii inerte, sunt polimorfi, colorabili, vizibili la microscopul obisnuit .Sunt

patogene pentru om si animale si prezinta caracteristica de a se transmite prin

gazde intermediare (insecte).Cu mici excepti ele se reproduc prin diviziune.Se

deosebesc de virusuri prin sensibilitatea la antibiotice si prin metabolismul propriu

datorat proprietatilor enzimatice.

CAPITOLUL IV

MORFOLOGIA SI BIOLOGIA BACTERIILOR.FORME DE EXISTENTĂ ALE BACTERIILOR ÎN NATURĂ.MORFOLOGIA ŞI BIOLOGIA CELULEI VEGETATIVE.

4.1 Constante morfologice şi fizice ale celulei bacteriene

4.2 Fiziologia bacteriilor

4.3 Morfologia si biologia sporului bacterian

4.4 Elemente de genetica bacteriana

4.1 CONSTANTE MORFOLOGICE ŞI FIZICE ALE CELULEI BACTERIENE.

FORME

Principale: - Coc

28

Page 29: Microbiologie generala

- bacil

- vibrion

- spirochet

Intermediare:- cocoidă

- cocobacil

Asimetrice -bombată (măciucă, haltere) Corynebacterium - Ianceolată - Streptococcus p.

- Reniformă

DIMENSIUNI

Lungime: - 0,1 – 15

Cele mici: - 0,1 – 2 - 3 . Brucella, Pasteurella

Cele mari: - 10 - 15 . Bacillus şi Clostridium.

Diametrul transversal: 0,2 – 2 - 3 .

MODURI DE GRUPARE

Diplo - diplococ, diplobacil

Strepto - streptococ, streptobacil.

Tetrada – 4 coci

Sarcina - 8 coci

Ciorchine - Staphylococ

Palisadă - grilaj

Litere chinezeşti

Filament

Forme ramificate

Structura celulei bacteriene

ÎNVELIŞUL

Membrana citoplasmatică

Are grosime de 7,5 - 10 nanometri, cu structură trilamelară.

29

Page 30: Microbiologie generala

Scheletul biochimic al membranei este constituit dintr-un dublu strat de

fosfolipide amfipatice cu orientare polară a regiunilor hidrofile spre exterior,

respectiv interior şi a celor hidrofobe faţă în faţă.

Acest strat conferă membranei rolul de barieră osmotică şi oferă

numeroaselor proteine enzimatice un sediu care permite deplasarea lor către

exteriorul sau interiorul celulei.

Membrana citoplasmatică permite separarea conţinutului celulei de mediu,

serveşte drept filtru selectiv care permite accesul în celulă a unor substanţe

nutritive şi eliminarea metaboliţilor.

Mezozomii; amplificări ale membranei citoplasmatice rezultate din

invaginarea şi plierea ei spre interior. Mezozomii pot fi: veziculari, lamelari sau

tubulari, în funcţie de configuraţia pliurilor, iar după localizare sunt: septali,

periferici şi nucleari.

PERETELE CELULAR

Situat la exteriorul membranei citoplsmatice, mai gros ca aceasta, rigid şi

poros. Grosimea sa este de 15-35 nanometri; nu conţine celuloză.

Peretele bacteriilor gram pozitive este constituit dintr-un ansamblu

molecular numit peptidoglican sau mureină, format dintr-o componentă peptidică

şi una glicanică.

Peretele bacteriilor gram negative:

- mai subţire, grad de rigiditate mai redus şi o structură mai complexă.

- membrana externă: complex hipopoliglucidic intercalat între două

molecule de fosfolipide şi două tipuri de proteine.

- complex lipopoliglucidic: lipida A, porţiunea centrală R şi poliglucidul O.

- complexul peptidoglican - lipoproteină: cu legături covalente.

- Spaţiul periplasmic: conţine numeroase enzime şi este situat între

membrana citoplasmatică şi perete.

Protoblaştii sunt celule lipsite de perete celular obţinute prin tratarea

bacteriilor gram pozitive cu lizezim sau penicilină.

30

Page 31: Microbiologie generala

Sferoblaştii - se obţin în aceleaşi condiţii, la bacteriile Gram negative

păstrând însă porţiuni din peretele celular datorită compuşilor lipidici care nu sunt

atacaţi de factorii litici.

CAPSULA

Componentă a învelişului prezentă numai Ia anumite specii de bacterii şi în

anumite condiţii de mediu.

Pe baza aderenţei la peretele celular se disting:

- microcapsula - strat fin şi aderent de perete. (Pasteurella);

- capsula propriuzisă (B. anthracis şi Streptococcus pneumoniae;

- substanţa mucoasă capsulară moale, difuză (Klebsiella pneumoniae);

- zooglea: masă mucilaginoasă în care sunt înglobate bacteriile - speciile

saprofite.

Structura chimică şi antigenică,care poate fi de natură polizaharidică sau

polipeptidică.

Antigenii sunt fie antigeni compleţi fie haptene.

Variabilitate: variaţiile fenotipice se produc sub influenţa factorilor de mediu

iar cele genotipice sunt rezultatul mutaţiilor.

Glicocalixul: reţea de fibre de natură poliglucidică cu aspect de pâslă

situată exterior peretelui celular, prezent numai la bacteriile care sunt în condiţii

naturale de mediu şi absent in vitro.

Realizează ataşarea bacteriilor de substraturi şi este un factor de

patogenitate contribuind la determinarea sau menţinerea infecţiilor, şi având un rol

de apărare a bacteriei faţă de microorganismele cere o pot parazita (bacteriofagi

şi bacterii prădătoare)

CONŢINUTUL CELULEI

Materialul genetic:Nuclear: reprezentat de genom, nu are membrană proprie faţă de

eucariote, este constituit dintr-un singur cromozom (o masă compactă formată din

ADN bicatenar, pliat prin răsucire şi suprarăsucire cu formă sferică sau alungită).

Plasmidele - sunt molecule mici de ADN bicatenar independente de

cromozom .

CITOPLASMĂ

31

Page 32: Microbiologie generala

Are consistenţa unui gel, nu prezintă curenţi şi nici deplasări evidente ale

componentelor. Conţine material genetic şi structuri cu caracter de granule,

incluzii şi vacuole. Nu conţine mitocondrii şi reticul citoplasmatic.

Ribozomii (Granulele lui Palade) - sediul sunt zei proteice.

Rhapidozomii - semnificaţi biologica necunoscută.

Incluziile:

a. constituite din polimeri organici: incluzii de amidon şi glicogen şi incluzii

de acid polibetahidroxibutiric.

b. incluzii de polimeri anorganici, incluzii de polimetafosfat (corpusculii

Babeş -Ernst).

Magnetozomii

Cromatoforii - fotosinteză

Vacuolele - conţin lichid cu rol în reglarea presiunii osmotice sau gaz de

regulă azot .

Echipament enzimatic-metabolismul celulei.

ORGANITELE CELULARE

Cillii (flagelii) - formaţiuni cilindrice lungi şi subţiri cu rol în mişcare, după

numărul şi distribuţia lor se foloseşte următoarea terminologie:

- atriha (fără cili);

- monotriha (un cil polar);

-amfitriha (doi cili polari);

- lofotriha (un smoc cili la unul din poli);

- peritriha (mai mulţi pe întreaga suprafaţă).

Părţile componente ale unui cil:

-corpusculul bazal (compus din două discuri la bacteriile Gram pozitive şi 4

la cele Gram negative);

- articulaţia sau cârligul;

- filamentul helicoidal extracelular.

Pilii (fimbriile) - structuri foarte subţiri şi scurte de origine intracelulară,

sistematizându-se în 6 tipuri: I II III IV V şi F (pil sexual sau donor). Au o structură

32

Page 33: Microbiologie generala

proteică (fimbrilină), iar particular, cei F sunt constituiţi din fosfoglicoproteine. Au

următoarele roluri:

- un surplus de vitalitate în comparaţie cu bacteriile nepliate;

- capacitatea de adeziune pe celule şi alte substraturi;

- activitate aglutinantă a globulelor roşii;

- formarea de membrane la suprafaţa culturilor în medii lichide, consecutiv

unirii germenilor şi constituirii lor în mase bacteriene.

Pilii de tip F sunt determinaţi genetic de o plasmidă sau episom numit

factorul F (de fertilitate sau de sex).

Recent au fost descrişi pilii I care se deosebesc de pilii F prin absenţa

canalului axial şi prin faptul că sinteza lor este controlată genetic de o plasmida

Col. Pilul F îndeplineşte un rol analog unui organ copulator. Ca urmare a fixării

extremităţii lui pe o celulă F¯ prin lumenul său central se realizează transferul de

material genetic de la celula F+ la celula F¯ în cadrul procesului de conjugare.

Conjugarea este o formă primitivă de sexualitate singura posibilă la

bacterii.

Pilii de tip F sunt evidenţiabili la unele bacterii cu ajutorul unor bacteriogagi

fără coadă, numiţi şi fagi masculi, care au specificitate numai pentru piIul sexual.

4.2 FIZIOLOGIA BACTERIILOR

Compoziţia chimică a bacteriilor

Compoziţia chimică a bacteriilor, prin elementele biogene, nu diferă de cea

a organismelor vii, în timp ce compoziţia moleculară este diferită de cea a

organismelor vegetale şi animale, prin constituenţii macromoleculari specifici

bacteriilor. Compoziţia chimică a aceleiaşi specii bacteriene poate varia proporţia

cantitativă dintre diferiţii compuşi moleculari diferă în funcţie de sursele nutritive

ale mediului de dezvoltare. În proporţii relativ egale, în celula bacteriană se

întâlnesc:

Compuşi anorganici cu moleculă mică:

a. Apa:

33

Page 34: Microbiologie generala

- reprezintă 75-85 % din greutatea umedă a celulei şi se găseşte

sub formă liberă sau „legată”.

- asigură vehicularea substanţelor nutritive şi a metaboliţilor, desfăşurarea

reacţiilor chimice care stau la baza proceselor vitale.

b. Sărurile minerale:

- reprezintă 2 - 30% din greutatea uscată, iar în compoziţia lor intră P, K,

Na, Cl, O, S ,H , Fe ,Mg, Cu , Zn .

- asigură reglarea presiunii osmotice la nivelul membranei citoplasmatice;

- realizează sistemul tampon, menţinând pH-ul optim;

- activează diferite enzime (prin ionii de Cu++ şi Mg++);

- intră în structura constituenţilor celulari.

Compuşi organici cu diferite grade de complexitate celulară:

a. Glucidele – 4 – 25 % din greutatea uscată, sunt reprezentate de mono,

di, tri şi polizaharide, cu excepţia celulozei. Au rol plastic şi energetic.

b. Lipide – 1 – 20 %, sub formă de fosfatide, gliceride, ceruri, poli-beta-

hidroxibutirat (incluziunile citoplasmatice). Un conţinut mare de lipide conţin

germenii genului Mycobacterium , micoplasme (steroli), bacterii Gram negative

(intră în structura peretelui şi a citoplasmei)

c. Acizii nucleici - diferenţiază bacteriile de virusuri (care conţin un singur

tip de acid nucleic).

ADN - constituentul nucleotidului, respectiv al cromozomului bacterian, are

masa moleculară de 2,5 x 10 şi este compus din 1500 perechi de nucleotide;

reprezintă 1/5 din conţinutul celulei.

ADN extracromozomial (plasmide) este nesemnificativ cantitativ,

ARN - se găseşte în citoplasmă (sub formă de ARN mesager, ARN de

transport sau solubil şi ARN ribozomial) şi în membrana citoplasmatică; reprezintă

10 -20 % din greutatea uscata a celulei.

d. Proteinele – 60 % din greutatea uscată, pot fi în stare pură sau

combinată cu molecule neproteice (complexe lipo sau glicoproteice). Pot fi:

- proteine constitutive - în structura diferitelor componente celulare

- proteine enzimatice - cu rol de biocatalizatori.

Se clasifică astfel:

După locul de acţiune în raport cu celula:

34

Page 35: Microbiologie generala

- exoenzime - sintetizate în celulă şi apoi eliminate în exterior;

- endoenzime - nedifuzibile în mediu (pot fi decelate în filtratele culturilor

lizate); sunt de sinteză, cu rol anabolic;

- pot fi: - enzime solubile (separate din lipazele celulare);

- enzime particulate, inseparabile, insolubile.

După permanenţa sintezei lor:

- enzime constitutive, elaborate permanent de bacterie, indiferent de

substratul pe care se dezvoltă:

- enzime adaptative (inductibile), sintetizate numai în prezenţa unui anumit

substrat. Apariţia acestei enzime este un fenomen de variaţie fenotipică,

substratul exercitând acţiunea de derepresare a gene lor responsabile de sinteza

enzimei adaptative.

- enzime inductive (mutative) în mod normal nu există, dar apar consecutiv

unei mutaţii, iar sinteza lor are loc numai la mutanta respectivă.

e. Pigmenţii: - substanţe colorate din citoplasmă bacteriilor cromogene:

Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Corynebacterium equi,

Mycobacterium tuberculosis, specii saprofite (Serratia marcescens), producătoare

de vitamine specii din flora ruminală sau intestinală, producătoare de antibiotice

(Actinomicete).

Clasificare după structura chimică:

- pigmenţi fenazinici - fluoresceina (galbenă), piocianina (albastră-verde)

prezente la specii din genul Pseudomonas;

- pigmenţi carotenoizi – lutexina (roşu), xantina (galben) – Stafilococi;

- pigmenţi chinoinici - bacilul tuberculozei;

- pigmenţi melanici – Azobacter;

- pigmenţi antocianici - actinomicete şi Streptomyces.

După localizarea pigmentului şi difuziunea lui în mediu:

- bacterii cromofore - pigment cantonat la locul sintezei;

- bacterii paracromofore - pigment în peretele ceIuIar;

- bacterii cromopare - pigment eliminat sub forma unei secreţii.

Rolul pigmenţilor:

- fotosinteză – clorofilele;

- protejarea bacteriilor de Iumină (ultraviolete) – carotenoizii;

35

Page 36: Microbiologie generala

- antagonism microbian (antibiotice) – piocianina;

- vitamine – flavoproteina (B2) - Lactobacillus delbrueckii

- ftiocolul - Mycobacterium phlei.

Exigenţe şi tipuri nutritive la bacterii

A. Tipuri nutritive:

- fototrof – cloroplaste (pigment de natura clorofilelor) cu sursă de energie-

lumină (fotosinteză);

- pot fi: fotoautotrofe şi fotoheterotrofe, cărora le sunt accesibile substanţe

anorganice respectiv organice.

- chimiotrof (chimiosintetizant) - lipsit de pigmenţi fotosintetizanţi; sursa de

energie este metabolismul energetic ;

- pot fi chimioautotrofe şi chimioheterotrofe;

- există subtipurile: mezotrof - utilizează C organic sau anorganic şi N

anorganic;

- prototrof – C organic şi N anorganic.

Folosirea diferitelor substanţe nutritive este în funcţie de echipamentul

enzimatic. Procesul de nutriţie este supus variaţiilor:

- fenotipice - fenomene de adaptare la diferite substraturi - enzime

adaptative;

- genotipice - fenomene privind pierderea sau dobândirea capacităţii de a

metaboliza diferiţi compuşi chimici. Ex.: mutantele auxotrofe care sunt capabile să

metabolizeze substanţe inaccesibile celorlalte tulpini, iar aceste substanţe devin

indispensabile pentru tulpinile respective (implicaţie practică - dozarea

microbiologică a substanţei - vitamine, aminoacizi).

B. Surse nutritive - pentru bacteriile chimioheterotrofe:

- sursă de carbon-glucidele şi polialcoolii

- sursă de azot organic-aminoacizi: uree, peptone, proteine

macromoleculare azot anorganic – amoniac.

C. Căi de pătrundere:

36

Page 37: Microbiologie generala

- prin porii învelişului - act pasiv prin transport selectiv determinat de

diferenţa de presiune osmotică şi de activitatea unor enzime (permeaze) cu rol de

sisteme de transport;

- cele cu moleculă mare sunt degradate de exoenzime şi reduse

dimeesional şi structural.

Metabolismul bacterian

- Reacţii catabolice - procurarea sau producerea de energie cu sau fără

crearea de rezerve energetice; rezultă energie şi hidrogen necesar proceselor

respiratorii (metabolism nergetic);

- Reacţii anabolice - biosinteza constituenţilor celulari, creşterea şi

reproducerea bacteriei;

- Reacţii amfibolice - servesc ambele căi ale metabolismului.

Catabolismul: descompunerea enzimatică a surselor energetice, prin

mecanisme de oxidare - reducere, în trei faze:

- Faza 1:

- desfacerea macromoleculelor în unităţile lor constitutive;

- se eliberează o cantitate de energie minimă.

Faza 2:

- degradare incompletă cu producere de intermediari;

- se eliberează 1/3 din energia totală a substraturilor iniţiale.

Faza 3:

- produşii intermediari sunt degradaţi în cadrul ciclului acizilor

tricarboxilici, cu eliberare maximă de energie

AnabolismulSubstanţele preluate din mediu împreună cu produşii rezultaţi din

catabolism, sunt preluaţi sub formă de precursori şi introduşi în filiera reacţiilor

anabolice sub acţiunea reacţiilor biosintetizante (naşterea constituenţilor celulari

sub determinismul codificării genetice).

Prin aminare directă sau transaminare are loc biosinteza aminoacizilor.

37

Page 38: Microbiologie generala

Metabolismul energeticRespiraţia

Bacteriile îşi procură energia necesară proceselor vitale printr-un şir de

procese de oxidare şi de reducere (preluarea hidrogenului rezultat din diferite

reacţii catabolice prin intermediul unei dehidrogenaze şi cedarea către un

acceptor, care poate fi oxigenul sau o altă substanţă).

a. Tipul aerob – folosirea oxigenului ca acceptor de hidrogen. În etapele

intermediare intervin citocromii şi citocromoxidazele;

b. Subtipul strict aerob – bacterii cărora le lipsesc enzimele necesare

respiraţiei anaerobe (Mycobacterium tuberculosis, Bacillus species);

c. Tipul anaerob - bacteriile care utilizează alt acceptor de hidrogen decât

oxigenul, care poate fi un compus organic sau anorganic;

d. Subtipul strict anaerob - bacterii pentru care oxigenul este toxic (C.

tetani, botulinum şi Fusobacterium necrophorum);

e. Subtipul microaerofil - au nevoie de oxigen în proporţie mică faţă de cea

existentă în atmosferă;

f. Tipul aerob-anaerob facultativ-determinat de posibilitatea folosirii ambelor

mecanisme respiratorii.

Creşterea şi multiplicarea bacteriilorCreşterea bacteriilor.

Creşterea:

- la o singură extremitate a celulei;

- la .ambele extremităţi;

- în vecinătatea constituirii viitorului sept de diviziune;

- prin intusus (depunerea de substanţă nouă);

38

Page 39: Microbiologie generala

- prin depunerea materialului nou în zona periferică a celulei (limitrof

învelişului).

Multiplicarea

Forme de multiplicare:

- prin diviziune directă sau sciziparitate (la anumite forme , multiplicarea

prin corpi elementari – micoplasme şi înmugurire la unele bacterii fotosintetizante;

- Multiplicarea prin diviziune directă sau simplă (sciziparitate). Divizarea în

două celule fiice (bacteria ajunsă la maturitate cu modificări ale materialului

nuclear):

a. diviziunea prin strangulare (invaginare concomitentă a membranei cât şi

a peretelui celular) la bacterii aparţinând tipului S;

b. diviziunea prin sept transversal (invaginarea numai a membranei) la

bacteriile tip R.

- Multiplicarea prin corpi elementari - la Chlamidii.

- Multiplicarea prin ramificare şi înmugurire - la Actinomicete;

- multiplicarea prin spor - la Actinomicete (ciuperci)

Dinamica multiplicării bacteriilor in/pe mediile de cultură

- În medii lichide:

Faza:

1. de adaptare sau de latenţă (durează 2 ore);

2. de multiplicare exponenţială sau logaritmică – celulele bacteriene se

divid activ. Factorii ce influenţează multiplicare sunt: temperatura(37°C), pH

(alcalin 7-8 ) .prezenţa substanţelor nutritive gradul de aerare a mediului. Durata

acestei faze este de 6-24 ore.

3. faza staţionară (când se realizează o anumită concentraţie de celule

bacteriene(3 x 107 şi 3 x 109).

4. faza de declin - bacteriile mor datorită epuizării mediului în substanţe

nutritive şi datorită acumulării de metaboliţi toxici în mediu.

- În medii solide:

39

Page 40: Microbiologie generala

1. colonia izolată - o aglomerare de celule.

2. gazonul sau pânza - însămânţări abundente (fenomenul de roire)

Caracterele culturale

Expresia morfologică a modului de dezvoltare a bacteriilor dată de aspectul

maselor bacteriene sau consecutive modificării aspectului mediului în urma

activităţii fiziologice a bacteriilor.

Tipul S Tipul R

Aspect colonie pe mediu

solid

Formă regulată, suprafaţă

netedă lucioasă

Formă neregulată,

suprafaţă mată şi

aspră

Aspect suspensii după

spălarea mediilor solide

Omogen, tulbure aglutinat

Modul de grupare în

frotiu

Celule izolate sau lanţuri

scurte

Lanţuri lungi sau

filamentate

Prezenţa capsulei la

capsulogene

prezentă Absentă

Structura antigenică completă Lipsesc unii antigeni

Gradul de patogenitate

la patogene

Mai ridicat Prezenţi la tipul S mai

scăzut

4.3 MORFOLOGIA ŞI BIOLOGIA SPORULUI BACTERIAN

SporogenezaPregătirea celulei pentru procesul de sporogeneză:- contopirea materialului nuclear într-o singură masă cromatică;

40

Page 41: Microbiologie generala

- segmentarea şi reorganizarea acesteia prin recombinare rezultând doi

cromozomi distincţi, normarea presporului;

- constituirea septului transversal în urma invaginării membranei

citoplasmatice care separă cei doi cromozomi;

- evoluţia pe două căi diferite a celor două segmente celulare;

- presporul îşi măreşte gradul de refrigerentă şi opacitate fotă de lumină;

- sporangiul reprezentând restul ceIulei vegetative, păstrează

caracteristicile acesteia.

Maturarea sporului:- morfogeneza învelişurilor sporale;

- apariţia unor compuşi chimici specifici sporului;

- reduce re a activităţii metabolice;

- dobândirea rezistenţei la căldură şi la alţi factori chimici şi fizici.

Constantele morfologice şi fizice ale sporului:- forma ovală;

- dimensiuni:

- 1,5 - 2 lungime;

- 0,5 - 1,2 diametru transversal

- volum mai redus fată de celula vegetativă

Structura sporului:- inima sporului:

- sporoplasmă;

- nucleoplasmă.

- membrana internă

- cortexul

- învelişul extern

- exosporiumul

- apendicii

- corpii parasporali

Genomul - totalitatea materialului genetic nuclear.

Plasmidele: - materialul genetic extranuclear.

Clasificare:

41

Page 42: Microbiologie generala

- după capacitatea de integrare în cromozom:

- propriuzise (neintegrabile);

- cu funcţii epizomale (integrabile);

- după posibilitatea de transferare de la o bacterie la alta prin conjugare:

- neconjugative sau criptice

- conjugative ( conjugoni)

Tipuri de plasmidee:- Plasmidele F:

- F¯ - lipsite de F;

- F+- cu F în faza plasmidică

- Hfr - cu F în faza epizomală

- F’ - cu F în faza plasmidică

- Plasmidele R (de rezistenţă) cu trei ansambluri :

-factorul RTF;

- replicatorul;

- determinanţii R (rezistenţa la antibiotice).

Plasmidele Col-colicinogenie şi bacteriocinogenie

Genomul fagic integrat - încorporarea reversibilă a genomului viral în

genomul celulei gazdă.

Raporturile anatomice între spor şi sporangiu:

- aşezarea sporului de-a lungul axului longitudinal permite o diferenţiere în

sporul central, subterminal, terminal, lateral;

- forme de bacil nedoformat, de lămâie, de sticlă de lampă, de rachetă de

tenis sau ac cu gămălie, asimetrica - excentrică pe o singură lat.

Particularităţile biochimice fiziologice şi biologice ale sporului.Biochimice: termostabilitatea enzimelor.

Fiziologice: au intensitate scăzută.

Biologice:

- termorezistenţa, condiţionată de specia bacteriană;

- condiţiile de mediu;

- rezistenţa la uscăciune (remarcabila);

- rezistenţa la factorii chimici (mare).

Germinarea sporului:

42

Page 43: Microbiologie generala

- iniţierea germinării - sporul creşte în volum, absoarbe apă şi îşi pierd

însuşirile.

- creşterea postgerminativă - redobândirea însuşirilor caracteristicilor

celulei vegetative.

4.4 ELEMENTE DE GENETICA BACTERIANĂ

Compoziţia chimcă şi funcţiile Materialului genetic ale bacteriilor

Compoziţia moleculară a materialului genetic- o pentoză;

- o bază azotată - purinică sau pirimidinică;

- un radical fosforic;

prin a căror combinare rezultă: nucleozidul, nucleotidul, lanţul sau catena de acid

nucleic şi dublu catena sau dublul helix (legături realizate prin punţi de hidrogen).

Unităţi funcţionale ale materialului genetic la bacterii- Gena - determină sinteza unei proteine, cu următoarele unităţi

infragenice:

- cistronul;

- mutonul;

- operonul.

Variabilitatea la microorganisme şi mecanismele ei.

Variaţii fenotipice:- sub acţiunea factorilor de mediu care act,ca inductori sau corepresori

(subst. din mediul de cultură, temperatură de cultivare);

- capsologeneza la B. anthracis are loc numai în organism sau în prezenţa

substanţele proprii organismului;

- sporogeneza la aceeaşi specie este condiţionată de temperatură între 18-

400C.

43

Page 44: Microbiologie generala

- producţia de pigment la Serratia marcescens se face sub 370C.

- sinteza cililor la Lis. monocytogenes şi Yersinia pseudotuberculosis are

loc la 2o-250C şi este inhibată la 370C.

- sinteza enzimelor codificate de operonul lac (beta galactozidazei) este

condiţionată de prezenţa lactozei în mediul de cultură.

Variaţii genotipice: - modificări în structura materialului genetic (sunt

stabile şi se transmit ereditar) determinate de mutaţiile şi recombinările genetice).

Mutaţiile - alterări material genetic prin modificări ale numărul sau secvenţei

bazelor azotate din ADN. Erori de transcriere a informaţiei genetice de pe catena

complementară în cursul replicării semiconservative a ADN.

Substituţia unei baze cu alta este de două feluri:

- tranziţia (înlocuire purină cu purină sau pirimidină cu pirimidină);

- transversia (înlocuire bază purinică cu pirimidinică);

Deleţia - suprimarea unei baze sau a unui bloc de baze.

Inserţia sau adiţia unui bloc de baze sau a unei baze.

Inversarea succesiunii bazelor.

Substratul molecular reprezintă o unitate de mutaţie sau un muton iar

mutaţia se numeşte mutaţie punctiformă.

Caracterele mutaţiilor:- Apariţia spontană (independentă de factorii de mediu) demonstrată prin:

Testul fluctuaţiei şi Testul Catifelei.

- Transmiterea ereditară

- Rata constantă (1 din 105 - 109)

Clasificarea mutaţiilor:- După modul de apariţie:

- Spontene – naturale

- Induse – experimentale:

- chimici;

- factori fizici.

- După mărimea segmentului de material genetic alterat-procesul mutagen

poate afecta una sau mai multe gene:

- la nivelul unei singure gene(muzoni);

- la nivelul mai multor gene.

44

Page 45: Microbiologie generala

- După funcţia genelor la nivelul cărora au loc mutaţiile:

- structurale;

- de control;

- cu rol de semnal în replicare seu transcriere;

- cu funcţie neclarificată.

- După sens,mutaţii înainte şi înapoi:

- foreward - apare un caracter inexistent la tipul sălbatic;

- back – revenire la tipul sălbatec.

- După posibilitatea exprimării fenotipice:

- mutatii imperceptibile;

- mutatii perceptibile;

- mutatii letale

- În funcţie de caracterul fenotipic afectat:

- mutatii ale caracterelor morfologice;

- mutatii metabolice sau biochimice;

- mutatii în structura antigenică;

- mutatii ale patogenităţii care poate fi:

- atenuata;

- exacerbata.

- mutatii privind rezistenţa la agenţi inhibitori.

Recobinările genetice - transfer material genetic de la o celulă bacteriană

la alta, deosebit de procesele sexuale prin:

- absenţa unei veritabile fuziuni a genomurilor şi celulelor

- caracterul undirecţional al transferului;

- contribuţia inegală a celor două celule implicate.

I. Transformarea : transfer de material genetic de la o celulă donatoare

(eliberat prin autoliza sau extracţie chimică) către o celulă receptoare (prin

penetrarea învelişului acesteia)..

Condiţii:

- ADN transformant să fie dublu catenar, cu configuraţie ciclică covalent

închisă, masă minimă 1 – 5 x 106 daltoni.

- competenţa de a permite acceasul ireversibil ADN transformant

Etapele:

45

Page 46: Microbiologie generala

- fixare fragment ADN exogen pe celula receptoare;

- pătrunderea în celula a fragmentului ADN;

- legarea ADN exogen de ADN endogen prin interacţiuni ionice;

- integrarea ireversibilă a ADN transformant prin recombinare a

segmentului de ADN transferat.

- replicarea materialului genetic integrat odată cu materialul genetic

propriu, transmiterea ereditară a informaţiei genetice.

II. Transducţia: transfer de material genetic prin intermediul unui

bacteriofag.

Etapele:

- infectarea celulei donatoare cu virusul bacteriofag;

- virusul preia un fragment de ADN din genomul celulei gazdă;

- eliberarea fagului transductor prin liza celulei donatoare;

- infectarea celulei bacteriene receptoare cu fagul transductor;

- incorporarea fragmentului de ADN preluat de fag de la donatoare în

genomul celulei receptoare.

1. Transducţia generalizată: posibilitatea transducerii oricăror markeri din

donor fără lizogenizarea transductanţilor.

2. Transducţia specializată: provenienţa fagului transductor dintr-o tulpină

lizogenă (plusul de ADN preluat din cel. donatoare nu înlocuieşte nici o secvenţă

din genomul fagic).

III. Conjugarea: :transfer de material genetic printr-un pil sexual, realizat

printr-un contact direct între cele două celule.

Bazele genetice şi morfologice ale fenomenului de conjugare

Capacitatea unei celule de a transfera material genetic se datorează

prezenţei în celulă a Plasmidei F, care conferă celulei nişte calităţi de donor

(celula F+ sau masculă).

- determină sinteza unui antigen la suprafaţa celulei, care favorizează

contactul;

- codifică prin genele „tra” sinteza pililor sexuali, organite celulare prin care

se realizează efectiv transferul de material genetic.

Tipurile de conjugare:

46

Page 47: Microbiologie generala

1. Conjugarea de la bacterii F+ către bacterii F¯ (transferul factorului F ca

atare de la donor la acceptor). Creşte numarul celulelor F+ în defavoarea celulelor

F¯ . În această formă nu se transferă niciodată material cromozomal.

2. Conjugarea de la bacterii Hfr (high frequency of recombinant) către F ¯

(recombinare de înaltă frecvenţă) presupune integrarea prealabilă a factorului Fîn

cromozomul celulei (calitatea de supermascul a celulei). Există 10 - 12 poziţii

posibile pe cromozom unde factorul F poate fi integrat, starea sa integrată

deosebindu-se de cea plasmidică prin:

- absenţa capacităţii de replicare autonomă;

- lipsa sensibilităţii faţă de acridin-oranj (inhibă activitatea F);

- caracterul sincron şi dependent al replicării factorului F de replicarea

cromozomului.

Etapele:

- deschiderea inelului cromozomic şi trecerea de la o configuraţie ciclică la

una lineară;

- transferul materialului cromozomial către celula F¯.- oprirea procesului de transfer se poate face prin:

- transferarea cromozomului în întregime;

- transmiterea parţială a cromozomului.

3. Conjugarea de la bacterii F’ la bacterii F¯(sexductia) constă în transferul

factorului F’, care conţine un număr variabil de gene cromozomiale. Consecutiv

transferului unui factor F’ ; celula receptoare F¯, dobândeşte nu numai calitatea de

F+ prin primirea factorului de sex ci şi determinanţi cromozomici integraţi în

acesta, celula receptoare căpătând astfel şi calităţi de Hfr.

CAPITOLUL V

47

Page 48: Microbiologie generala

CIUPERCI MICROSCOPICE

5.1 Definitii

5.2 Definitia si raspandirea mucegaiurilor,

5.3 Morfologia mucegaiurilor

5.4 Reproducerea mucegaiurilor

5.5 Formarea sporilor

5.6 Proprietati fiziologice generale ale mucegaiurilor

5.7 Descrierea generala a levurilor

5.8 Morfologia levurilor

5.9 Fiziologia generala a levurilor

5.1 DEFINITII

CIUPERCILE MICROSCOPICE sunt larg raspandite in natura, avand capacitatea de

a putea sa se dezvolte pe medii diferite compozitional, dar cu predilectie pe cele

glucidice. Ele au efecte benefice sau daunatoare activitatii umane. Printre cele

folositoare se pot aminti: obtinerea ingrasamintelor naturale, a composturilor

vegetale din resurse neconventionale slab valorificate (scoarta copacilor, resturile

vegetale autumnale), producerea unor alimente de mare importanta in alimentatia

umana (painea dospita, branzeturile fermentate, vinul, berea si alcoolul),

obtinerea unor enzime cu utilitate industriala (amilazele) sau medicala (de

exemplu preparate de nucleaze cuplate pe dextran cu actiune antitumorala) etc.

Efectele daunatoare mai importante provocate de ciuperci sunt: alterarea

alimentelor, producerea unor toxine alimentare (aflatoxine), provocarea unor boli

de catre ciuperci (micoze), etc.

Ciupercile microscopice se raspandesc usor in natura, cu predilectie prin

spori, deoarece sporii produsi de un singur miceliu sunt numerosi, dispun de

mijloace ce permit propagarea, si, spre deosebire de sporii bacterieni, sunt in

primul rand forme de inmultire si nu de rezistenta.

Ciupercile microscopice care prezinta interes pentru agricultura, alimentatie si

alte activitati umane fac parte din Regnul Micelia, Subregnul Mycota, Ramura

48

Page 49: Microbiologie generala

Eumiceta ce cuprinde micomicete unicelulare (drojdii si mucegaiuri inferioare) si

micomicete pluricelulare filamentoase (mucegaiuri superioare).

5.2 DEFINITIA SI RASPANDIREA MUCEGAIURILOR

MUCEGAIURI (MICOMICETE)

DEFINITIE: Mucegaiurile sunt microorganisme de tip eucariot, diferentiate

morfologic in monocelulare si pluricelulare, ce se reproduc prin spori rezultati pe

cale asexuata, sexuata sau mixta, caracterizate prin: aspect filamentos, lipsa de

mobilitate si incapabile de a realiza fotosinteza.

RASPANDIREA MUCEGAIURILOR

Datorita capacitatii lor deosebite de adaptare la cele mai diverse conditii ale

mediului ambiant, mucegaiurile sunt raspandite in toate habitatele* naturale.

*lat. habitare – a locui; reprezinta conditiile mediului extern in care

traieste un organism sau un grup de organisme; sinonim cu biotop.

Aceasta capacitate naturala de adaptare se datoreaza faptului ca ele dispun de

un echipament enzimatic complex care le permite degradarea unor compusi

macromoleculari, foarte diferiti ca structura si compozitie, folositi ca substante

nutritiv-energetice. Totodata, necesitatile relativ modeste in privinta umiditatii, a

factorilor de crestere, a vitaminelor si a altor compusi nutritivi sau biocatalizatori,

contribuie la capacitatea lor de adaptare in aproape orice conditii de mediu.

Stratul superficial al solului constituie un habitat in care mucegaiurile

sporofite degradeaza compusii organici (hidrati de carbon omogeni si heterogeni,

protide, lipide s.a.) din resturile vegetale si animale moarte, fiind considerate

agenti tipici ai putrezirii. Prin degradarea compusilor din stratul superficial al

solului, mucegaiurile participa la circuitul natural al carbonului, imbogatind

solul in compusi cu molecule mai mici, ce reprezinta, la randul lor, mediu propice

de dezvoltare al altor microorganisme sau plante. Acestea continua degradarea

pana ce, in final, dioxidul de carbon si apa rezultate sunt prelucrate de plante si

49

Page 50: Microbiologie generala

transformate, in cadrul acestui circuit trofic, in hidrocarbonate, monoze si polioze,

prin fotosinteza.

Din sol, prin intermediul factorilor fizici si biologici, sporii mucegaiurilor,

reprezentand mijlocul principal de reproducere, sunt vehiculati in aer, unde pot

supravietui un timp indelungat, dupa care, in lipsa curentilor ,se pot depune pe

diverse alte medii in care sporii supravietuiesc perioade mari de timp, chiar zeci

de ani, pana se creeaza conditii favorabile de viata. In aceste conditii favorabile

are loc germinarea sporilor si dezvoltarea miceliului, vegetativ si producator.

Mucegaiurile pot fi intalnite ca parte constitutiva a microflorei epifite a plantelor,

unde pot produce alterarea fructelor, legumelor si semintelor.

O serie de mucegaiuri patogene gasesc conditii de dezvoltare pe tesuturi

vegetale si animale vii, carora le pot produce imbolnaviri (de exemplu malura,

rugina, fainarea, fuzariozele la plante, micoze respiratorii, tricofitia, epidermofitica,

flavisul la om si la animale).

Alte mucegaiuri sunt folosite de om ca agenti productivi de importanta

industriala si farmacodinamica in alimentatie, medicina, biotehnologii, obtinandu-

se cu ajutorul lor acizi organici (citric, lactic, malic, fumaric), vitamine hidrosolubile

(B12) liposolubile (ergosteroli), maturarea unor salamuri crude uscate(tip Sibiu) si

branzeturi fermentate (tip Roquefort, cu pasta albastra sau Camembert si Brie cu

pasta moale), amonificarea substantelor proteice in timpul compostarii

ingrasamintelor naturale (in care intervin mucegaiurile Trichoderma Konongi,

Aspergillus terricola, Botrytis sp., s.a.), productia de antibiotice (penicilina,

streptomicina etc.), ori producerea de proteina, folosindu-se ca materii prime

reziduurile petroliere (genurile Mucor, Aspergillus, Fusarium, Cephalosporium).

5.3 MORFOLOGIA MUCEGAIURILOR

Mucegaiurile sunt celule de tip eucariot, heterotrofe, imobile si

nefotosintetizante. Peretele celular, care asigura forma celulei de mucegai, este

mai gros, bogat in celuloza sau chitina, in functie de gruparea taxonomica din

care face parte microorganismul, alte polizaharide ca: mucilagii, pectine,

hemiceluloze, proteine si pigmenti.

50

Page 51: Microbiologie generala

Sub peretele celular se gaseste membrana citoplasmatica ce delimiteaza

citoplasma, in care se afla toate organitele descrise la drojdii. Membrana

citoplasmatica este aderenta la peretele celular, intre cele doua membrane

neexistand spatiu. O caracteristica oarecum specifica mucegaiurilor o reprezinta

formatiunile vacuolare continand rezerva de glicogen, care formeaza o retea in

miceliile tinere, in timp ce in cele batrane se concentreaza in zona centrala.

Citoplasma contine, de asemenea, incluziuni lipidice cu lipocromi solubili,

taninuri si oxalat de calciu cristalizat.

Celula mucegaiului poate avea unul sau mai multi nuclei, in fiecare nucleu

gasindu-se 2 - 4 cromozomi. Nucleii sunt mici si delimitati de o membrana

celulara.

In functie de organizarea celulara, se diferentiaza mucegaiuri

monocelulare, formate dintr-o singura celula, avand ramificatii in care

componentele intracelulare, intalnite la microorganismele inferioare, circula liber si

pluricelulare, la care peretele celular este comun mai multor celule, separate

intre ele de un perete despartitor numit septum.Mucegaiurile, ciuperci filamentoase, formeaza micelii (tal) la care se

disting doua structuri morfologice si fiziologice: vegetativa si reproducatoare.

Partea vegetativa, numita tal, asigura cresterea mucegaiului si este

alcatuita din filamente miceline sau hife tubulare mai mult sau mai putin lungi si

ramificate. Ele pot fi septate si neseptate, adesea anastomozate* intre ele.

*anastomoza – unirea a doua sau a mai multor filamente.

Miceliul are o portiune aeriana si una rizoida* situata in mediul pe care se

dezvolta.

*grec. rhiza – radacina; eidos – forma; structura filamentoasa care

indeplineste rolul de radacina pentru fixarea talului).

5.4 REPRODUCEREA MUCEGAIURILOR

51

Page 52: Microbiologie generala

Partea de reproducere si rezistenta este denumita spor, ou sau,

artrospor, care ia nastere din tal si este reprezentat din elemente de forma rotunda

sau dreptunghiulara cu marime variabila. Sporii pot avea doua origini: sexuata, cand sunt rezultatul fecundarii sau meiozei si asexuata, cand sporii rezulta din

mitoze simple si sunt cunoscuti sub denumirea de conidii (conidiospori)* si

servesc la inmultirea ciupercilor imperfecte.

*grec. konis – praf; idion – diminutiv

5.5 FORMAREA SPORILOR

Dupa cum s-a aratat, sporii se pot forma prin reproducere sexuata

(perfecta), care reprezinta conjugarea (contopirea) a doi gameti din care rezulta un

ou. Gametii se formeaza pe doua hife invecinate numite suspensori. Din cei doi

gameti rezulta un gametangiu* din care se dezvolta sporul ce are mai multe forme:

zigosporul – rezultat din conjugarea a doi gameti identici; oosporul – ca rezultat

al fecundarii a doi gameti heterozigoti (diferiti), numiti anteridium (mascul) si

oogomun (femel); ascosporul format din fuziunea a doua celule vecine din acelasi

miceliu sau din micelii diferite, in interiorul caruia se formeaza ascospori care se

raspandesc in mediul inconjurator; bazidiosporul – ce se formeaza in interiorul

unei bazidii** - celula binucleata la extremitatea unei hife – cuprinzand bazidiospori

prinsi cu un peduncul de bazidie.

*grec. gametes – sot, sotie; anggeion – vas, recipient;

**grec. basis – baza; idion – diminutiv.

Formarea sporilor imperfecti prin reproducerea asexuata are loc atunci

cand unele celule miceliene devin thalospori sau cand prin morfogeneza unor

structuri specializate se transforma in corpi fructificanti.Thalosporii sunt de mai multe feluri, si anume: Blastospori – spori

obtinuti prin inmugurire; Artrospori (sinonim oidii) – formati din ruptura unui

filament micelian; Chlamidospori – rezultati dintr-o celula a miceliului pe suprafata

acestuia si avand o forma ovoidala si un perete protector dublu lamelar.

52

Page 53: Microbiologie generala

Corpii fructificanti au diferite forme: sporangiospor, conidiofor (conidie), balistospor, microconidie (aleurie), si macroconidie (megaconidie), despre care

vom scrie cateva cuvinte descriptive complementare:

Sporangiosporul se formeaza dintr-un filament vertical care se ridica din

reteaua filamentoasa a talului. La capatul acestui filament se separa o celula

terminala care se umple – columela – formand o sfera – sporangiu, in care se vor

diferentia un numar mare de spori – sporangiospori – endogeni, haploizi (un singur

set de cromozomi) si monocelulari.

Conidia ia nastere prin condensarea protoplasmei intr-un punct oarecare

de pe suprafata unui filament micelian unde apare o formatiune sferica, ovoidala

sau alungita, izolata sau grupata in gramezi la suprafata miceliului care cuprinde

conidiosporii.

Balistosporul are forma rotunda, neregulata, poliforma la capatul unei

hife, iar la maturitate este aruncat la distanta.

Microconidiile sunt spori de dimensiuni reduse in raport cu alte tipuri de

spori, grupati ca un ciorchine sau spic, fixati bine pe hifa reproducatoare (sinonim

aleurispori).

Megasporul are dimensiuni mai mari si forma fusiforma, intalnindu-se

indeosebi la ciupercile dermatofite (paraziteaza pielea) (sinonime: Macroconidie,

fus).

Fialosporii sunt spori liberi, exogeni, cu forme si dimensiuni foarte diferite

in functie de specie, formati pe hife vegetative (g. Aspergillus) sau reproducatoare

(g. Penicillium). La suprafata acestora se formeaza un picior avand in capat o

vezicula pe care se dezvolta fialidele ce genereaza fialosporii.

Diferitele forme de spori se raspandesc in natura, mentinandu-se in starea

aceasta pana ajung pe un mediu nutritiv cu suficienta apa care sa le permita

absorbtia substantelor nutritive.

Transformarea sporilor in forma vegetativa are loc, in general, in

urmatoarele faze:

intr-o prima faza are loc o absorbtie a apei si o activitate a sistemelor

enzimatice, faza care are o durata medie de 3-4 ore;.

In cea de a doua faza, sporul germineaza, creste in dimensiuni si formeaza

tuburi germinative denumite hife sau tal. Talul se extinde in profunzimea mediului

53

Page 54: Microbiologie generala

si are rol de absorbant si de sustinere, fiind cunoscute sub acest nume: tal de

sustinere sau rhizoide. Cu aportul lor, forma vegetativa ce se dezvolta pe suprafata

mediului isi asigura stabilitatea si totodata alimenteaza cu apa, substante nutritive

si energie intregul fundament micelian.

La suprafata mediului hifele de raspandire se dezvolta prin extindere, extindere ce are loc paralel cu mediul prin impingere sau impuls . Mucegaiurile

inferioare adopta si modalitatea de extindere prin stoloni*.

*lat. stolo – lastare; hifa taratoare ce da nastere unui miceliu aerian

si unuia rizoid.

In stadiul al treilea are loc extinderea coloniala, care, la un moment dat, de

maturitate, in functie de specie, se opreste, pregatindu-se de reproducere.

In fine, in ultima faza, apar hifele reproducatoare generatoare de spori,

alcatuind, impreuna cu talul vegetativ, asa-numitul miceliu, o pasla densa

cuprinzand ambele forme.

Dezvoltarea mucegaiurilor are loc destul de repede, in 2-4 zile formandu-se

colonii vizibile.

Atunci cand sporul de mucegai se dezvolta pe un mediu nutritiv solid, de

exemplu, pe un produs alimentar), ca rezultat al inmultirii si extinderii miceliene se

formeaza colonii fenotipice ca rezultat al interactiunii dintre mediu si

caracteristicile genetice specifice ale speciei de mucegai.

In cazul mucegaiurilor inferioare, coloniile au aspect paslos, se extind pe

intreaga suprafata, fiind colorate diferentiat in raport cu specia si varsta ,de la alb,

cenusiu, brun, pana la negru.

Coloniile mucegaiurilor superioare, cu miceliu septat, cresc radial si limitat,

ajungand, dupa cateva zile (2-3) la un diametru de 3-4 cm. Culoarea coloniei

variaza si, in functie de varsta, se inchide, putand fi alba, galbena, bruna, verde-

multinuantat, portocalie, nuante de albastru, negru etc. Ele au un aspect paslos,

cu tal vegetativ mai slab dezvoltat.

Atunci cand sporii se dezvolta pe un mediu lichid, dezvoltarea poate avea,

loc, in functie de specie, la suprafata, in adancime (submers) in conditii aerobe

si/sau anaerobe.

54

Page 55: Microbiologie generala

Daca se dezvolta la suprafata mediului lichid, sporii formeaza un voal –

derna – cu aspect de piele, la inceput neteda, care apoi se cuteaza, in aceste pliuri

formandu-se sporii.

In conditiile inocularii sporilor in interiorul mediului lichid – asa-numitele

culturi agitate sau submerse – acestia netraind in contact cu mediul pe intreaga

suprafata sporala si in prezenta oxigenului obtinut prin insuflare cu presiune sau

prin agitarea lichidului, se formeaza numai hife vegetative sub forma de sferule

(perle), avand culoarea speciei, dar in general albicioasa, deoarece conglomeratele

de sferule, destul de numeroase, favorizeaza difractia luminii, avand ca rezultat

colorarea alba.

Majoritatea biotehnologiilor care folosesc ca agenti mucegaiurile pentru

producerea de antibiotice, enzime, acizi organici, aminoacizi, s.a., au adoptat

maniera culturilor submerse, a caror dezvoltare si productivitate pot fi controlate

mai usor.

5.6 PROPRIETATI FIZIOLOGICE GENERALE ALE MUCEGAIURILOR

Avand un sistem enzimatic divers si adaptabil unor conditii foarte diferite de

mediu, mucegaiurile se pot dezvolta pe substraturi de orice natura. Ele pot degrada

cu usurinta produse agro-alimentare, vegetale si animale, fibre textile – lana,

bumbac, sintetice, cauciuc, materiale polimere, beton, lemn, in general

necunoscandu-se multe produse in natura ce nu pot constitui mediu propice

dezvoltarii mucegaiurilor, capabile să produca enzime adaptive oricaror materiale

organice sau minerale.

In functie de utilizarea oxigenului, majoritatea mucegaiurilor sunt aerobe,

oxigenul fiind luat atat din aer, cat si din alte surse, ca oxigenul dizolvat in apa, sau

anaerobe (de exemplu genul Mucor foloseste oxigenul din hidratii de carbon din

mustul de struguri pe care-l poate fermenta pana la concentratii de 1% alcool). Un

numar limitat de mucegaiuri sunt microaerofile (provoaca, de exemplu,

mucegairea untului sau se dezvolta in camera de aer a oualelor).

Fata de umiditate, mucegaiurile sunt foarte putin pretentioase, rezista la

uscaciune chiar si sub forma vegetativa, cu atat mai mult in forma de sporulata, ele

55

Page 56: Microbiologie generala

fiind din acest punct de vedere xerofile, datorita membranei celulare mult

ingrosata. Ele pot, astfel, produce degradarea peretilor in incaperile cu condens,

fiind capabile sa absoarba apa din mediul ambiant.

In raport cu reactia mediului, mucegaiurile se pot dezvolta in limite largi de

pH de 2 – 10, dar, in general, valoarea optima a pH-ului este in domeniul slab acid

5,5 – 6,5.

Sub aspectul temperaturii, majoritatea mucegaiurilor sunt mezofile, temperatura optima de dezvoltare fiind apropiata, in ambele sensuri de 250C. Un

numar restrans, in special cele patogene se dezvolta bine la temperaturi in jurul

valorii de 370C, iar altele, criofile, sunt adaptate la temperaturi negative

Mucegaiurile sunt mai putin rezistente la temperaturile ridicate (80 - 900C)

care le inactiveaza in timp scurt; astfel, la temperatura de 880C chiar formele

sporulate cele mai rezistente sunt distruse in 10 minute.

5.7 DESCRIEREA GENERALA, IMPORTANTA, ROLUL, RASPANDIREA LEVURILOR

DROJDII (LEVURI*) *franc. lever – a ridica: franc. levain - plamadeala

LEVURILE sunt ciuperci microscopice, formand un sistem complex si

eterogen de celule eucariote monocelulare, care au drept mod de reproducere

general inmugurirea prin mitoza. Unele specii adopta reproducerea prin sporulare,

formand ascospori, rezultati pe cale asexuata sau sexuata.

Fiind organisme heterotrofe cu metabolism mixt, oxidativ si fermentativ,

levurile sunt raspandite in diverse habitate naturale ca rezultat al capacitatii de

adaptare in diverse conditii de mediu (sol, apa, aer, produse vegetale si animale).

Importanta si rolul drojdiilor rezida din utilizarile lor pe scara larga,

industriala, in alimentatie, datorita capacitatii lor de a-si procura energia necesara

vietii prin reactii oxidative anaerobe si aerobe care transforma hidratii de carbon

naturali in produse de utilitate pentru om (bauturile alcoolice si nealcoolice

56

Page 57: Microbiologie generala

fermentate, painea dospita, acizii organici alimentari etc.). Unele specii de drojdii

sunt cultivate in scopul obtinerii de biomasa bogata in proteine sub forma de

izolate proteice, autolizate de de drojdii bogate in vitamine hidrosolubile (din

grupul B), liposolubile (din grupul D) si hormoni, utilizate ca aditivi alimentari,

preparate enzimatice (ex.: invertaza) sau produse farmaceutice (de ex.:

interferonul cu efect antiviral).

Alte specii de drojdii (de ex.: Candida albicans) prezinta interes datorita

caracterului lor patogen, cunoasterea morfologiei, fiziologiei si a metabolismului

acestora fiind necesara in combaterea diverselor boli pe care le pot produce.

5.8 MORFOLOGIA LEVURILOR

Celula de drojdie este de tip eucariot si poate avea, in functie de specie,

dimensiuni si forme diferite.

Formele mai des intalnite la drojdii sunt cele sferice (ex.: genul Torulopsis),

elipsoidale (ex.: genul Saccharomyces), cilindrice (genul Candida), apiculate (de

ex.: genul Hanseniospora), dar caracterul de polimorfism este destul de frecvent

intalnit la levuri.

Dimensiunile levurilor, de 4 pana la 15 micrometri*, sunt, de regula, mai

mari ca ale bacteriilor.

*un micrometru (micron)= 10-3 mm (10-6 m)

Sub aspect morfologic, celula de drojdie se compune din: invelisul celulei, citoplasma si nucleu.

Invelisul celulei se compune din peretele celular, gros de cca. 10

micrometri, avand in compozitie polizaharide omogene si neomogene, inexistente

in peretele celulei bacteriene, ca: glucani, manani, chitina** si membrana citoplasmatica cu structura trilamelara similara cu a bacteriilor, compusa din

polizaharide, lipoproteine si nucleotide. Invelisul celulei este mai subtire***, mai

flexibil la celulele tinere de drojdii, mai gros si mai rigid la cele batrane, care din

acest motiv sunt mai putin vulnerabile la actiunea agentilor sterilizanti.

57

Page 58: Microbiologie generala

** poliglucida formata din resturi de aminoglucide N acetilate

cu structura in fibre asemanatoare celulozei,

*** avand cca 250 nm (inm=10-9 m)

Unele specii de levuri au celula inconjurata de o capsula de polizaharuri.

La nivelul peretelui celular sunt localizate enzime avand un important rol in

transferul bidirectional al metabolitilor ce asigura viata celulei (invertaze,

fosfataze). Rolul peretelui celular este de a asigura forma celulei,agregarea

(aglomerarea) acestora si usurarea depunerii lor in timpul limpezirii vinurilor, de

exemplu.

Prin indepartarea – enzimatica – a peretelui celular ramane protoplastul –

celula de forma sferica – utilizat de ingineria genetica in obtinerea artificiala a unor

hibrizi, avand caracteristici productive superioare in prima generatie hibrida

(fenomen cunoscut sub denumirea de heterozis).

Membrana citoplasmatica (plasmalema) are o grosime redusa (8-9 nm),

fiind formata din trei straturi de natura lipoproteica. Fractiunea lipidica este

compusa din cca 30% fosfolipide, acizi grasi nesaturati si steroli. Plasmalema are

un rol dinamic important in transportul metabolitilor, dar importanta ei rezida si din

functia de regulator a presiunii osmotice celulare prin proprietatea sa – data de

continutul de grasimi – de a fi hidrofoba. Ca urmare a acestei proprietati, unele

substante foarte necesare celulei, ca de exemplu aminoacizii nepolari, unele

vitamine, sterolii hiposolubile sunt admise si transferate in celula.

La celulele tinere plasmalema (membrana citoplasmatica) este omogena

spre deosebire de cea a celulelor batrane care formeaza pliuri ce maresc

suprafata ei.

Citoplasma* (protoplasma celulei, exclusiv nucleul), situata intre

membrana celulara si membrana nucleara, este alcatuita dintr-o matrice

citoplasmatica, hiaoloplasma – faza solubila in care se afla organitele

citoplasmatice comune si specifice, diverse incluziuni si factorii ereditari

responsabili pentru ereditatea extranucleara (plasmagenele).

In citoplasma se petrec in fiecare secunda cel putin 1500 de reactii diferite,

cu precizie mult superioara celor mai perfectionate masini cibernetice, in plus ea

avand si capacitatea de a se autoreproduce.

58

Page 59: Microbiologie generala

Componentele comune tuturor celulelor, aflate in citoplasma drojdiilor au

fost discutate la capitolul “mofologia celulara”. In randurile urmatoare vor fi aratate

organitele si incluziunile specifice mai importante:

Incluziunile de glicogen si trehaloza constituie substante de rezerva pe care

celula de drojdie le sintetizeaza si acumuleaza in scopuri energetice si de crestere

ca masura preventiva la eventuale stari de carenta nutritiva.

Oleozomii (sferozomii) sunt incluziuni sferice de lipide avand rol de rezerva

energetica in primul rand, dar si pentru scopuri structurale ale membranelor si

coloizilor citoplasmatici poli-hetero-proteici-moleculari.

Acizii nucleici din citoplasma sunt de tipul ARN: ribozomal, de transfer,

transportor, mesager si determina la nivelul ribozomilor actiunea genelor,

decodificand mesajul genetic prin sinteza proteinelor specifice. Se mai intalnesc

si alte tipuri de acizi nucleici ce au rol in sinteza proteinelor cu functii specifice de

agenti antimicrobieni, ca de exemplu ARN - k (killer). In acest caz, este inhibata

sinteza de proteine prin perturbarea legarii ARN - t la complexul ARN - m si

genereaza producerea de proteine anormale prin perturbarea tripletei de la nivelul

ARN.

In mitocondrii si plasmide se gaseste si ADN extracromozomial.

Microtubulii si microfilamentele sunt organite cu structura de retea

tridimensionala ce mentine configuratia arhitecturala a organitelor intracelulare

(asemanatoare unei structuri metalice de sustinere la constructii).

Sistemul vacuolar cuprinde un vacuom central delimitat de o membrana

(tonoplast)* cu o structura electrono-microscopica similara plasmalemei si alte

cateva vacuole mai mici amplasate in locuri diferite in citoplasma sau tangente la

vacuomul central. In interiorul vacuomului au loc o serie de reactii biochimice prin

care se produc substante necesare metabolismului si structurii celulare. Asezarea

vacuomului central langa nucleul celulei sugereaza posibilitatea ca in interiorul

sau sa aiba loc reactii de transfer energetic si nutritiv, vacuomul avand probabil si

rolul de interfata intre nucleu si citoplasma. Vacuomul central este vizibil in faza

stationara de crestere iar in faza activa sistemul cuprinde mai multe vacuole de

dimensiuni mai mici, formand o retea, avand functii de mentinere constanta a

presiunii asmiotice.

59

Page 60: Microbiologie generala

*grec. tonos – tensiune; plastos - modelat

- specifice celulelor de levuri sunt niste formatiuni care contin enzime purtand

numele de peroxizomi. Aceste formatiuni includ oxidaze, catalaze si peroxidaze,

enzime avand proprietatea de oxidare a apei, a alcoolilor , favorizand adapatarea

celulelor de levuri la conditii aerobe de viata.

Celula de drojdie are un singur nucleu de forma sferica sau elipsoidala,

situat excentric. Nucleul este delimitat de o membrana proprie si contine mai multi

cromozomi. La unele specii de levuri celula este inconjurata de o capsula

polizaharidica. Componentele principale ale nucleului sunt cele comune tuturor

celulelor si aratate la capitolul “morfologia celulei”: nucleolul, cromonema, fusul

mitotic saude diviziune – ansamblu coerent de fire proteice (peste 90 %) si ARN

obisnuit, de forma elipsoidala, care apare in profaza si metafaza, in mitoza si

meioza si in parte la distributia cromatidelor (in mitoza) si cromozomilor (in

meioza) spre cei doi poli celulari (nuclei fii).

Celulele de levuri au numar diferit de cromozomi (astfel genul Hansenula

are 4 cromozomi, in timp ce Saccharomyces cerevisiae are 17). Unele celule sunt

haploide* (un singur set de cromozomi), ca exemplu genurile Candida si

Rhodotorula, majoritatea speciilor de drojdii sunt diploide, iar altele, levuri din

speciile genului Saccharomyces pot avea ambele numere gametice de

cromozomi sau prezinta forme de poliploidie.

*grec. haplos - simplu; eidos - forma

5.9 FIZIOLOGIA GENERALA A LEVURILOR

Metabolism

Levurile sunt organisme heterotrofe cu metabolism mixt-oxidativ si

fermentativ, sau exclusiv oxidativ. Cele oxidative se dezvolta bine in prezenta

oxigenului molecular, folosind ca substante nutritive o gama larga de zaharuri

simple pentru procesele respiratorii ce le asigura energia. Marea majoritate a

speciilor de drojdie sunt aerobe.

60

Page 61: Microbiologie generala

Drojdiile cu metabolism fermentativ nu se pot dezvolta in anaerobioza

stricta decat in prezenta acidului oleic sau a ergosterolului. Ele se adapteaza la

anaerobioza obtinand o mica parte din energia necesara prin fermentarea

zaharurilor pe care le transforma in alcool si bioxid de carbon, dar inmultirea lor in

acest caz este redusa si lenta. In practica curenta a industriilor fermentative, care

utilizeaza asemenea tipuri de levuri, la inceputul fermentatiilor se asigura, din

acest motiv, dezvoltarea lor viguroasa prin insuflarea aerului in culturile pure o

perioada redusa de timp.

Drojdiile sunt, in general, acidofile, ele inmultindu-se in medii acide sau

neutre (3,5 – 7,5 pH), dar limitele superioare ale pH-ului pot atinge si 8,5 – 8,7,

deci domeniul bazic.

Temperaturile optime de dezvoltare sunt, in general, cuprinse intre 25 si

30oC, drojdiile fiind microorganisme mezofile. Exista specii si tulpini psihrotrofe ce se dezvolta si se multiplica bine la temperaturi de refrigerare de pana la +5 oC

si chiar la valori usor negative, ele avand insemnatate mare la conservarea

alimentelor cu ajutorul frigului. Alte specii - in special drojdiile patogene – au

temperatura optima de dezvoltare la 37 oC. Temperaturi de 70-75o C aplicate pe o

durata de minimum 30 de secunde au efect inactivant sau sterilizant datorita

plasmolizarii (coagularii) proteinelor din citoplasma celulara.

Celulele de drojdie sunt sensibile la modificarea presiunii osmotice,

determinata de concentratia substantelor solubile in mediul intracelular.

Comportamentul lor in raport cu aceasta caracteristica este diferentiata, desi, o

mare parte dintre speciile de levuri sunt osmofile. Astfel, daca mediul de

dezvoltare a celulelor de levuri este hipotonic – concentratia mediului este mai

redusa ca cea intracelulara – apa din mediu patrunde in celula pana la stabilirea

izotoniei, aceasta se umfla – devine turgescenta*.

*lat. Turgescere – a umfla

In mediu hipertronic celula de drojdie isi reduce concentratia de apa pana

la izotonie. O concentratie a mediului in zaharuri mai mare de 65 % are ca urmare

detasarea membranei celulare, o stare de plasmoliza si moartea celulei. Acest

procedeu de conservare a unor produse alimentare (a sucurilor de fructe) prin

cresterea continutului de zahar in mediile de dezvoltare a drojdiilor se numeste

zaharoanabioza.

61

Page 62: Microbiologie generala

Cu toate acestea se cunosc specii de drojdii adaptate mediilor hipertronice

( de ex.: genul Zygosaccharomyces), continand 50-60 % zaharuri

(osmotolerante), utilizate in practica vinificatiei pentru obtinerea unor vinuri

speciale cu continut ridicat de alcool etilic.

Specii de drojdii din genurile Rhodotonela si Sporobolomyces au culoare

galbena, portocalie, rosie. Cultivarea unor asemenea specii este facuta in scopul

obtinerii unor vitamine, enzime sau pentru utilizarea lor in scopuri genetice.

Reproducerea levurilor

Inmultirea levurilor se face pe doua cai: asexuata si sexuata.

Inmultirea asexuata prin inmugurire reprezinta forma generala de

reproducere a levurilor si are la baza procesul de mitoza prin care dintr-o celula

mama se formeaza o celula fiica identica – in continut – cu celula mama.

Un grup restrans de drojdii – cele sporogene sau oxogene, majoritatea

apartinand Ascomycetelor – se inmultesc prin copularea a doua celule haploide

din care rezulta un zigot. Zigotul sporuleaza prin meioza (diviziune reductionala)

formand astfel o asca continand ascospori.

Reproducerea prin ascosporie este o forma particulara de reproducere la

unele levuri din familiila Saccharomyceetaceae care prin adaptare la unele conditii

de viata a dobandit genetic aceasta proprietate. Ele produc 2-12 ascospori (in

functie de specie) dimensiuni de 2-4 micrometri, de forme diverse. Spre deosebire

de celula vegetativa din care s-au format, aceste forme sporulate sunt mai

rezistente fata de conditiile improprii de mediu (uscaciune, temperatura, inhibatori

etc.).

Formarea ascosporilor poate avea loc prin reproducere asexuata, dar si

pe cale sexuata.

Formarea asexuata a ascosporilor se face fara fecundare, prin

partenogeneza astfel: dintr-o celula de drojdie diploida, care contine doua seturi

de cromozomi rezulta patru celule haploide (cu un singur set de cromozomi) prin

meioza (diviziune reductionala), in doua etape: mai intai, se formeaza doua celule

haploide cu nuclee distincte prin meioza, iar in a doua etapa, ca rezultat al clivarii

(separarii) cromozomilor in doua parti se formeaza din nou doua celule, de data

62

Page 63: Microbiologie generala

aceasta, asadar prin mitoza. Celula vegetativa, ramasa doar cu invelisul celular

poarta numele de asca care prin rupere elibereaza celulele haploide – ascosporii.

Ascosporii mai pot fi formati pe cale sexuata sau copulare, atunci cand

exista conditii favorabile si are loc intre doua celule ajunse la maturitate

fiziologica. Celulele mature capabile de conjugare numite gameti* vin in contact

intr-o zona comuna, zona in care se formeaza un canal de copulare; are loc

procesul de meioza si apoi mitoza, formandu-se, in cele doua celule un numar

egal de ascospori, de data aceasta diplozi.

Conjugarea poate fi izogama – intre celule de acelasi fel – sau heterogama

– intre celule din specii diferite, situatie in care ascosporii se acumuleaza in celula

cu volumul cel mai mare.

CAPITOLUL VI

EXAMENUL MICROBIOLOGIC

6.1 Material de examinat

6.2 Masuri de protectie intr-un laborator de microbiologie

6.3 Metode pentru examinarea bacteriilor

6.4 Metode pentru examinarea virusurilor

6.5 Cultivarea bacteriilor

Din cauza dimensiunilor foarte reduse, microorganismele nu pot fi vazute

decat cu ajutorul unor instrumente si aparate optice.

63

Page 64: Microbiologie generala

Caracterele morfologice ale coloniilor bacteriene se studiaza in detaliu cu

ajutorul lupei, dar forma si structura microorganismelor nu pot fi cercetate decat

cu ajutorul micrcoscopului optic si al celui electronic.

Cu ajutorul microscopului optic bacteriile pot fi examinate fie in stare nativa,

fie dupa ce sunt fixate si colorate (frotiuri).

6.1 MATERIAL DE EXAMINAT; prelevare; expediere; principii de baza in

manipularea germenilor patogeni

Materialul destinat examenului microbiologic poate proveni de la un animal

viu , mort sau sacrificat.

De la un animal viu se poate recolta; secretii, excretii, materii fecale, urina,

puroi, lapte, mucus, lichid sinovial,sange, ser sangvin, portiuni de piele , mucoase,

par, cruste, unghii, continut din vezicule, afte.

Probe recoltate de la un animal mort sau sacrificat pot fi: cadavrul in

intregime (in cazul animalelor mici, pasari), organe ( ficat, splina, rinichi, cord,

pulmon, creier), muschi segmente de intestine, ganglioni , maduva osoasa ,

continut intestinal, bila, lichid cefalorahidian.

Prelevarea probelor trebuie sa se execute cu instrumente si recipiente

sterile, acest lucru constituind o conditie hotaritoare pentru efectuarea unui

examen microbiologic corect.

Daca instrumentarul de lucru si recipientele nu sunt sterile germenii

existentii in materialul recoltat se multiplica, intervin infectii asociate, fapt care

ingreuneaza examenul microbiologic propriu-zisa; contaminarea se poate face

prin particule straine , praf, tuse, stranut, impuritati de pe suprafata corpului

animalului sau a cadavrului. Probele de singe sau alte lichide se recolteaza cu

multa atentie, locul de recoltare se curata , se tunde, se spala si se dezinfecteaza,

acele, seringile, eprubetele sau recipientele sa fie sterile.

Pentru a se evita hemoliza singelui, acesta se recolteaza pe un substrat

care impiedica hemoliza (solutie de citrat de sodiu 2%); probele de singe

hemolizat nu pot fi examinate serologic sau pot da rezultate eronate .Proba de

singe trebuie sa fie suficienta cantitativ , pentru a se putea obtine o cantitate

suficienta de ser necesar efectuarii examenului serologic.

64

Page 65: Microbiologie generala

Se poate expedia singe ca atare sau serul deja exprimat, care trebuie sa

fie steril, limpede si transparent.

Ca incheiere la acest capitol si in strinsa legatura cu activitatea intr-un

laborator de microbiologie amintim pe acelasi ilustru savant R. Koch care a

formulat citeva reguli sub numele de postulatele lui Koch:

- germenul se gaseste in toate organismele care au prezentat

aceeasi stare morbida si prezenta lui este legata de leziunile

constatate,

- germenul este izolat in culturi pure si mentinut in cultura pura

mai multe generatii,

- germenul izolat si cultivat in laborator in stare pura reproduce

in conditii experimentale o stare patogena care se aseamana

pana la identificare cu infectia naturala.

6.2 MASURI DE PROTECTIE SI DE PRIM AJUTOR INTR-UN LABORATOR DE MICROBIOLOGIE

Ilustrul microbiolog german Robert Koch, cel care a descoperit agentul

etiologic al tuberculozei-bacilul Koch- folosea in mod obisnuit o sintagma care s-a

definit ca si o lege in microbiologie :” Impotriva bacteriilor nu este de folos

curajul , temeritatea ci precautia”.In aceasta expresie rezida un mare adevar ,

fiecare material microbiologic pentru examinat trebuie considerat ca o sursa de

infectie cu germeni patogeni foarte periculosi. Numai respectand acest principiu

se poate desfasura o activitate corespunzatoare , consecventa si fara urmari care

sa dauneze celui care manipuleaza materialul infectant:

Microbiologul insusi sau alte personae sunt intr-un permanent pericol in

laborator

In timpul lucrului in laborator este nevoie de multa atentie si concentrare

Se interzice deschiderea tuburilor sau placilor cu culturi, fara a lua masurile

corespunzatoare; protectia mainilor , utilizarea obligatorie a instrumentelor

adecvate

Se evita folosirea echipamentului personal, de strada, este obligatorie

utilizarea echipamentului de protectie;atentie la zonele neprotejate ale

65

Page 66: Microbiologie generala

corpului si la eventualele leziuni pe care operatorul le poate avea

accidental

Dezinfectia imediata a obiectelor contaminbate prin spargerea recipientelor

cu culturi microbiologice

Atentie sporita in manuirea probelor cu material infectios; pericol de

contaminare cu aerosoli , culturi lichide (in cazul centrifugarii,pipetarii, etc).

Lucrarile de laborator se vor executa in hota sterile unde alte persoane sa

nu aiba acces.

Dupa terminarea lucrului se executa obligatoriu curatenia mecanica ,

dezinfectia riguroasa a mainilor , spatiului, aparaturii si echipamentului de

protectie (halat, boneta, masca, manusi).

In situatia nedorita in care s-au produs accidente se vor lua masuri urgente pentru

evitarea contaminarii sau infectarii; daca materialul infectios a patruns in cavitatea

bucala se evita inghitirea , se elimina materialul in vasul cu substanta

dezinfectanta, se spala de mai multe ori cavitatea bucala cu o solutie proaspata

de permanganat de K 0,1%, apa oxigenata 1% sau solutie 0,2% de acid

clorhidric.Daca este posibil se mesteca o bucatica de paine sau guma de

mestecat si se arunca , apoi se bea un pahar de solutie 0,2% acid clorhidric.

Daca materialul infectios a fost deja inghitit, se recurge la spalarea

(clatirea) temeinica a cavitatii bucale cu o solutie de 0,1% de permanganat de

potasiu, se stimuleaza secretia de suc gastric prin ingestie de extract de carne

sau o solutie care contine pepsina si acid clorhidric 0,2% .

In situatia in care materialul infectios a patruns in ochi se aplica in sacul

conjunctival o solutie dezinfectanta cu ajutorul unei pipete. Se impiedica iritarea

ochiului prin stergere cu mana, batista, etc. Deoarece agentul patogen poate

patrunde din ochi prin canalul lacrimal in gura , stomac sau pulmon se recurge la

aceleasi masuri descrise in cazul patrunderi materialului infectios in cavitatea

bucala.

In cazul patrunderii in cavitatea nazala se sufla nasul in mod repetat in fese

de tifon sau vata. Se evita pentru o perioada respiratia pe cale nazala. Tifonul

sau vata folosite se arunca si se ard intr-un container.

In cazul ranirii pielii cu instrumentar infectat, muscatura sau zgirietura prin

taiere, sectionare sau in cazul in care eventualele rani de pe maini s-au murdarit,

66

Page 67: Microbiologie generala

se recomanda aplicarea pe suprafata ranilor a solutiei de tinctura de iod, marginile

ranii se spala, se curata cu vata si apoi se aplica un bandaj. Daca ranile sunt mai

profunde, se face toeletarea lor, aplicarea unui antibiotic sau a unui antiseptic si

apoi aplicarea bandajului protector.

In laboratorul de microbiologie se lucreaza in mod obisnuit cu animale de

laborator. Acestea aparent pot fi sanatoase, pot fi infectate cu germeni patogeni

care se transmit prin muscatura sau zgirietura sau prin alte solutii de contaminare

a pielii sau mucoaselor operatorului.

Este cazul transmiterii leptospirozei, antraxului, rabiei, tetanosului, etc.

cand este imperios necesar sa se apeleze cat mai urgent la o unitate

spitaliceasca, dispensar, cabinet.

6.3 METODE PENTRU EXAMINAREA BACTERIILOR

Examenul preparatelor native

Preparatele native (umede, necolorate) se pot face dintr-o cultura

microbiana sau direct din produs. Ele sunt examinate, de regula, intre lama si

lamela. Se ia cu ansa sau cu o pipeta Pasteur o picatura din cultura lichida sau

din cultura suspensionata in solutie salina fiziologica si se depune pe o lama

curata si degresata, peste care se pune o lamela curata.

Pentru examinare se plaseaza preparatul nativ pe platina microscopului, se

centreaza lumina, se inchide mult diafragma, se coboara condensatorul si se

aduce in dreptul preparatului un obiectiv uscat. Se apropie mult de preparat lentila

frontala a obiectivului cu ajutorul macrovizei, dupa care se ridica treptat obiectivul

pana la aparitia imaginii, care este pusa la punct cu ajutorul vizei micrometrice.

Pe preparatele native sunt evidentiate existenta, forma si mobilitatea

microorganismelor (care nu trebuie confundata, insa, cu miscarile browniene).

Dupa examinare, preparatele care contin germeni vii trebuie puse intr-un

cristalizator cu amestec sulfocromic.

Preparatele native pot fi examinate si pe fond intunecat, precum si prin

procedeul contrstului de faza.

67

Page 68: Microbiologie generala

Examenul preparatelor colorate

Preparatele colorate prezinta avantajul ca sunt sterilizate prin fixare, sunt

usor de manipulat si de examinat si pot fi pastrate mult timp. Aceste preparate

permit diferentierea bacteriilor dupa afinitatea lor pentru anumiti coloranti si pot

evidentia unele elemente structurale (cili, capsula, spori, granulatii, etc.) prin

coloratii speciale.

Examinarea preparatelor colorate se face astfel: se centreaza lumina, se

ridica condensatorul, se lasa diafragma deschisa si se pune o picatura de ulei de

cedru pe frotiu.

Cu ajutorul macrovizei se coboara tubul optic si se introduce lentila frontala

a imersiei in ulei de cedru pana in imediata apropiere a frotiului. Punerea la punct

se face cu ajutorul vizei micrometrice, iar deplasarea lamei pentru schimbarea

campurilor microscopice se obtine cu ajutorul carului mobil.

Dupa examinare se ridica obiectivul, se sterge uleiul de cedru de pe

imersie si se scoate lama de pe platina microscopului.

Coloranti si metode de colorare

Colorantii folositi in mod curent in bacteriologie sunt substante organice, de

obicei colorate, usor solubile, de cele mai multe ori sintetice, avand proprietatea

de a colora diferite substraturi chimice.

Coloratia se realizeaza prin combinatie chimica, absorbtie sau dizolvare in

structura pe care o pune in evidenta.

Coloratiile pot fi facute fie pe germeni vii, fie pe germeni omorati.

Colorarea microorganismelor vii se face cu coloranti netoxici pe preparate

proaspete.

Colorarea germenilor omorati este cea mai utilizata in microbiologie.

Pentru a fi colorate, bacteriile sunt, in prealabil, supuse unor operatii

pregatitoare.

Operatii pregatitoare in vederea colorarii

68

Page 69: Microbiologie generala

Pregatirea frotiului. Frotiul se prepara prin etalarea produsului de examinat

pe o lama curata si perfect degresata, astfel inacat germenii sa formeze un strat

subtire, uniform. Etalarea culturii sau a produsului se realizeaza cu ajutorul unei

anse de platina sau al unei pipete Pasteur. Se ia o picatura din cultura lichida si

se intinde circular pe lama. Cand cultura este pe mediu solid, se racleaza cu ansa

sterilizata si racita o prtiune din cultura si se depune pe o lama de sticla, pe care,

in prealabil, s-a pus o picatura de solutie salina fiziologica, dupa care se

omogenizeaza si se raspandeste uniform pe o suprafata circulara.

Frotiul astfel confectionat este lasat sa se usuce la temperatura camerei.

Fixarea frotiului. Dupa uscare, frotiul este supus operatiei de fixare prin

caldura sau prin lichide fixatoare, cum sunt: alcoolul metilic, alcoolul etilic,

alcoolul-eter, etc. Pentru fixare prin caldura se trece lama de 2-3 ori cu fata opusa

frotiului, prin flacara unui bec de gaz. Incalzirea se face la 60 - 70oC (lama este

suportata pe dosul mainii). Prin fixare bacteriile sunt omorate, evitandu-se astfel

pericolul infectarii. In plus, se mareste aderenta preparatului de lama, iar afinitatea

sa pentru colorant creste. O fixare corecta nu trebuie sa produca modificari ale

formei si ale structurii microorganismului supus acestei operatii.

Mordansarea este tratarea frotiului cu anumite substante chimice, numite

mordanti (de exemplu, solutia Lugol), in scopul de a intensifica activitatea

colorantilor. Mordantii, prin afinitatea puternica pe care o au atat fata de colorant,

cat si fata de substratul supus colorarii, faciliteaza si intaresc legatura dintre

acestia, contribuind astfel la obtinerea unei coloratii mai intense si de o calitate

mai buna. Pentru colorantii bazici se folosesc mordanti acizi (acid tanic, acid

picric, etc.) iar pentru colorantii acizi se folosesc mordanti bazici (sulfat de fier,

alaun, etc.)

Prepararea unor coloranti folositi in bacteriologieColorantii sunt preparati si pastrati in laborator sub forma de solutii

alcoolice saturate, cunoscute si sub numele de “solutii-mama”. Aceste solutii se

prepara prin mojararea unei cantitati de 10-15 gr. colorant cu 100 ml alcool de

96o; pentru solutia saturata de violet de gentiana sunt suficiente numai 6-8 gr.

colorant. Dupa preparare, solutiile saturate sunt tinute 2-7 zile la termostat la 37oC

si agitate de mai multe ori pe zi. Dupa filtrare prin hartie de filtru, solutiile se

69

Page 70: Microbiologie generala

pastreaza la loc intunecos in flacoane de sticla de culoare inchisa cu dop rodat. In

aceste conditii, colorantii pot fi pastrati timp indelungat.

Pentru colorarea germenilor se folosesc solutii apoase de colorant.

Acestea se prepara dintr-o solutie alcoolica saturata, care este diluata in proportie

de 1/10 in apa fenolata 2%.

Solutiile apoase pot fi preparate si direct din substanta colorata astfel: 1 gr.

de colorant (cristale) este majorat si dizolvat in 10 ml alcool. Se adauga apoi 2 ml

fenol si o parte din apa distilata. Dupa ce se amesteca bine, se terc intr-un flacon

de sticla in care se adauga si restul de apa distilata pana la 100 ml. Solutia astfel

preparata se mentine 24h la termostat, la 37oC, apoi se filtreaza prin hartie de

filtru si se transvazeaza intr-o sticla picatoare, fiind buna de folosit. Solutiile

apoase de colorant nu pot fi pastrate un timp prea indelungat, deoarece se

degradeaza.

In coloratiile obisnuite se mai folosesc si alte solutii, ca Solutia Lugol (1 gr.

iod, 2 gr. iodura de potasiu si 300 ml apa distilata) si solutia de alcool-acetona (3

parti alcool de 96o si o parte acetona).

Coloratiile pot fi simple, diferentiale si speciale.

Coloratiile simpleColoratia cu albastru de metilen. Frotiul uscat si fixat apoi la flacara este

acoperit cu o solutie de albastru de metil timp de 1-2 minute. Se spala dupa

aceea frotiul cu apa de robinet, se lasa sa se usuce si se examineaza la

microscop cu obiectivul cu imersie.

Prin aceasta metoda, toate elementele din campul microsopic apar colorate

in albastru. Este o coloratie rapida, care pune in evidenta forma, gruparea si,

eventual, raporturile germenilor cu leucocitele sau cu alte elemente prezente in

frotiu.

Coloratia cu fucsina fenicata Ziehl diluata 1/10 se efectueaza in acelasi

mod ca si cea cu albastru de metilen. Elementele din frotiu apar colorate in rosu.

Coloratiile diferentiale

70

Page 71: Microbiologie generala

Coloratia Gram. Este o coloratie foarte utilizata in bacteriologie, deoarece

imparte bacteriile in doua mari categorii: bacterii Gram-pozitive si bacterii Gram-

negative.

Tehnica coloratiei este urmatoarea:

frotiul uscat este fixat prin caldura;

se acopera lama cu solutie apoasa de violet de gentiana si se lasa timp de 1-2

min.;

se indeparteaza colorantul si se acopera lama cu solutie Lugol pentru 2 min.;

se indeparteaza mordantul (solutia Lugol) si se trateaza frotiul cu alcool-

acetona timp de cateva secunde;

se spala rapid lama cu apa de robinet si se acopera cu fucsina diluata 1/10 in

apa timp de 30 sec. pana la 1 min;

se indeparteaza fucsina si se spala frotiul cu apa de robinet; dupa uscare se

examineaza la microscop cu obiectivul cu imersie.

Bacteriile Gram-pozitive rezista la decolorare, ramanand colorate in violet,

dar cele Gram-negative sunt decolorate de alcool-acetona si recolorate in rosu.

Coloratia Ziehl-Nielsen se aplica in cazurile mycobacteriilor care au in

compozitia peretelui celular acid micolic si le confera impermeabilitate la

colorantii folositi in tehnica gram. Pentru acesti germeni numiti acid-alcool

rezistenti (AAL) se foloseste aceasta tehnica speciala.

Tehnica folosita pentru coloratie:

frotiul uscat se fixeaza la flacara;

se acopera lama cu fucsina fenicata Ziehl si timp de 10 min se incalzeste

intermitent, cu ajutorul unei lampi de alcool sau cu flacara unui bec Bunsen

pana la emiterea de vapori, fara a se ajunge la fierbere; fucsina evaporata prin

incalzire se inlocuieste imediat;

se indeparteaza colorantul, se spala frotiul cu apa de robinet si se decoloreaza

cu acid azotic diluat 1/3 sau acid sulfuric diluat 1/4;

se indeparteaza acidul si se spala lama cu apa de robinet, dupa care se

decoloreaza frotiul cu alcool de 96o;

se indeparteaza alcoolul si se spala frotiul din nou, cu apa de robinet, dupa

care se recoloreaza cu o solutie apoasa de albastru de metilen 1% timp de

1min.;

71

Page 72: Microbiologie generala

se spala frotiul cu apa de robinet, se lasa sa se usuce si se examineaza la

microscop cu obiectivul de imersie.

Coloratii speciale

Metode de punere in evidenta a capsulei bacterieneMetoda Burri. Pe o lama perfect curata se pun o picatura din susopensia

de bacterii capsulate si o picatura de tus de China. Dupa ce se omogenizeaza, se

face un frotiu prin etalarea amestecului cu o alta lama.

Se lasa sa se usuce si se examineaza la microscop cu obiectivul cu

imersie. Pe fondul negru al preparatului, bacteriile impreuna cu capsulele lor apar

incolore.

Coloratia Loeffler cu albastru de metilen se efectueaza cu o solutie

invechita de albastru de metilen Loeffler. Prin aceasta coloratie corpul bacterian

se coloreaza in albastru, iar capsula, in roz.

Coloratia pentru cilii bacterieni. Cilii nu pot fi vazuti la microscopul optic pe

preparatele native sau pe frotiurile cu coloratii obisnuite. Pentru a fi pusi in

evidenta se folosesc metode speciale de coloratie

Metoda Zettnow. Coloratia dupa aceasta metoda se esfasoara astfel:

se prepara o suspensie diluata de germeni in apa distilata, astfel incat sa se

obtina pe frotiu celule izolate; din aceasta se iau 2-3 picaturi cu o pipeta

Pasteur si se depun pe o lamela degresata si flambata;

se lasa frotiul sa se usuce, dupa care se fixeaza cu formol diluat 1/10, timp de

10 min.;

se pune lamela in apa distilata timp de 3 min dupa care se introduce intr-o

solutie de tanin si de tartrat dublu de stibiu si potasiu, incalzita la 60-70oC, timp

de 10 min.;

se scoate lamela cu o pensa si se clateste bine in apa distilata;

se acopera frotiul cu o solutie de sulfat de argint si amoniac care se prepara in

momentul folosirii si se incalzeste usor la flacara, timp de 30 - 60 sec.;

72

Page 73: Microbiologie generala

se spala frotiul cu apa distilata, se usuca si se monteaza in ulei de cedru, prin

aplicarea lamelei cu frotiul in jos pe o lama foarte curata, dupa care poate fi

examinata la microscop.

Metode de colorare a sporilor

Metoda Gray modificata. Se fac frotiuri care se lasa sa se usuce si se

fixeaza prin caldura. Se acopera lama cu o solutie apoasa de verde malahit 5% si

se incalzeste de trei ori pana apar vapori. Dupa fiecare incalzire se indeparteaza

colorantul si se inlocuieste cu altul proaspat. Se spala apoi frotiul cu apa si se

acopera cu o solutie de fucsina diluata 1/10, timp de 1-2 min. Se indeparteaza

colorantul, se spala lama cu apa, se lasa sa se usuce si s examineaza la

microscop cu obiectivul cu imersie. Sporii apar colorati in verde-albastrui, iar

corpul bacterian apare colorat in violaceu.

Impregnatia argentica (metoda Fontana-Tribondeau). Aceasta coloratie se

foloseste, in special, pentru punerea in evidenta a treponemelor si a

leptospireloor.

Tehnica este urmatoarea:

frotiul uscat nu se fixeaza la flacara;

pentru fixare si deshemooglobinizare se acopera frotiul cu solutie Rugge, care

trebuie schimbata de trei ori in decurs de 1 min;

se spala lama cu apa distilata si se acopera apoi 3 min cu o solutie de acid

tanic 5%, care se incalzeste pana la emisie de vapori;

se spala cu apa distilata, se lasa sa se usuce si se examineaza la microscop cu

obiectivul de imersie.

Treponemele si leptospirele apar colorate in negru-brun, iar restul frotiului,

in galben.

Coloratia May-Grunwald-Giemsa se foloseste in microbiologie pentru

colorarea preparatelor de sange, in care se cerceteaza prezenta unor

microorganisme, ca: spirochete, hematozoarul palustru, toxoplasma, etc.

Frotiul obtinut prin etalarea pe lama in strat subtire a unei picaturi

proaspete de sange este fixat prin acoperirea cu solutie May-Grunwald, timp de 4

73

Page 74: Microbiologie generala

min sau cu alcool metilic pur, timp de 10 min. Dupa fixare, peste solutia May-

grunwald se adauga o cantitate egala de apa distilata neutra sis e lasa 1 min.

Se indeparteaza solutia May-grunwald si se acopera lama cu solutie

Giemsa diluata (3 picaturi solutie Giemsa la 2 ml apa distilata neutra). Dupa 20

min. se indeparteaza colorantul, se spala lama cu apa distilata, se lasa sa se

usuce si se examineaza la microscop. Pe aceste preparate spirochetele sunt

colorate in violet, hematozoarul se coloreaza in albastru-violet, etc.

6.4 METODE PENTRU EXAMINAREA VIRUSURILOR

Ultrafiltrarea: este o metoda utilizata pentru determinarea

dimensiunilor particulelor virale cu ajutorul filtrelor ale caror pori cu

factor 0,64 redau diametrul particulei . Se foloseste pentru

examinarea filtratului in infectia experimentala.

Ultracentrifugarea : metoda utilizata pentru aprecierea

dimensiunilor puritatii si concentratiei particulelor virale. Pentru

sedimentarea culturilor se folosesc centrifugi de laborator care

asigura minimum 40.000-50.000 turatii /minut.

Microscopia electronica ; este un mijloc de cercetare a dimensiunii

si structurii virusului (izolat sau in celula ) in strat subtire cu ajutorul

microscopului electronic .

Colorarea virusurilor:se foloseste pentru punerea in evidenta a

incluziilor in microscopia optica obisnuita (metoda Giemsa, Fontana

– impregnatie argentica, Herzberg si evidentierea anticorpilor prin

imunofluorescenta ) . Evidentierea directa a virusului se pate face prin;

- examinarea la microscop a preparatului

- examinarea culturii in oul embrionat

- examinarea culturii in tesuturi

Evidentierea indirecta a virusului se executa prin identificarea

anticorpilor specifici prin :

- reactia de inhibare a hemoaglutinarii;

- reactia de inhibare a hemadsorbtiei

74

Page 75: Microbiologie generala

- reactia de fixare a complementului (RFC)

- reactia de precipitare in gel-agar

- reactia de seroneutralizare

In principiu, toate aceste metode de evidentiere indirecta a virusului se

bazeaza pe utilizarea unui antigen cunoscut cu ajutorul caruia se determina

anticorpul specific .

Pentru examenul de rutina, reactiile serologice prezinta deseori o

importanta mai mare decat evidentierea directa a virusului.

Ca si in cazul infectiilor cu bacterii si in viroze au loc numeroase reactii

antigen-anticorp. Acestea vor fi deschise in detaliu in capitolul Imunitate.

6.5 CULTIVAREA BACTERIILOR

Pentru identificarea unei specii bacteriene, examenul microscopic direct

este de cele mai multe ori insuficient, fiind necesara cultivarea agentului patogen

pe un complex de substante nutritive adecvate care alcatuiesc mediile de cultura.

Aceste medii de cultura, pentru a fi corespunzatoare, trebuie sa

indeplineasca cateva conditii: sa contina substante plastice si energetice

necesare cultivarii microbului insamantat, adica sa asigure surse de azot, de

hidrati de carbon, de saruri minerale, de apa, de vitamine si factori de crestere

necesari dezvoltarii si reproducerii celulelor bacteriene, sa satisfaca cerintele de

aerobioza sau anaerobioza ale agentului tinand cont de faptul ca, in timp ce

bacteriile aerobe pot folosi oxigenul molecular, cele anaerobe nu se pot dezvolta

in prezenta oxigenului liber, sa aiba o concentratie de ioni de hidrogen (pH)

optima si sa fie sterile, pentru a permite izolarea in cultura pura a germenului

respectiv.

Pe masura cunoasterii tot mai aprofundate a exigentelor unei bacterii s-a

ajuns la ralizarea unor medii de cultura cu o compozitie adecvata si precisa. In

unele cazuri chiar s-a ajuns la situatia optima de preparare a unor medii sintetice-

75

Page 76: Microbiologie generala

standardizate, nemaifiind necesare ingrediente de origine animala sau vegetala a

caror compozitie poate varia foarte mult.

In general, mediile de cultura se pot prezenta sub forma lichida (bulion, apa

peptonata, etc.) sau solida (medii in care se incorporeaza agrar).

In functie de scopul urmarit, mediile de cultura pot fi grupate astfel:

medii de izolare, care permit izoalrea bacteriei dintr-un produs patologic;

medii de transport, care permit supravietuirea anumitor bacterii ce nu pot

fi insamantate imediat dupa recoltare (de exemplu, mediul Stuart pentru

Neisserii, Carry-Blair pentru vibrionul holeric, etc.)

medii de imbogatire, destinate cultivarii unor bacterii cu necesitati

nutritive particulare si care sunt stimulate sa creasca in mod special,

deoarece numarul lor este redus in produsul in momentul recoltarii (de

exemplu, mediul Muller-Kauffmann pentru salmonele);

medii selective, care contin elemente ce permit cresterea numai a

anumitor bacterii dintr-un produs (de exemplu, mediul Wilson-Blair

pentru bacilul tific);

medii diferentiale, care contin substante ce pun in evidenta unele

proprietati biochimice ale bacteriilor studiate. La randul lor, mediile

diferentiale pot fi simple (de exemplu, mediul AABTL care pune in

evidenta fermentarea lactozei) sau politrope (de exemplu, mediul TSI

care pune in evidenta mai multe caractere biochimice).

In tehnica prepararii unui mediu nutritiv trebuie sa se aiba in vedere

urmatoarele:

spalarea si pregatirea corespunzatoare a recipientelor in care se vor prelucra si

repartiza mediile;

trebuie ca mediile sa fie clare, pentru a se putea urmari aspectul culturii in

mediile lichide (modul de tulburare a bulionului) sau morfologia coloniilor pe

mediile solide; clarificarea se obtine printr-o filtrare corecta;

substantele organice care intra in compozitia mediului trebuie sa aiba calitati

nutritive optime si sa nu fie degradate prin tratament chimic sau termic excesiv.

Altfel, substratul respectiv devine necorespunzator.

76

Page 77: Microbiologie generala

La baza mediilor de cultura de origine animala, maceratul de carne este

componentul principal. Carnea folosita la prepararea acestuia trebuie sa provina

de la vite sanatoase.

Maceratul de carne se prepara astfel: carnea proaspata de vita sau de cal se

curata de tendoane, aponevroze si de grasimi si se trece prin masina de tocat. La

1000g tocatura se adauga 2000ml apa de robinet si se tine 24 ore la rece (vara la

frigider), dupa care se fierbe 30 min., amestecand cu o lopatica de lemn. Se

filtreaza apoi prin tifon. Se completeaza cu apa distilata la volumul initial.

Maceratul nu se foloseste ca atare, ci serveste la prepararea altor medii.

Daca se foloseste imediat, nu se sterilizeaza. Daca se pastreaza in depozit, atunci

se sterilizeaza 30 min. la 120oC.

Bulionul simplu se prepara astfel: la 1000 ml macerat se aduga 10 g

peptona, 5 g sare si se incalzeste pana la fierbere. Se ajusteaza pH-ul la 8,

folosind o solutie de hidroxid de sodiu 10%, dupa care se sterilizeaza 30 min. la

120oC pentru precipitarea sarurilor alcalinoteroase. Pentru indepartarea

precipitatului, mediul se filtreaza la cald prin hartie de filtru si se repartizeaza

bulionul obtinut in recipiente adecvate intrebuintarii (eprubete sau flacoane) si se

sterilizeaza din nou 30 min., dar la 115oC, pentru a nu precipita alte saruri din

solutie.

La fiecare sterilizare, pH-ul mediului scade cu valori de 0,2.

Maceratul de carne poate fi utilizat si la prepararea gelozei simple. Geloza

sau agarul se extrage dintr-o alga, este lipsita de substante nutritive si serveste

numai la solidificarea mediului. Ramane solid la 37oC, permitand obtinerea de

colonii microbiene izolate. Se topeste la 80oC, ramane in stare lichida pana la

45oC si se solidifica la 40oC.

La 1000 ml macerat de carne se adauga 10 g peptona, 5 g sare, se dizolva

la cald si se adauga apoi 20 g geloza spalata. Pentru spalare, geloza fibre,

impaturita intr-un tifon, este lasata cateva ore in apa rece curgatoare. Bulionul cu

agar se tine pe foc la fierbere, agitandu-se pana la completa topire a agarului. Se

completeaza la volumul initial cu apa distilata, se ajusteaza pH-ul la 8, se

sterilizeaza 30 min. la 120oC, dupa care se filtreaza la cald prin hartie de filtru. Se

repartizeaza in recipiente adecvate si in eprubete si se sterilizeaza din nou 30

77

Page 78: Microbiologie generala

min. la 115oC. Dupa sterilizare, geloza din eprubete poate fi solidificata in pozitie

verticala sau prin inclinare.

Bulionul simplu si geloza nutritiva simpla se utilizeaza ca mediu de baza

pentru prepararea unor medii mai complexe sau ca atare pentru cultivarea

germenilor care nu au cerinte nutritive deosebite.

Apa peptonata simpla. Se prepara prin dizolvare la cald a 10 g peptona si 5

g ClNa in 1000 ml apa distilata. Se ajusteaza pH-ul la 7,6 cu solutie 10% de

NaOH dupa care se autoclaveaza la 120oC timp de 30 min. pentru precipitare. Se

filtreaza prin hartie de filtru, se repartizeaza in tuburi sau baloane, dupa necesitati

si se sterilizeaza la 115oC timp de 20 min. - pH final: 7,2 - 7,4.

Apa peptonata se utilizeaza fie ca mediu de baza pentru testele de

fermentare ale zaharurilor si alcoolilor, fie pentru testele de producere de indol

sau H2S.

Geloza sange. Se prepara din geloza nutritiva 2% lichefiata si racita la

45oC. La 9 ml geloza se adauga 0,5 - 3 ml sange defibrinat. Se utilizeaza penru

cultivarea unor germeni mai pretentiosi (streptococ) sau pentru punerea in

evidenta a capacitatii de hemoliza a unora dintre acestia (streptococ, stafilococ).

Mediul Veillon. Se prepara dintr-o geloza nutritiva 2% la care se adauga

glucoza in proportie de 1 la mie. Se repartizeaza in tuburi, se sterilizeaza 30 min.

la 110oC si se solidifca in pozitie verticala - pH final 7,6. Este mediul cel mai

simplu utilizat pentru izolarea germenilor anaerobi. Se insamanteaza produsul

patologic in profunzimea mediului lichefiat prin incalzire urmata de resolidificare

prin racire.

Mediul Sabouraud solid se prepara din 1000 ml apa de robinet, 10 g

peptona, 20 g glucoza si 20 g agar de fibre. Se dizolva peptona in 250 ml apa la

fierbere, se autoclaveaza 30 min. la 120oC si se filtreza.. Se amesteca cele doua

solutii filtrate, se completeaza cu apa pana la 1000 ml si se adauga agarul spalat.

Se fierbe pana la topirea agarului, se filtreaza prin tifon, se repartizeaza dupa

necesitati si se sterilizeaza la 110oC timp de 30 min. - pH final 5,8 - 6,2. Un mediu

similar lichid se poate prepara din aceleasi ingrediente minus agarul. Aceste medii

se utilizeaza pentru izolarea si cultivarea ciupercilor microscopice.

Stabilirea si corectarea pH-ului mediilor de cultura este de o importanta

deosebita pentru cultivarea microorganismelor. Este cunoscut faptul ca prin

78

Page 79: Microbiologie generala

autoclavare pH-ul mediului scade. Pentru acest motiv sunt necesare operatiunile

de control si corectare a pH-ului. Determinarea pH-ului se poate face prin metoda

electrometrica cu ajutorul unui pHmetru, care este foarte precisa, dar cand nu

dispunem de aparatura necesara se poate utiliza metoda colorimetrica. Aceasta

din urma se bazeaza pe proprietatea unor substante numite indicatori, de a-si

modifica culoarea sau nuanta in functie de gradul de aciditate sau alcalinitate al

solutiei in care sunt dizolvate. Principiul metodei consta in compararea culorii

solutiei de cercetat in care s-a introdus un indicator, cu o serie de etaloane

colorate.

Practic, aparatul este compus dintr-un comparator Walpole (stativ cu locuri

pentru eprubete si orificii de observare prevazute cu geam mat) si o scara de

etaloane numita Scara Michaelis. Etaloanele sunt tuburi de sticla care contin

solutii indicator. In locurile 1, 2 si 3 ale comparatorului Walpole se introduc tuburi

de aceeasi grosime cu tuburile etalon din Scara Michaeelis. In tuburile 1 si 2 ale

comparatorului se pun cate2 ml mediu. In tubul 1 se mai pun 4 ml apa distilata si

1 ml metanitrofenol 0,3% iar in tubul 2 sa adauga numai 5 ml apa distilata. In tubul

3 se pun 7 ml apa distilata iar in locul 4 se pune un tub etalon din Scara Michaelis.

Privind apoi prin cele doua orificii laterale, comparam culoarea mediului cu

indicator cu aceea a etalonului. Daca nu se potriveste, se schimba tubul etalon cu

altul pana cand prin tuburile 1 si 3 vedem aceeasi culoare ca si prin tuburile 2 si 4.

Mediul cercetat are pH-ul care este scris pe tubul etalon respectiv.

In scop orientativ se poate utiliza metoda rapida a hartiei indicator care,

umectata cu solutia de cercetat isi modifica culoarea, dupa care este comparata

cu o scara etalon colorata.

Dupa verificarea pH-ului mediului de cultura, daca este necesar se

ajusteaza cu o solutie de NaOH sau HCl pana la obtinerea unui pH

corespunzator.

Insamantarea mediilor de cultura

Multiplicarea si izolarea germenilor este posibila prin insamantarea pe

medii de cultura adecvate, sau, in special pentru virusuri, dar si pentru unele

79

Page 80: Microbiologie generala

bacterii, prin inoculare in tesuturi vii (culturi de celule, oua embrionate, animale de

laborator susceptibile).

Insamantarea sau inocularea prelevatelor aduse in laborator se face in

mod adecvat si cu luarea unor masuri speciale fie pentru evitarea contaminarii

personalului care efectueaza operatiunea respectiva si care, mai ales in aceasta

faza de lucru cand nu se cunoaste agentul patogen, trebuie sa respecte cu

strictete normele de protectia muncii, dar mai ales pentru impiedicarea

contaminarii produsului patologic cu agenti microbieni din exterior care nu au nici

o legatura cu boala si care pot falsifica rezultatele.

Insamantarea produselor patologice se executa in camere de laborator

(boxe) cu materiale sterile (medii, placi, tuburi, anse, pipete Pasteur sau gradate,

tampoane, etc.) in spatiile sterile din jurul flacarii becului de gaz, si cu recipiente

cu substante dezinfectante (ex. amestec sulfo-cromic) si galeti de infecte la

indemana. In situatii speciale, cand se banuieste prezenta in produsul patologic a

unor agenti microbieni deosebit de periculosi (HIV, virus rabic, etc.) nu trebuie sa

lipseasca masca, manusile si ochelarii de protectie, iar manipularea produsului in

cursul insamantarii sau inocularii se va face cu o grija deosebita pentru a se evita

accidentele care in aceste cazuri sunt de regula fatale.

In general, insamantarea se face fie cu ansa bacteriologica ce se

sterilizeaza la flacara in timpul lucrului, fie cu pipete Pasteur sau gradate ori cu

tampon de vata montat pe o tija, toate in prealabil sterilizate.

Tehnici curente de insamantare a mediilor lichide sau solide

Insamantarea in medii lichide

Tehnica insamantarii cu ansa bacteriologica. Ansa cu firul inrosit in flacara

se introduce in recipientul ce contine prelevatul, se raceste alipind-o de peretele

recipientului, apoi se ia o portiune din produs. Se scoate dopul recipientului cu

mediu si se flambeaza gura acestuia. Materialul luat pe bucla ansei din prelevat

este introdus in mediul din recipientul deschis sub protectia flacarii. Se descarca

ansa pe peretele recipientului, agitand usor lichidul, se flambeaza din nou gura

80

Page 81: Microbiologie generala

recipientului si dopul cu care apoi se astupa recipientul. Dupa insamantare, ansa

se sterilizeaza din nou prin incalzire la rosu.

Tehnica insamantarii cu pipeta. Daca se lucreaza cu pipeta gradata,

aceasta se scoate din ambalajul steril si se introduce rapid in flacara atat capatul

cat si toata lungimea ei. Se controleaza apoi racirea ei prin flambare.

Daca se lucreaza cu pipeta Pasteur, se rupe varful efilat al pipetei, dupa

care se flambeaza capatul.

Pipeta flambata si racita se introduce in recipientul cu produsul prelevat si

se aspira de la cateva picaturi pana la 1 sau mai multi ml, in raport cu materialul

de insamantat si cantitatea de mediu de cultura. Pipeta trebuie manipulata cu grija

pentru a nu uda dopul de vata. Materialul aspirat in pipeta se insamanteaza in

recipientul cu mediu nutritiv cu aceleasi precautiuni de flambare a gatului

recipientelor si a dopurilor respective.

Pipeta folosita se pune intr-un pahar cu amestec sulfo-cromic, aspirandu-

se din amestec pana la aproximativ 1 cm sub dop.

Tampoanele care au servit la recoltarea produselor patologice vor fi

descarcate direct in mediu, dupa care vor fi introduse in tub si puse in galeata de

infecte.

Insamantari pe medii solide

Tehnica insamantarii in suprafata. Insamantarea pe suprafata mediilor

mediilor solide se poate face cu ansa. Cu bagheta de sticla indoita sub forma de

L, cu tampoane, cu pipete, etc. In cursul insamantarii se iau aceleasi precautiuni

pentru pastrarea sterilitatii ca si la operatiunile de insamantare in medii lichide.

Cand se insamanteaza medii care au fost solidifacte in tuburi, in pozitie

inclinata, se executa pe suprafata mediului miscari in zig-zag, de la baza catre

exterior, cu precautia de a nu zgaria suprafata mediului.

In cazul mediilor solidificate in coloana dreapta, insamantarea se face prin

intepare in profunzime.

In placi Petri, in care s-a turnat un strat de mediu gelozat, insamantarea se

poate face cu ansa, cu bagheta de sticla sau cu tamponul de recoltare. Placa se

81

Page 82: Microbiologie generala

tine in apropierea flacarii iar operatiunea de insamantare trebuie executata rapid

pentru a se evita patrunderea altor microorganisme din exterior.

Tehnica insamantarii prin incorporare. Se lichefiaza mediul prin incalzire la

80oC, se raceste la 50oC si se introduce produsul de insamantat cu o pipeta

sterila. Se omogenizeaza prin usoara rotire a recipientului. Mediul astfel

insamantat se toarna dupa caz, in placi Petri sterile, sau se lasa ca atare in

recipientul in care s-a facut insamantarea.

Tehnici de insamantare cu izolarea agentului microbian in cultura pura

Acestea urmaresc obtinerea dintr-un produs bacterian, in general cu

continut polimicrobian, a agentului etiologic, izolat in cultura pura. Debarasarea de

celelalte specii microbiene de balast care alcatuiesc flora de asociatie se

realizeaza prin diferite metode care pot actiona fie direct asupra florei de

asociatie, inhiband-o in dezvoltarea ei, fie indirect, actionand asupra germenului

pe care dorim sa-l izolam, favorizandu-I acestuia, in mod cu totul preferential,

dezvoltarea.

Tehnicile de izolare in cultura pura pot fi generale sau speciale.

Tehnicile generale mai frecvent utilizate sunt de dilutii succesive in medii

lichide sau de epuizare pe medii solide.

Tehnica dilutiilor succesive in medii lichide. In acest scop se utilizeaza un

sir de epprubete cu aceeasi cantitate de mediu lichid. Se introduce, cu o pipeta, o

picatura din amestecul de germeni in primul tub. Se agita continutul eprubetei.

Apoi, schimbandu-se pentru fiecare eprubeta pipetele, se trece succesiv dintr-o

eprubeta in cealalta cate o picatura.

Aceasta tehnica se completeaza cu efectuarea de treceri pe medii solide:

din fiecare tub insamantat se trece, de fiecare cu o alta pipeta, cate o picatura, pe

cate un tub sau o placa cu geloza.

Aceasta tehnica a dilutiilor succesive se poate face si in lichidul de

condensare al mediilor solide, urmand aceeasi metodologie.

Tehnica epuizarii ansei pe medii solide se realizeaza prin insamantari cu

ansa bacteriologica, incarcata o singura data cu amestecul de germeni, intr-un sir

de eprubete cu geloza inclinata, fara a steriliza sau a reincarca ansa

82

Page 83: Microbiologie generala

bacteriologica pe parcurs. Astfel se epuizeaza continutul ansei si, in final, se

ajunge sa se insamanteze numai cateva celule microbiene intr-un tub care prin

incubare la termostat vor da nastere la colonii microbiene izolate. O astfel de

colonie trecuta (replicata) pe un alt tub cu mediu, dupa incubare da nastere la o

cultura pura.

Tehnica diseminarii (dispersiei) cu ansa pe medii solide. Cu ansa

bacteriologica incarcata cu produsul patologic se descriu pe suprafata unui mediu

solid, turnat intr-o placa Petri, niste striuri paralele. Dupa descrierea fiecarui grup

de striatiuni paralele, ansa bacteriologica va fi sterilizata prin incalzire la

incadescenta si nu va fi incarcata cu inoculul amestec decat o singura data la

inceput. In momentul intersectarii cu striurile precedente, ansa este reincarcata cu

o cantitate de inocul, dar o cantitate din ce in ce mai mica, pana ce se va ajunge

la cateva celule microbiene izolate ce vor fi diseminate pe placa si vor da nastere

la colonii microbiene izolate.

Tehnici speciale de izolare. Sunt utilizate cand urmarim izolarea anumitor

specii bacteriene dintr-un produs polimicrobian. Ele se realizeaza cu diverse

mijloace fizice, chimice sau biologice. Dintre mijloacele fixe, de izolare,

mentionam incalzirea o ora la 80oC, a amestecului de germeni, care se practica

pentru a izola germenii sporulati de formele vegetative de microbi. De asemenea,

filtrarea printr-un filtru bacteriologic permite izolarea unui virus ce strabate porii

filtrului, dintr-un amestec cu bacterii ce sunt retinute de acesta.

Ca metode chimice mentionam: mediile de cultura selective care contin un

agent inhibitor pentru flora de asociatie (mediul Lowenstein care contine verde

malachit inhiba flora de asociatie si permite izolarea bacilului Koch); mediile

elective care contin un substrat nutritiv ce, convenind preferential speciei ce dorim

sa o izolam, permite dezvoltarea sa mai rapida (mediul Loffler electiv pentru

bacilul difteric) si mediile diferentiale care permit relevarea unor caractere

enzimatice proprii germenilor vizati de a fi izolati din amestec (mediul Istrati-

Meitert utilizat in izolarea dintr-o coprocultura a unor enterobacterii lactozo

pozitive sau negative).

Ca metode biologice de izolare mentionam metoda de insamantare pe

medii cu agenti biologici selectivi, deci utilizarea de medii selective pe baza de

antibiotice (mediul selectiv LCN pentru izolarea meningococului care contine

83

Page 84: Microbiologie generala

Lincomicina, Colimicina si Nistatin), si utilizarea unor animale de laborator pentru

izolarea unor specii bacteriene dintr-un amestec - de exemplu, inocularea

subcutanata a soarecelui alb cu o sputa in care se gaseste un pneumococ. Dupa

1-4 zile de la inoculare, soarecele face o infectie septicemica letala cu

pneumococ, putandu-se izola in cultura pura acest germen din sange. Un alt

exemplu il constituie inocularea subcutanata la un cobai a unui produs patologic in

care se gaseste bacilul Koch. Din viscerele acestui cobai dupa un interval variabil

de timp, 1-6 luni, se va putea izola, in cultura pura, bacilul Koch.

Metoda izolarii unui singur microb prin micromanipulare se poate realiza cu

ajutorul unui micromanipulator, a unei aparaturi speciale si a unor

microinstrumente (pipete, anse, pense, seringi, etc.) dar metoda nu este de uz

curent, ea fiind utilizata exclusiv in scop de cercetare.

CAPITOLUL VII

INFECTIA MICROBIANA

7.1 Materia vie , sediul proceselor de infectii si imunitate

7.2 Agentul infectios si diversi factori de influenta

7.3 Procesul infectios

7.4 Clasificarea infectiilor

7.5 Mecanismul infectiilor

7.5.1 Infectia naturala

7.5.2 Infectia experimentala

7.6 Rolul organismului gazda

84

Page 85: Microbiologie generala

7.7 Rolul factorilor de mediu, alimentari si al vectorilor

7.1 MATERIA VIE , STUDIUL PROCESELOR DE INFECTIE SI IMUNITATE

Scopul cunoasterii in profunzime a interactiunii dintre agentii infectiosi si

organism, cercetarea microscopica si studiile clinico-epizootologice nu mai pot

satisface exigentele sporite ale stiintei contemporane . Studierea amanuntita a

tuturor fenomenelor care se petrec in materia vie a incetat sa mai fie un scop in

sine si se leaga din ce in ce mai mult atat de fenomenul vital in general, cat si de

procesul infectios.

Infectia si imunitatea nu mai pot fi concepute azi decat in legatura stransa

cu biochimia, biofizica si stiintele matematice . Acest mod de a aborda problema

duce nu numai la elucidarea fenomenelor la nivel molecular, dar si la gasirea unor

mijloace de prevenire si combatere eficace.

Viata poate fi definita ca insusirea pe care o au anumite substante

complexe (de constitutie, forma si dimensiuni bine stabilite) de a alege, fixa si

transforma diferite materiale inerte din mediul inconjurator, pentru a le preface in

substanta proprie (Bals).

Organismele vii sunt sisteme deschise; ele fac in permanenta schimburi cu

mediul exterior. Acest complex de schimburi, cunoscut sub numele de

metabolism, este caracteristica esentiala a materiei vii.Transformarile pe care le

sufera substantele in timpul metabolizarii lor se fac pe doua mari planuri:

1.Transformari prin care se produce energia necesara pentru indeplinirea

unor functii generale ca excitabilitatea si miscarea(in sensul mobilizarii tuturor

sistemelor si aparatelor ce intretin viata).

2. Transformari prin care se realizeaza cresterea, dezvoltarea,

autoreproducerea si regenerarea.

Pentru studiul infectiei intereseaza toate manifestarile metabolismului, dar

cu precadere acele transformari care se refera la multiplicarea si

autoreproducerea substantelor vii.

In general,organismul fiind un sistem reactional deschis, are in fiecare

moment alta stare de echilibru cu mediul inconjurator.Metabolismul reprezinta o

perpetua contradictie intre organism si mediu, in sensul ca in fiecare moment

85

Page 86: Microbiologie generala

conservatorismul ereditar tinde sa pastreze caracterele dobindite, iar conditiile de

mediu sa le inlocuiasca cu altele, pe masura si in concordanta cu schimbarile

survenite in mediu.

In materia vie au fost gasite peste 60 de substante dintre cele 90

cunoscute azi. Cea mai raspindita substanta este apa, in care se gasesc

electroliti.

Se gasesc apoi in diferite proportii, solutii adevarate sau coloidale,

glucidele si substantele azotate. Grasimile neutre si lipoizii copleteaza tabloul

general al materiei vii.

Pentru problemele legate de viata, in general si de infectie si imunitate in

special, cea mai mare importanta o au substantele azotate si in special forma lor

cea mai evoluata,proteinele.

Se cunoaste ca substantele proteice (baza materiala a vietii) sunt

constituite din doi componenti principali; acizi aminati si acizi nucleici.

Acizi aminati”caramizile vietii”sunt substante cu greutate moleculara relativ

mare fata de alte substante organice. Prin cimentarea lor “ca intr-un zid” ia

nastere molecula de polipeptid. La randul lor un numar mai mic sau mai mare de

molecule de polipipede constituie molecula de proteina complexa.

Acizi nucleici sunt de asemenea cu molecula relativ mare. Exista doua

feluri de acizi nucleici; acizi ribonucleici (ARN) si acizi dezoxiribonucleici.(ADN).

Atat ARN cat si ADN sunt formati din patru feluri de pietre de constructie

care alterneaza intre ele;

- acid fosforic (P)

- substanta glucidica (oza), care este o riboza (R), in cazul

ARN si, o dezoxiriboza (dR) in cazul ADN ;

- Baza purinica (guanina si adenina- notate simbolic G si

respective A)

- Baza pirimidinica (citozina si timina – notate cu C si

respectivT)

Molecula de acid nucleic are in spatiu aspectul unei spirale duble. Cele

doua lanturi care sunt rasucite impreuna sunt alcatuite din alternarea de acid

nucleic (P) cu molecula de substanta glucidica (R sau dR). Pe moleculele de “oza”

R sau dR, sunt legate prin punti de hidrogen bazele purinice si pirimidimice.

86

Page 87: Microbiologie generala

Biosinteza proteinelor, proces de baza al metabolismului nu este in

esenta; altceva decit combinarea intre acizi nucleici si acizii aminati. Toate

functiile materiei vii si mai ales acelea care asigura sustinerea , dezvoltarea

, autoreproducerea si regenerarea se bazeaza pe biosinteza proteinelor.

Se cunoaste faptul ca acizii aminati care intra in “cazanul metabolic”

nu sunt insa decit simple caramizi. Ele pot fi cladite in foarte multe feluri si

totusi o anumita specie si un anumit individ isi cladeste moleculele de

proteina proprie , dupa sistemul propriu.

Deci biosinteza proteinelor unei anumite specii animale si ale unui

anumit individ, intervine o stricta specificitate. Viata unui organism nu poate

exista decat in sfera acestui determinism, care este specificitatea. Orice

trecere spre alt profil de specificitate tulbura grav homenostazia ducand la

moarte.

Specificitatea are un rol enorm in procesul de infectie si de

imunitate. Fara specificitate nu se pot concepe antigenitatea, dinamica

invaziei bacteriene sau virotice, imunitatea, hipersensibilitatea, etc. Asadar

studiul specificitatii biosintezei proteinelor sta la baza fenomenelor de

infectie si imunitate.

Modul in care se cladeste materia vie, arhitectura ei sunt dictate de

codul specific inscris in moleculele acizilor nucleici. ARN si ADN sevesc ca

tipare (matrite) pentru biosinteza proteinelor, lucru demonstrat prin

cercetari de biochimie, biofizica, calcul al probabilitatilor,etc.

Actualmente, se cunosc suficent de bine functiunile celor doua mari

grupe de acizi nucleici ; acizii ribonucleici (ARN) sunt plasati in marea lor

majoritate in citoplasma, ei avand in general rolul de matrita in sinteza

moleculelor de proteina specifica(fie proteine ce se sintetizeaza in mod

normal, fie proteine anticorp). Acizii dezoxiribonucleici (ADN) sunt

concentrati in nucleul celulelor animale si vegetale sau in zona centrala a

bacteriilor .

In moleculele de ADN este concentrat mesajul ereditar general,

caracterele specifice speciei, cuprinzand notiunea de specificitate

imunobiologica .

87

Page 88: Microbiologie generala

Orice celula care se multiplica va transmite celulelor fiice prin

codul ADN, toate caracterele pe care specia respectiva le-a acumulat in

lunga ei istorie naturala.

Se considera ca ADN imprima ARN codul sau ereditar. Este gresit a

se considera ca ARN-ul nu este decat o simpla matrita pasiva, subordonata

ADN-ului din nucleu. Intre acesti acizi nucleici exista relatii de interactiune

reciproca, mai putin elucidate pana in momentul actual. Explicarea

specificitatii sintezei proteinelor si implicit a specificitatii imunologice a

indivizilor se face azi pe baza teoriei informatiilor. Ideea principala a acestei

explicatii consta in presupunerea (riguros demonstrata stiintific) dupa care

legarea in molecule de polipeptid a celor circa 20 aminoacizi se face

conform unui cod, inscris in molecula acizilor nucleici.

In ultimul timp s-au facut numeroase incercari pentru a realiza

sinteza acizilor nucleici in vitro, realizare ce echivaleaza cu sinteza vietii in

eprubeta. Drumul a fost deschis de Watson, Criek si Wilkins(1953)care au

prezentat in premiera formula moleculei ADN .

In 1965, Urey a reusit sinteza virusului mozaicului tutunului. In ultimii

ani s-a reusit reconstituirea moleculelor de ARN, s-au inregistrat evidente

progrese in genetica, s-au realizat primele clonari. Lasand la o parte

implicatiile de ordin deontologic si etic aceste cercetari deschid pentru

infectie si imunitate largi orizonturi,prin care omul sa poata stapini

procesele vitale, sa poata corecta mesajul patologic adus de un acid

nucleic aberant in patogeneza infectiilor.

7.2 AGENTUL INFECTIOS SI DIVERSI FACTORI DE INFLUENTA

Starea de sanatate este conditionata de integritatea anatomica si

functionarea normala a tuturor organelor si aparatelor. Interventia diversilor factori

endogeni si exogeni perturba echilibrul morfo-fiziologic normal,producand starea

de boala. Bolile se datoresc unor agenti infectiosi sau produselor acestora.

Imbolnavirile produse de ei se caracterizeaza in general prin tulburari morfo - sau

88

Page 89: Microbiologie generala

fizio patologice generale sau locale , insotite de modificari ale functionalitatii unor

aparate, cu repercursiuni asupra starii generale.

Trebuie facuta o distinctie intre termenul de “infectie” si cel de “boala

infectioasa”. Dupa Sergent termenul de infectie reprezinta numai gazduirea unui

microorganism de catre macroorganism, iar prin boala infectioasa se intelege

ansamblul semnelor care tradeaza un conflict intre cele doua parti. Studiile

recente arata insa ca intre micro si macro organism echilibrul este efemer , intre

ele existand contradictii complexe care caracterizeaza de altfel intreaga materie.

Agentii patogeni capabili sa infecteze omul si animalele, sunt microbii, pe care i-

am prezentat succint in capitolele anterioare si care pot fi sistematizati in

inframicrobi (virusuri proteine, bacteriofagi, virusuri propriu-zise), bacterii si

ciuperci.

Aceste microorganisme, in asaltul lor asupra organismului receptiv sunt

supuse actiunii diversilor factori (fizici, chimici, biologici); acestia pot actiona

disparat sau sinergic asupra unui microorganism producandu-i modificari

culturale, morfo-fiziologice, biochimice, mai mult sau mai putin pregnante, dar

care influenteaza direct capacitatea infectanta si imunogena a acelui germen.

Aceste modificari se produc spontan sau apar in timp, putand duce chiar la

distrugerea germenului.

Rezistenta microorganismelor in conditiile mediului ambiant este in functie

de specie si de alti factori. In general infraamicrobii sunt mai sensibili la actiunea

factorilor externi decat bacteriile, formele sporulate sunt mai rezistente decat cele

vegetative. Chiar in cadrul aceleiasi specii, rezistenta difera de la o tulpina la alta.

O importanta deosebita in ceea ce priveste rezistenta o are compozitia

mediului in care microorganismele sunt incorporate. Bacteriile si inframicrobii in

stare pura se distrug intr-un timp mai scurt decat cei inglobati in medii nutritive. In

natura, datorita compozitiei mediului pe care le contin, unele microorganisme se

pot multiplica. Stamatin a constatat o dezvoltare intensa, urmata de sporulare a B

anthracis pe pamant bogat in humus si foarte slaba pe pamanturi sarace.

Unele microelemente prezente in mediile ce contin microorganisme pot

influenta favorabil sau nefavorabil conservarea lor.

Independent de natura factorilor care actioneaza nociv asupra

microorganismelor, rezistenta acestora in timp depinde si de concentratia lor pe

89

Page 90: Microbiologie generala

unitatea de volum. Dintre factorii care influenteaza viabilitatea microorganismelor,

mentionam: temperatura, umiditatea, gradul de ionizare a mediului (pH), diverse

radiatii, ultrasunete, presiunea osmotica, oxido-reductia, unele substante organice

si fermenti, antibiotice, etc.

Privitor la factorul temperatura, microorganismele se dezvolta optim la

valori diferite de temperatura, iar din acest punct de vedere ele se impart in:

-psychrophile, cu optimum de dezvoltare 5-20 C

-mezophile, cu optimum de dezvoltare 36-38 C

-termophile, cu optimum de dezvoltare 45-55 C

Bacteriile patogene sunt cuprinse in grupul mezophile. Sporul bacteriilor

dispune de o rezistenta crescuta la temperaturile inalte. Rezistenta la temperaturi

ridicate depinde in mare masura de specie, tulpina ,compozitia mediului, etc.

Formele vegetative, ca si bacteriile care nu sporuleaza sunt mai mai putin

rezistente la temperaturi inalte iar inframicrobii sunt in general mai sensibili chiar

decat formele vegetative al bacteriilor.

In natura, rezistenta agentilor patogeni este in functie de anotimp,de

temperatura si umiditatea solului, a mediului, precum si de natura materialului ce

la contin.

La temperatura frigiderului (4-80) atat bacteriile, cat si virusurile

supravietuiesc mai mult timp, intrucat procesele de metabolism, de autoliza din

mediile ce le contin, sunt incetinite. Mentinerea culturilor bacteriene la temperaturi

foarte scazute (-700C) provoaca degradari mai accentuate, la fel ca si inghetul si

dezghetul repetat al culturilor.

Prin liofilizare, atat bacteriile, cat si virusurile, se conserva un timp foarte

indelungat, mai ales atunci cand se pastreaza la temperaturi reduse;

conservabilitatea microorganismelor in cadrul procesului de liofilizare depinde in

cea mai mare masura de natura materialului de protectie in care se suspenda

cultura supusa liofilizarii.

Conservarea virusurilor si bacteriilor este dependenta in mare masura de

concentratia mediului in ioni de hidrogen (pH). Unele isi conserva viabilitatea si

proprietatile mai bine la un pH neutru, altele in mediu alcalin si altele in mediu

acid, in anumite concentratii de pH. In general bacteriile patogene se conserva

90

Page 91: Microbiologie generala

mai bine la un pH neutru sau usor alcalin, ceea ce corespunde cu gradul de

ionizare a umorilor si tesuturilor organismului.

Rezistenta virusurilor este foarte variabila de la o specie la alta; virusul

pestei porcine rezista mai bine la un pH acid, in timp ce virusul febrei aftoase se

conserva mai bine la un pH neutru, fiind distrus in mediul acid sau alcalin.

Lumina solara este unul dintre principalii factori sterilizanti ai mediului

ambiant, actiune care depinde de intensitatea luminii si natura germenilor asupra

carora actioneaza; streptococii sunt mai sensibili la acest factor comparativ cu

stafilococii si colibacilii,de asemena sporii sunt mult mai rezistenti decit formele

vegetative.

Prezenta oxigenului grabeste distrugerea germenilor. Radiatiile solare care

au lungimea de unda mai scurta sunt mai active decit cele cu lungimea de unda

mai mare, ele actionand asupra bacteriilor atat din cultura cat si din tesuturi.

Radiatiile actioneaza in moduri diferite, razele infrarosii au in dezinfectie si

sterilizare actiune calorica, pe cind razele cosmice inhiba cresterea bacteriilor si a

tuturor culturilor in general.

Razele ultraviolete pot produce moartea culturilor bacteriene sau cel putin

o reducere insemnata a capacitatii lor de multiplicare; ca si razele X, razele

ultraviolete actioneaza in primul rand asupra functiilor patogene si mai putin

asupra celor antigene.

Radiatiile alfa au efecte similare; ele inhiba capacitatea proliferativa a

diverselor microorganisme, fara a le diminua puterea lor antigenica. Ultrasunetele

exercita asupra culturilor bacteriene in medii lichide modificari variate, o

dispersare uniforma a lor in mediu, reducand transparenta si cresterea densitatii

optice a mediului de cultura. Sensibilitatea bacteriilor fata de ultrasunete variaza

de la o specie la alta; B. anthracis este mai sensibil decit M. tuberculosis.

Formele sporulate sunt mai rezistente decat cele vegetative.

Toxinele si unii fermenti se pot de asemenea inactiva sub actiunea

vibratiior sonore, pe cand virusurile se comporta diferit la actiunea acestui factor.

Prin tratament cu ultrasunete unele virusuri isi diminueaza puterea infectanta,

altele isi conserva proprietatile antigenice.

Mediile izotonice permit desfasurarea normala a vietii celulare, tulburarile

morfofiziologice aparind atunci cand concentratia lor vireaza spre limitele

91

Page 92: Microbiologie generala

izotoniei. In mediile hipertonice, datorita fenomenului de osmoza, lichidul

difuzeaza producand desprinderea citoplasmei de membrana – fenomenul de

ratatinare.

In mediile hipotonice se produce fenomenul invers de hidratare a celulei

bacteriene.

Tulburarile celulare de ordin osmotic se observa numai la celulele vii, fiind

mai grave la celulele tinere. Asupra virusurilor presiunea osmotica este neglijabila

sau nula.

Bacteriile sunt relativ rezistente la actiunea presiunilor inalte, insa mult mai

sensibile in comparatie cu inframicrobii; acestia pot suporta unele influente asupra

proprietatilor patogene care difera de la o specie la alta.

In prezenta oxigenului distrugerea microorganismelor are loc intr-un timp

mult mai scurt; se cunosc astfel o serie de substante antiseptice a caror actiune

nociva asupra bacteriilor se datoreaza fenomenului de oxidare.

Fermentii proteolitici, pepsina, tripsina, papaina, au de regula o activitate

redusa asupra virusurilor, actiunea lor nefiind uniforma asupra speciilor

inframicrobiene.

Diferitele antibiotice exercita o influenta diferita asupra viabilitatii puterii de

multiplicare sau proprietatilor bacteriilor. Fiecare antibiotic isi are un spectru de

actiune specifica nociva asupra unei specii sau grupuri bacteriene, modificand

echipamentul biochimic al celulei bacteriene, producandu-i degradari morfologice

si tulburari fiziologice.

Unele antibiotice maresc permeabilitatea membranei celulare, inlesnind

astfel difuzarea in afara a constituentilor celulari indispensabili, alte antibiotice

perturba formarea membranei celulare, ceea ce duce la distrugerea bacteriei (ex.

Penicilina). La concentratii insuficiente de antibiotice nu se produce o sterilizare

totala a mediului sau a organismului infectat; bacteriile ramase devin cu timpul

rezistente fata de antibioticul respectiv, ele schimbandu-si proprietatile culturale,

morfologice si antigenice.

Asupra virusurilor actiunea antibioticelor nu s-a putut dovedi, cu unele

exceptii neconcludente.

Unele substante chimice se dovedesc a avea efect virulicid, bactericid sau

bacteriostatic ca: fenolul, chinosolul care se folosesc in conservarea serurilor

92

Page 93: Microbiologie generala

hiperimune. Actiunea antibacteriana a substantelor chimice se manifesta asupra

respiratiei, multiplicarii si supravietuirii bacteriei, de aceea ele se impart in patru

grupe, dupa modul cum actioneaza.

In afara de numeroase substante antiseptice si dezinfectante,

microorganismele mai pot fi inactivate prin antimetaboliti; acestia intervin in

procesul de metabolism al germenilor infectiosi, blocand fie o anumita enzima cu

rol important in acest proces, fie o intreaga faza de sinteza sau descompunere a

principiilor nutritivi necesari microorganismului.

Sulfamidele reprezinta exemplul clasic de antimetaboliti antibacterieni;

datorita asemanarii grupului chimic principal al sulfamidelor ca acidul p.

aminobenzoic, acid ce reprezinta un metabolit pentru bacterie, microbii iau din

mediu sulfamide in locul acidului p. aminobenzoic , acesta provocand celulei

bacteriene perturbatii grave; in loc sa foloseasca un principiu nutritiv necesar,

bacteria isi blocheaza propriul metabolism.

Antimetabolitii reprezinta mijloace eficiente in cazul infectiilor virotice, in

acest caz realizandu-se o blocare a sintezei corpusculilor virotici in celula gazda.

7.3 PROCESUL INFECTIOS

Prin infectie se intelege orice stare morbida care are drept cauza principala

un microb sau produsele sale de secretie. Infectia este un proces complex care

nu trebuie considerat ca o consecinta exclusiva a unui factor morbigen extern, ci

ca un rezultat al interferentei dintre agentul declansator si organism.

Faptul ca organismul nu este un simplu membru pasiv o dovedeste printre

altele si multitudinea de reactii organice care dau infectiei o mare varietate de

manifestare, impunind o clarificare a ei, in functie de criterii clinice, epizootologice,

anotomo-patologice, etc.

7.4 CLASIFICAREA INFECTIILOR

93

Page 94: Microbiologie generala

Procesele infectioase se deosebesc printr-o serie de entitati, dupa cum

urmeaza:

- dupa natura agentului patogen:

infectii inframicrobiene – viroze, ricketsioze

infectii cu micoplasme –(micoplasmose)

infectii cu bacterii(bacterioze)

infectii cu ciuperci(micoze)

- dupa speciile pe care le afecteaza:

infectii intilnite in mod natural la o singura specie de animale(pesta porcina,

pesta bovina)

infectii care afecteaza in mod natural mai multe specii de animale(antrax,

turbare, febra aftoasa)

- dupa tropismul de tesut sau organ:

ectodermoze neuroinfectii

mezodermoze sau hepatoinfectii

endodermoze dermoinfectii

limfoinfectii

- dupa modul de producere:

infectii naturale sau spontane;

infectii experimentale (realizate in laborator)

- dupa exprimarea clinica:

infectii aparente (antrax, turbare)

infectii inaparente(poliomielita, ricketioze)

- dupa intinderea teritoriului pe care il afecteaza:

infectii generale: scarlatina, pesta,

infectii localizate: erizipel, stafilococii

infectii focale: amigdalite, sinuzite, endometrite.

- dupa complexul etiologic si dupa relatiile sinegice sau antagonice dintre germenii

patogeni:

infectii primare: rezultatul actiunii unui singur germen;

94

Page 95: Microbiologie generala

infectii secundare: ex. complicatiile salmonelice si pasteurelice in pesta

porcina

infectii asociate: gripa + pneumococ, etc

- dupa durata si caracterul evolutiei procesului infectios:

infectii supraacute: cu evolutie rapida, antrax, holera.

infectii acute: majoritatea bolilor septicemice;

infectii subacute: rujet, forme de pasteureloza;

infectii cronice- evolutie indelungata, TBC, morva

- dupa caracterul epizoologic:

infectii sporadice: tetanos, turbare;

infectii enzootice:(endemice): antrax, pasteureloze;

infectii panzootice(pandemice): gripa, ciuma.

- dupa modul de propagare:

infectii contagioase: (prin contact direct);

infectii necontagioase: tetanos, abcese, etc

infectii purtate prin vectori animati sau neanimati.

- dupa originea agentului infectios:

infectii exogene

infectii endogene;

autoinfectii.

- dupa relatiile care se stabilesc intre organism si germeni dupa vindecarea

clinica:

infectii urmate de sterilizare – tuse convulsiva;

infectii urmate de starea de purtator de germeni;

infectii urmate de starea de purtatori si eliminatori de germeni – TBC,

bruceloza, etc

- dupa poarta de intrare:

95

Page 96: Microbiologie generala

infectii cu o cale de intrare stricta, specifica;

infectii cu o multitudine de porti de intrare;

7.5 MECANISMUL INFECTIILOR

7.5.1 Infectia naturala

Originea infectiilor naturale poate fi endogena sau exogena, aparitia lor

fiind in functie de receptivitatea gazdei sau de participarea unor factori externi. In

cazul infectiilor naturale cu etiologie exogena in cele mai multe boli infectioase,

aparitia si evolutia lor are loc intr-un timp relativ scurt, dupa contactul sau

consumul de material infectios, alte ori mai lent (TBC).

In majoritatea cazurilor infectia se transmite, prin coabitare cu animale

bolnave si anume prin secretiile si excretiile acestora. Infectia se mai poate

produce prin produse si sub produse provenite de la animalele bolnave date in

consum sau care contamineaza apa, furajele, obiectele din adapost, etc. sau prin

particule infectioase antrenate de diversi vectori, animati sau neanimati. Infectia

se produce de obicei pe cale digestiva sau respiratorie .

Patrunse in organism microorganismele pot invinge barierele

naturale(mecanice, humorale, imunitare) si multiplicindu-se in tesuturi sa

declanseze procesul infectios; ele pot deasemenea sa ramina la poarta de intrare,

reluindu-si atacul cind apar conditii prielnice sau pot fi distruse de mijloacele de

aparare ale organismului.

Unele infectii se pot transmite direct la nivelul pielii animalului sanatos,

intacte sau care prezinta solutii de continuitate, altele se pot transmite pe cale

genitala(vibrioza). Acestea din urma se pot transmite transplacentar noilor nascuti

sau la pui proveniti din oua infectate eclozionate.

7.5.2 Infectia experimentala

96

Page 97: Microbiologie generala

Infectia experimentala se utilizeaza pentru reproducerea bolii in laboratoare

sau unitati speciale. Cele mai severe cai de infectie experimentala sunt: calea

cerebrala, intravenoasa, intraperitoneala, apoi intramusculara, subcutanata,

intradermica. Uneori infectia experimentala se poate realiza mai usor pe alte cai

decit calea naturala de infectie: ex. in rujet.

Reusita reproducerii unei infectii in afara de calea de inoculare depinde in

mare masura si de natura materialului in care agentul infectios este incorporat;

rezultatele infectiei experimentale depind si de caracterele tulpinei respective;

unele tuplini ale aceleasi specii sunt mai patogene decit altele.

7.6 ROLUL ORGANISMULUI GAZDA

Pentru declansarea infectiei este necesar ca agentul infectant sa-si

mentina proprietatile patogene, sa ajunga in organism intr-o doza infectanta iar

gazda sa fie receptiva la infectia respectiva. O infectie se reproduce cu mai multa

regularitate cu simptomatologie si o evolutie mai grave atunci cind poarta de

intrare a fost propice iar cantitatea si calitatea materialului infectios

corespunzatoare producerii bolii.

Infectia locala se generalizeaza prin patrunderea germenilor infectiosi in circulatia

sanguina sau limfatica si dispersarea lor in intregul organism pentru a se

multiplica apoi in tesuturile de predilectie. Modalitatea diferita prin care agentul

infectios ajunge in organism face ca perioada de incubatie, aparitia si evolutia

simptomelor sa nu mai fie indentica.

In legatura cu caile de patrundere acestea sunt mai mult sau mai putin

severe si ca urmare perioada de incubatie si evolutie variaza in functie de locul de

intrare a agentului infectant. Dupa patrunderea in organism a agentului infectios

aparitia procesului morbid este dependent de caracterele sale, de catitatea

patrunsa si de posibilitatile de cultivare sau difuzare pe care tesutul respectiv le

ofera.

In general pielea si mucoasele se opun patrunderi microorganismelor in

organism, deoarece au pe suprafata lor substante bactericide sau virulicide

(lizozimul din saliva, lacrimi etc)

97

Page 98: Microbiologie generala

Permeabilitatea acestor cai este posibila intr-o anumita masura pentru

produsii toxici ai bacteriilor. Se admite ca unele microorganisme patrund chiar prin

pielea intacta(brucella, leptospira, virusul p. aviare). Fara a nega o astfel de

posibiltiate, trebuie admis totusi ca pe suprafata pielii si a mucoaselor aparent

intacte, pot exista solutii de continuitate sau tulburarii constitutionale de alta

natura datorita carora patrunderea microorganismelor este mult usurata. Calea

cea mai des incriminata in aparitia unei infectii a fost cea orala, la nivelul

amigdalelor sau al mucoasei digestive.

Patrunderea germenilor pe la nivelul stomacului sau intestinelor este de

obicei rara datorita in primul rind pH-ului, existentei substantelor bactericide sau

virulicide si a fermentilor. Se poate considera ca in conditii naturale leziunile pielii

si ale mucoaselor pot avea un rol favorabil in declansarea infectiei.

Germenii patogeni pot patrunde in organism in mod natural si pe cale

respiratorie odata cu aerul. Concentratia elementelor infectioase in aer, forma si

dimensiunile particulelor in suspensie au o mare insemnatate. Dupa cum se stie

infectia TBC in conditiile naturale are loc cel mai frecvent pe cale aerogena, ca si

alte infectii cu germeni aerofili care se grefeaza usor la nivelul pulmonilor. Exista

exemple calsice de infectie aerogena prin aerosolii care contin particule infectante

mai ales in bolile virotice. (anemia infectioasa, febra Q, variola ovina).

Uneori acelasi germen patogen poate patrunde in organism prin mai multe

cai; salmonella si brucella pot patrunde pe cale digestiva, respiratorie,

conjunctivala.)

Virusul rabic patrunde in organism numai prin pielea sau mucoasele

lezionate, pe cind germenii anaerobi patrund in profunzime unde gasesc conditi

propice multiplicarii.

In infectiile localizate simptomatologia procesului morbid ramine cantonat

de obicei de la inceput pina la sfirsitul evolutiei sale in zona sau in organul afectat.

Se produc reactii in acel loc datorita toxinelor pe care agentii infectiosi le

elibereaza sau ca urmare a proceselor inflamatorii pe care le provoaca; se

inregistreaza si reactii generale insotite de o stare subfebrila sau febrila.

In infectiile generale este vorba de un proces morbid al intregului

organism, tradus prin semne generale.Ele se datoreaza multiplicarii si leziunilor

pe care agentii infectiosi le produc in diferite organe cit si toxinelor elaborate.

98

Page 99: Microbiologie generala

Atunci cind conflictul dintre micro si macroorganism nu duce la declansarea

procesului morbid, microorganismul mai poate ramine un timp la locul de

patrundere.

Obisnuit, propagarea infectiilor se realizeaza pe cale limfatica sau sanguina

si numai rare ori si in deosebi in bolile strict neuroinfectioase pe traiectul nervilor.

De regula de la poarta de intrare agentul infectios se propaga pe cale

limfatica ajungand in sange.In infectiile septicemice esentiale germenii strabat de

regula bariera limfatica fara a o afecta prea mult.Ei patrund in singe si cu acesta,

in organele de predilectie unde se multiplica, apoi produsii lor de dezasimilatie si o

parte din elementele infectioase sau formate revin in singe, fiind vehiculate de

catre acesta in intreg organismul agranvind starea clinica a animalului.

Cind dimensiunile bacteriene produc cantitati mai mari de germeni si

organismul a devenit supersensibil, momentul bacterieiniei(vicemiei) poate avea o

exprimare clinica.

Starile infectioase se caracterizeaza printr-o reactie mai mult sau mai putin

evidenta, intensitatea ei fiind direct proportionala cu aparitia agentului patogen si

reactivitate a organismului. De regula agentii infectiosi foarte siculenti declansaza

un proces morbid cu o simptomatologie alarmanta avind adesea sfirsit letal.

Chiar in astfel de situatii sunt indivizi care ramin aparent vinatori pe toata

durata epidemiei sau epizootiei. Asemenea indivizi, datorita particularitatilor

individuale in urma contactului cu agentul infectios respective, fac o forma de

boala fara manifestari clinice, insa generatoare de imunitate.

Acest fenomen se numeste “infectie inaparenta”definit de Ch. Nicolle” ca

un conflict nesesizabil clinic dintre organism si microorganism. Aceasta expresie

de infectie inaparenta pare straina domeniului , deoarece o boala nu poate fi

inaparenta, decit numai din punct de vedere clinic. Absenta simptomelor clinice nu

constituie un motiv de a considera ca procesul infectios se produce fara reactii

morfo si fiziopatologice.

Infectiile inaparente constituie numai un caz particular al reactiei agent

infectios -gazda atit epidemiologic cit si nosologic , astfl de infectii putind servi ca

baza tuturor metodelor de vaccinare cu agenti vii atenuati.

Infectiile inaparente se deosebesc de infectiile latente, deoarece acestea

din urma reprezinta stari subacute sau acute ale bolii.

99

Page 100: Microbiologie generala

In numeroase cazuri, dupa trecerea prin boala organismul nu se elibereaza

de agentul patogen, stabilindu-se astfel un echilibru intre ele Alteori, ca urmare a

unei infectii inaparente germenul .patogen poate sa persiste de asemenea in

organism , fara nici un fel de manifestare din partea acestuia. Organismul mai

poate gazdui microorganisme patogene in diverse organe si tesuturi, fara ca

acestea sa produca sau sa fi produs nici un fel de reactii locale sau generale.

Astfel de infectii latente sint foarte raspindite intr-o serie de boli

(salmoneloza). Prin restabilirea echilibrului intre cele doua forte opuse se ajunge

din nou la o convietuire pasnica, starea de infectie latenta. Infectia latenta confera

rezistenta contra unei reinfectii, asigurind o stare de premunitie. O astfel de stare

refractara se deosebeste de starea de imunitate adevarata, sterilizanta, cind

organismul dispune de o reizstenta specifica in absenta agentului respctiv.

In anumite cazuri, aceasta stare de echilibru intre germenul infrectios si

gazda se paote mentine pentru toata viata, in alte cazuri se produc resute si

restabiliri periodice, situatie care debiliteaza continuu organismul.

De cele mai multe ori insa, boala cronicizindu-se , predispune la alte

imbolnaviri cu alta etiologie.

Este interesant de retinut in acest context si notiunea de “biofitie

inframicrobiana” introdusa in stiinta de St.S.Nicolau si care desemneaza o stare

de infectie virala latenta in care s-a produs un echilibru,mai mult sau mai putin

stabil, intre virus si gazda. Acest echilibru se poate schimba in anumite conditii

interne sau externe de mediu.

Incercindu-se sa se explice modul de formare a rezistentei dobindite fata

de virus, s-a concluzionat ca acest lucru se datoreste inmultirii pe,linie clonala a

celulelor genetic rezistente care coexista initial cu cellule sensibile in aceeasi

cultura.

In formele aparente , conflictul dintre micro -si macroorganism este evidente

clinic, aparind tulburari generale functionale si morfopatologice.

Ca geneza, infectiile aparente pot fi declansate de un singur agent infectios

sau mai multi, iar ca origine, ele sunt endogene si exogene. Ca putere de

propagare, infectiile aparente se pot clasifica in infectii sporadice, enzootice,

epizootice si panzootice.

In dinamica procesului infectios se deosebesc trei faze:

100

Page 101: Microbiologie generala

faza de incubatie;

faza de evolutie clinica;

faza finala

Faza de incubatie este perioada parcursa din momentul patrunderii

germenului patogem in organism si pina la aparitia primemlor simptome clinice.

Aceasta perioada este foarte variabila in functie de agentul infectios si

capacitatea de aparare a organismului gazda.

In unele cazuri ea dureaza citeva ore (febra aftoasa), citeva zile (pesta,

variola) si in mod exceptional unul sau mai multi ani.

Durata perioadei de incubatie este detreminata de calea de patrundere ale

elementelor de patogenitate, virulenta si toxicitatatea. Ea este cu atit mai scurta

cu cit microorganismul declansator al bolii este mai patogen, doza mai severa,

poarta de intrare mai favorabila multipilicarii lui si gazda mai sensibila.

De obicei perioada de incubatie este urmata de asa-numita faza

prodromica adica a semnelor prevestitoare, necaracteristice care se traduc prin

tulburari ale starii generale a organismului: febra, cefalee, astenie generala,

indispozitie , apatie, inapetenta, dupa care urmeaza tabloul clinic caracteristic

fiecarei boli in parte.

Faza de evolutie clinica constituie timpul cit dureaza boala clinica, adica de

la aparitia simptomelor morbile si pina la disparitia lor prin vindecare sau moarte.

Durata acestei perioade variaza de asemenea in limite foarte largi, de la

citeva zile pina la citeva saptamini, luni, chiar ani (TBC, lepra).

Simptomele sint caracteristice fiecarei boli sau grupe de boli, insa uneori

imbraca caractere aparte . In unele boli virotice care evolueaza ca viremii , se

produc tulburari generale ale intregului organism, dar exista indivizi la care

simptomele sint mai evidente la unele aparate sau tesuturi, in functie de afinitatea

tulpinei de virus respective.

Bacteriile toxice produc modifiari structurale si functionale, chiar fara

bacteriemie, prin toxinele elaborate, care difuzind in singe, slabesc mijloacele

locale si generale de aparare producind intoxicatii grave.

Faza finala se termina prin moarte, indeosebi in formele acute si

supraacute ale bolilor infectioase grave. Procesul de mortalitate este foarte

101

Page 102: Microbiologie generala

variabil de la o infectie la alta, in rabie mortalitatea este de 100%, in febra aftoasa

de 1-50%.

Vindecarea coincide cu disparitia oricarui simptom clinic, revenindu-se la starea

fiziologica normala. Intre starea de boala si vindecare se interpune o faza

intermediara, perioada de convalescenta, timp in care organismul se reface

anatomic si functional.

Aceasta perioada este si ea foarte variabila dupa natura infectiei,

agresivitatea agentului respectiv si gravitea evolutiei bolii . Vindecarea se

realizeaza dupa eliminarea totala a agentului infectios si refacerea integrala

anatomica si fiziologica.

In cazul infectiilor localizate, germenii infectiosi se elimina exclusiv cu

secretiile care rezulta din procesul infectios. In infectiile generale, atit in faza de

evolutie clinica cit si dupa restabilirea aparenta a echilibrului fiziologic, germenii

infectiosi sunt vehiculati de catre singe si eliminati in mare parte pe cai naturale.

Principalele cai de eliminare a germenilor infectiosi sunt:

calea respiratorie

calea galactofora;

prin saliva;

alte cai: urina, dejectii, nazala, oculara, genitala.

In infectiile unde procesul morbid are loc pe caile respiratorii este natural

ca si eliminarea germenilor sa se faca tot pe aceasta cale si anume prin secretiile

nazale sau prin expectoratii: TBC.

In localizarile mamare, eliminarea microorganismelor se face de regula prin

lapte care afecteaza fie tineretul sugar, fie animalele sau oamenii care consuma

lapte nefiert. Aici pot fi mentionati streptococii si stafilococii.

In literatura de specialitate se citeaza cazuri de infectii transmise prin saliva

animalelor aparent sanatoase; ca bolile virotica veziculare, prin spargerea

veziculelor se elimina o cantiate insemnata de saliva ce contine agent patogen in

concentratie mare.

Un caz special il prezinta virusul rabic; este unanim recunoscut ca

eliminarea acestuia are loc prin saliva, transmisia acestei boli facindu-se aproape

exclusiv prin muscatura. Eliminarea virusului nu are loc numai in timpul bolii

manifeste clinic, ci chiar cu citeva zile inainte de aparitia simptomelor clinice, deci

102

Page 103: Microbiologie generala

inainte de faza de incubatie, fapt ce impune o anumita conduita in tratamentul

acestei boli.

Intr-o serie de boli bacteriene sau virale cu localizare pe caile genitale si

urmate adeseori de avorturi la femele, agentii infectiosi sint eliminati pe aceste cai

odata cu secretiilor lor (TBC –ul genital, listeria, etc).

In majoritatea bolilor virotice cu caracter septicemic, eliminarea virusurilor

patogene din organism se face aproape pe toate caile naturale, odata cu secretiile

si excretiile organice.

Cantitatea si calitatea germenilor infectiosi eliminati este de obicei mai

intensa in stadiile “de stare” ale bolii , totusi in anumite infectii, indeosebi virotice,

eliminarea germenilor are loc inca din faza de incubatie. Astfel de animale trebuie

considerate ca periculoase chiar de la inceputul perioadei de incubatie, fapt ce

reprezinta importanta epizoologica deosebita (ex. virusul febrei aftoase).

In acest context trebuie sa mentionam notiunile de purtatori si eliminatori de

germeni.

Sub denumirea de “purtatori” sunt cunoscuti indivizii care pastreaza in

organismul lor unii agenti infectiosi, dar acestia nu declansaza simptome clinice

de boala.

Teoretic, purtatori de germeni pot fi considerate animalele aparent

sanatoase, care gazduiesc insa in organismul lor germeni care sunt sau pot

deveni patogeni.

Astfel de animale fie ca nu au fost niciodata bolnave clinic, fie ca au fost

bolnave inaparent sau vindecate, agentii infectiosi continua sa ramina in

organismul lor dupa vindecare. Uneori agentul etiologic primar este un virus la

care asociaza ulterior unul sau mai multi germeni bacterieni, prezenti in stare

latenta in organism, dar devenind patogeni in urma ruperii echilibrului de catre

virusul patogen.

Se intimpla ca organismul sa se imunizeze, fiind astfel considerat ca

vindecat in mod absolut sau sa ramana purtator al virusului si bacteriei sau

bacteriilor respective inca un timp mai mult sau mai putin indelungat.

Exista situatii cind organismul se automunizeaza numai intr-un anumit

sens, eliberindu-se total de prezenta germenului primar, considerind-se in

103

Page 104: Microbiologie generala

continuare purtator al germenilor infectiei secundare a caror patogenitate a fost

modificata datorita interventiei procesului morbid viral.

Daca microorganismele sint eliminate in afara organismului pe una din

caile naturale, indivizii se numesc purtatori sau eliminatori de germeni, ei avind o

putere patogena nemodificata, atenuata sau anulata.

Animalele din aceasta categorie se gasesc teoretic in doua pozitii distincte:

numai purtatoare de germeni;

purtatoare si eliminatoare de germeni.

Practic starile de purtatori au mai putina importanta, deasemeni ei nu

difuzeaza agenti infectiosi in mediul ambiant. Este foarte dificil sa se delimiteze

aceste doua stari, deci de a defini unde inceteaza starea de purtatori , deci unde

si cind acesti purtatori pot deveni eliminatori, stare care este foarte periculoasa

pentru animalele sanatoase cu care vin in contact direct sau indirect.

Purtatorii de germeni prezinta in mod obisnuit o rezistenta considerabila

fata de reinfectiile specifice.

Atit cazurile de boala obisnuite , care trec in stare cronica, cit si cele cu

evolutie benigna sau oculta , pot da purtatori si eliminatori de germeni.

Decelarea tuturor purtatorilor de germeni, sau cel putin a celor existenti la

unele categorii de infectii se face destul de greu, din lipsa unor metode certe de

diagnostic.

Rezultatul interactiunii dintre macro-microorganism in declansarea si

evolutia unui proces infectios este foarte variabil, incepind de la reproducerea

unei infectii grave urmate de sfirsit letal, pina la aceea a unei evolutii moderate,

benigne sau chiar inaparente, urmata de trecerea in stare cronica, vindecarea

completa, cu sau fara autosterilizare imediata a organismului.

Factorii care imprima o reactivitate mai intensa a gazdei fata de infectie

sau o agresivitate mai pronuntata a agentului infectant sunt foarte diferiti,

contributia lor fiind mai mult sau mai putin pronuntata in raport cu natura lor si

timpul de actiune, cit si faptului daca ei lucreaza disparat sau sinergic.

Asa sunt:

tipul genetic si fiziologic;hematii, concentratia in hemoglobina;

nutritia si metabolismul;

localizarea ;

104

Page 105: Microbiologie generala

dispersia si activitatea bactericida a tegumentelor;

factori hormonali;

factori serici si tisulari.

Localizarea sau generalizarea, forma de evolutie si sfirsitul procesului

morbid depind in mare masura de natura si proprietatile agentului infectios

declansant.

Dintre proprietatile sale, o importanta deosebita o au:

patogenitatea;

virulenta;

toxigeneza.

Dupa pozitia pe care o au fata de organismul respectiv, agentii patogeni se

subdivid in trei categorii:

paraziti obligatorii; traiesc si se multiplica numai in organism, ei nu pot trai

in afara organismului decit o perioada foarte scurta;

paraziti conditionati (epifiti); traiesc in mod obisnuit pe tegumente si

mucoase, fara a produce tulburari generale cit timp organismul isi

pastreaza integritatea anatomica si functionala;

paraziti facultativi; se gasesc in mediul ambiant si ajung accidental in

organism, unde pot dezvolta procese patologice.

Patogenitatea inseamna capacitatea microorganismului de a declansa un

proces infectios, de a produce leziuni anatomo-patologice, modificari care se

observa sau nu clinic. Exista insa si microorganisme care se multiplica de regula

in organismul gazda, fara a declansa procese morbide cu exprimare clinica.

Germenii saprofiti – nu se multiplica de regula in organismele vii, fiind

patogeni numai in cazuri exceptionale. Acestia vegeteaza si se hranesc cu

tesuturi moarte, necrozate.

Intre patogenitate si parazitism poate sa existe o corelatie, doarece unii

germeni paraziti pot sa nu fie patogeni, iar unele microorganisme saprofite pot la

un moment dat sa devina patogene.

Patogenitatea agentului infectios trebuie considerata ca o proprietate

particulara a sa care s-a creat in decursul timpului si ea conditioneaza

reproducerea procesului infectios.

105

Page 106: Microbiologie generala

Prin notiunea de virulenta se intelege facultatea unui microorganism de a

se multiplica in tesuturile vii, insusire care nu se intilneste decit cu totul

exceptional la bacteriile saprofite. Virulenta nu se confunda cu patogenitatea,

deoarece bacteriile patogene se multiplica in organism datorita anumitor

proprietati de care dispun (capacitatea de a forma capsula, de a produce

agresine, enzime, etc) . Cu cit aceste proprietati sunt mai puternice, cu atit

patogenitatea va fi mai acentuata.

De regula formele S ale unor bacterii sunt mai virulente decit formele R

corespunzatoare. Virulenta repezinta deci capacitatea de multiplicare in vivo a

unui microorganism, ea fiind variabila de la o tulpina la alta si constituind doar o

latura a patogenitatii, un aspect al uneia din numeroasele proprietati fiziologice ale

unei tulpini, cu caracter variabil,de natura biologica sau biochimica, insufficient

conturat in present.

Exista tulpini ale aceleasi specii care produc imbolnaviri foarte grave,

deseori cu sfirsit letal si altele, dimpotriva, care produc foarme usoare de boala

sau inaparente clinic.

Dintre elementele componente ale bacteriilor, cilii (flagelii) au un rol

insemnat, adeseori esential, in producerea infectiei.

Exista deasemenea o strinsa legatura intre virulenta unei tulpini si

capacitatea microorganismelor respective de a forma capsula.

Virulenta unei bacterii sau a unui virus se mentine si uneori se exalteaza

prin treceri pe animale din specia sau speciile receptive. Capacitatea pe care o au

unele bacterii si virusuri de a se multiplica activ in organism si de a provoca

tulburari, depind astfel in mod cert de echipamentul lor antigenic si toxic, cit si de

proprietatile particulare fiecarei specii si tulpini.

In reproducerea infectiei un rol insemnat il au si alti factori ca:

vechimea culturii; pe masura ce cultura se invecheste, proprietatea

toxigena a bacteriilor scade, concomitent si patogenitatea pentru animale;

specia de la care a fost izolata; un anumit agent infectios este mult mai

virulent pentru specia gazda de la care este izolat;

efectuarea de pasaje repetate; acestea maresc virulenta tulpinei

respective.

106

Page 107: Microbiologie generala

In timpul evolutiei unei infectii virotice, virulenta prezinta cronologic trei

perioade distincte:

perioada de virulenta maxima;

perioada de virulenta modificabila;

perioada de virulenta in declin.

In majoritatea cazurilor, in functie de virulenta tulpinei de virus respective,

se modifica si tabloul clinic al bolii pe care o provoaca.

Din desfasurarea proceselor de metabolism ale celulelor bacteriene rezulta

o serie de substante care fie sunt eliminate in mediul exterior, fie sunt retinute in

corpul bacterian, ca substante de constitutie. Aceste substante se divid in:

substante agresinice (agresine);

substante toxice (toxine);

substante alergizante (alergene).

Agresinele sunt substante elaborate de bacterii, lipsite de toxicitate, care

inlesnesc persistenta si invazia organismului de catre microorganismul secretor

(Bail).

Agresinele se formeaza de obicei in organism, dar in anumite conditii si in

vitro. Ca gresine cunoscute si descries de catre microbiologi pot fi amintite:

hialuronidaza, colagenaza, agresina carbunoasa, mucina, stafilokinaza,

streptokinaza, etc.

Insusi procesul de formare a capsulei la unele bacterii reprezinta un proces

de tip agresinic, capsula aparind ca un factor de aparare al bacteriei fata de

fortele de aparare ale organismului.

Toxinele bacteriene sunt desemenea substante elaborate in cursul

metabolismului microbian, dar care au efect distructiv direct si accentuat asupra

organismului gazda. Ele pot fi:

exotoxine, sunt secretate in mediul ambiant;

endotoxine, nu se exteriorizeaza.

Toxinele unor bacterii sunt foarte active si brutale, ele producind efecte

nocive asupra organismului, traduse prin modificari morfo-functionale la nivelul

tesuturilor si organelor pentru care au afinitate.

In timp ce la unii germeni puterea patogena se datoreste exclusiv sau

aproape exclusiv virulentei lor, la altele patogeneze este atributul toxigenezei. La

107

Page 108: Microbiologie generala

alte specii de germeni cele doua laturi ale patogenitatii actioneaza sinergic, ele

completindu-se.

Indeosebi exotoxinele, dar si endotoxinele prezinta proprietati antigenice. O

serie de bacterii elaboreaza in organism toxine cu efecte nocive generale si in

special asupra unor tesuturi si organe ca: pulmon, aparatul gastrointestinal si

indeosebi sistemul nervos central.

Efectele patogene ale acestor toxine sunt in raport direct cu cantitatea si

calitatea eliberata in organism, cit si cu starea de rezistenta a organismului si

integritatea tesuturilor pentru care ele au afinitate. Inafara de unele exotoxine “tari’

(toxina tetanica, botulinica, toxinele gangrenoase), care au efecte morbide bine

stabilite, toxinele altor bacterii nu provoaca decit alterari limitate, influentind in rau

starea generala.

O serie de bacterii considerate slab patogene, poseda totusi endotoxine

care, puse in libertate in organism, pot provoca intoxicatii.

In ultimii ani au fost intreprinse studii privind substantele toxice elaborate

de inframicrobi, ricketsii si virusuri (Gildemeister si Haagen).

Virusurile neavind un metabolism propriu, nu s-a putut dovedi in mod

incontestabil ca ele ca atare elaboreaza substante toxice, adica produsi proprii de

dezasimilatie. Totusi in cursul evolutiei unor viroze se pot observa in celule

tulburari functionale de tip toxiinfectios. Stickl atribuie astfel de tulburari patologice

unui complex de factori dintre care rolul cel mai important il are capacitatea

toxigena a virusului.

Agentii infectiosi cu virulenta scazuta in doze moderate produc uneori

reactii locale si generale mai mult sau mai putin intense, alteori nici un fel de

reactii manifeste, instalindu-se in schimb o imunitate specifica de cele mai multe

ori foarte solida.

O infectie poate avea loc si atunci cind patogenitatea agentului infectios nu

este prea mare, insa organismul este invadat de o cantitate mare de germeni de o

patogenitate relativa. Deaceea se considera ca expresia “virulenta” nu inseamna

numai o notiune calitativa, ci si o idee de cantitate, deoarece cu doze ridicate de

microorganisme putin patogene se pot provoca alteratii aproape la fel de grave ca

si cu doze slabe de bacterii inalt patogene.

108

Page 109: Microbiologie generala

Pentru a aparea infectia clinica este necesara o cantitate determinata de

microoganisme, in functie de patogenitatea, respectiv virulenta lor. Asa apare

notiunea de doza infectanta.

In cazul microorganismelor slab virulente sunt necesare doze mai mari;

uneori doza infectanta determina si gradul de extindere a procesului infectios.

O insemnatate deosedita asupra aparitiei, mentinerii si evolutiei infectiei o

are calitatea agentului infectios, existind tulpini puternic, moderat sau slab

virulenta. Virulenta microorganismelor patogene este legata cu faza lor de

dezvoltare, ea fiind foarte ridicata in faza exponentiala.

Reactivitatea organismului la infectie este in functie si de calea de

patrundere a agentului infectios, unele microorganisme producind imbolnaviri

numai atunci cind patrund in organism pe anumite cai; deasemenea unele

bacterii, patrunzind pe o anumita cale, genereaza un proces infectios cu un tablou

clinic specific, iar pe alta cale un proces infectios cu aspect clinic diferit.

Majoritatea microorganismelor insa declanseaza acelasi process morbid,

indifferent de calea de patrundere.

Dupa patrunderea agentilor infectiosi in organism, acesta isi mobilizeaza

fortele de aparare reusind sa juguleze infectii sau sa neutralizeze toxine a caror

difuzibilitate este moderata. Reactivitatea organismului fata de infectie nu este un

proces izolat, ci un proces complex in care acesta participa prin mijloacele sale

proprii de aparare influentat de o serie de factori endogeni si exogeni.

Daca in unele boli, indeosebi cele provocate de virusuri septicemice, in

afara de cantitatea si calitatea microorganismului nu este necesara in general o

predispozitie speciala a organismului, in altele, provocat de agenti facultativi

patogeni, boala nu apare decit atunci cind tulpina respectiva dispune de o

patogenitate ridicata, iar organismul de o rezistenta diminuata.

Predispozitia la infectie depinde de constitutia organismului, adica de un

complex de proprietati transmise ereditar, dar influentabile in cursul vietii de

actiunea permanenta a mediului. Animalele care traiesc in libertate sunt de regula

mai rezistente decit congenerele domestice, ca si rasele primitive fata de cele

perfectionate; exista insa si variatii individuale tinind de constitutia particulara a

fiecarui organism.

109

Page 110: Microbiologie generala

Daca potentialul reactional creste, se accentueaza si capacitatea

organismului de a neutraliza microorganismele sau toxinele sale, iar daca scade

evolutia procesului morbid este mai grava.

Celulele sensibile ale organismului fata de diverse microorganisme sau

toxine pot fi aparate de actiunea lor nociva, gratie interventiei altor celule

insensibile in mod natural.

Dintre factorii care maresc puterea de aparare a organismului, Pfannenstiel

citeaza actiunea diverselor enzyme, umori, serul sanguine,alexina, properdina

sau asa numitii “anticorpi naturali”.

In imunitatea naturala a unui organism fata de infectiile virotice, serul

sanguine este socotit un factor de rezistenta important prin prezenta in

componenta sa a unor inhibitori multipli.

Rezistenta organismului gazda ete influentata si de anumite stari

fiziologice, cum ar fi gestatia. In general, caile naturale pe care se produc inmod

obisnuit infectiile, opun o rezistenta mai mult sau mai putin crescuta realizarii lor,

prin mai multe mijloace.

Pielea si mucoasele, in conditii fiziologice normale, constituie o bariera

naturala de netrecut pentru majoritatea microorganismelor; este vorba de pielea si

mucoasele intacte, infectia producindu-se de regula numai daca pe suprafata lor

exista solutii de continuitate. Unii germeni insa pot strabate si pielea intacta.

Rezistenta pe care pielea si mucoasele o opun este de natura mecanica cit

si datorita unor substante cu rol bactericid si virulicid.

Se presupune ca proprietatile bactericide ale pielii se datoresc continutului

in acizi grasi si in acid lactic, produsi de glandele sudoripare si sebacee.

Mucoasele constituie deasemenea o bariera mecanica si fiziologica de

aparare impotriva diverselor infectii. Mucusul si secretiile proprii unor mucoase

sunt bactericide. Aciditatea ridicata a sucului gastric, activitatea sa enzimatica,

prezenta salivei care au proprietati bactericide, impiedica dezvoltarea

microorganismelor, insa existenta unor tulburari morfofunctionale la acest nivel

permite traversarea ei de catre diferite microorganisme care ajung in ficat si in

alte organe.

Unele mucoase dispun de un mecanism aparte pentru indepartarea

microorganismelor ce ajung pe suprafata lor, bacteriile si alte particule de

110

Page 111: Microbiologie generala

dimensiuni mici fiind eliminate; de exemplu prin miscarea cililor de pe mucoasa

organelor genitale si a cailor respiratorii.

Receptivitatea la infectie se apreciaza in functie de:

specie;

rasa;

individ;

virsta;

sex;

caractere ereditare.

In bolile produse de bacterii sau de inframicrobi se constata o receptivitate

variabila in functie de specie; porcinele sunt receptive la pesta porcina, pasarile la

pseudopesta aviara, cabalinele la anemia infectioasa, etc.

Exista insa agenti patogeni, in egala masura sau apropiata, pentu diferite

specii; ex. TBC, brucelloza, etc.

Sensibilitatea diferitelor specii animale fata de unele toxine nu este identica

existind diferente dupa constitutia anatomica, biologica si fiziologica caracteristica

fiecarei speci in parte.

Diferitele rase ale aceleiasi specii nu sunt la fel de receptive fata de

aceleasi infectii; in general rasele primitive sunt mai rezistente la infectii decit cele

perfectionate, la acestea din urma sunt afectate mai frecvent organele care

functioneaza cel mai intens ca de exemplu la rasele de gaini ouatoare, ovarele, la

vacile de lapte, ugerul.

Particularitatile individuale au o influenta deosebita asupra sensibilitatii sau

rezistentei la infectie. Traind in aceleasi conditii se observa ca in timp ce

majoritatea indivizilor din aceeasi specie contracteaza o anumita infectie, unii

ramin total indiferenti. Aceasta comportare deosebita se datoreste unor

particularitati de constitutie si reprezinta efectul deosebirilor de conformatie

anatomica si fiziologica, a compozitiei chimice a umorilor, cit si altor factori

particulari organismului fiecarui individ in pare.

Factorii exogeni de natura climatica sau alimentara, perturbarile endocrine,

cit si diferitele stari infectioase latente, pregatesc terenul pentru aparitia unor boli

provocate de agenti care in mod obisnuit nu-i afecteaza. Exemple de acest fel

sunt numeroase in toate sau aproape toate epizootiile sau epidemiile provocate

111

Page 112: Microbiologie generala

de bacterii sau inframicrobi, numarul indivizilor neafectati fiind variabil, dupa

natura microorganismelor si agresivitatea lor pentru specia in cauza; gripa la om,

pesta, rujetul, etc.

In general animalele tinere sunt mai sensibile la infectie decit cele adulte

sau de virsta inaintata; ex. infectiile experimentale, de care am vorbit anterior,

reusesc foarte bine pe embrioni de gaina, pe tineretul sugar. Acest lucru se

datoreste, probabil faptului ca masa organelor bogate in vase sanguine este mult

mai redusa decit aceea a adultului si ca urmare posibilitatile de lupta contra

acelorasi infecti nu pot fi comparabile sub aspect cantitativ.

Sunt si infectii care afecteaza intr-o masura mai mare adultii in comparatie

cu animalele tinere; acest lucru se datoreste particularitatilor echipamentului

hormonal, hiperfunctiei organelor ce sunt afectate, diferitelor stari fiziologice,

sensibilizarii anterioare provocate de microorganismele in cauza.

Oarecare variatii in ceea ce priveste sensibilitatea la infectii se observa si in

functie de sex, fapt ce se atribuie secretiilor hormonale, sexul putind influenta

astfel evolutia unei infectii; ex. brucelloza evolueaza adesea sub forma inaparenta

la masculi, insa la femelele fecunde se manifesta prin avorturi si mamite. O

statistica privind tuberculoza umana arata ca din un milliard de oameni,

reprezentind 1/6 din populatia globului apartinind la 24 tari, mortalitatea din cauza

tuberculozei a fost procentual mai ridicata la barbati decit la femei.

Se stie ca in cadrul aceleiasi specii, anumiti indivizi sunt rezistenti la unele

infectii, fata de care ceilalti se dovedesc sensibili. S-au putut creea astfel, prin

selectie naturala sau artificiala, familii sau linii cu o rezistenta mai mare sau chiar

absoluta la unele infectii. Aceasta stare de rezistenta se datoreste unor factori

ereditari, bine studiati de catre geneticieni; ex. indivizii cu pielea alba si parul

blond sunt mai putin sensibili la infectia cu virusul poliomielitei decit indivizii de

culoare inchisa.

Organismul dispune de multiple mijloace pe care le opune actiunii nocive a

diferitilor agenti infectiosi, reusind deseori sa infringa infectii dde stul de severe.

Ca mijloace nespecifice de aparare a organismului animal se considera:

fagocitoza;

actiunea bactericida a diverselor umori, secretii si excretii;

sistemul properdina;

112

Page 113: Microbiologie generala

lizozimul;

alte substante cu efecte bactericide.

Fagocitoza, proces complex si vital descoperit de Mecinicov, consta in

mobilizarea de catre organismul agresat a fortelor sale de aparare, in primul rind a

fagocitelor mobile pe care le indreapta in directia locului de patrundere a

bacteriilor. In cazul unui atac infectios sustinut, organele producatoare de

elemente albe functioneaza din plin, ceeace duce la hipertrofierea lor, modificari

ale formulei sanguine, a compozitie acesteia si chiar la tulburari generale.

Bacteriile constituie pentru organism corpi straini, deci sunt dotate cu

calitatea de a atrage leucocitele, considerate”cîini de paza” ai organismului. O

serie de substante prezente in diferite umori, tesuturi sau glande intervin fie ca

factori auxiliari ai fagocitozei, fie actionind direct, specific sau nespecific, asupra

agentilor infectiosi.

Majoritatea acestor substante se gasesc in singe, mai bine zis in plasma si

serul sanguin, care le difuzeaza in intregul organism.

Proprietatea bactericida a serului sanguin nu este uniforma la toate

speciile; deasemenea substantele bactericide si bacteriostatice din umori pot liza,

neutraliza, inhiba agentii patogeni si secretiile acestora.

Properdina, descoperita de Pillemer, este un sistem care mareste

rezistenta antiinfectioasa la om si animale. Sistemul properdina este responsabil

de actiunea bactericida a serului sanguin normal contra unui mare numar de

microorganisme. Properdina se formeaza in cursul vietii ca rezultat al actiunii

diverselor antigene asupra organismului, ia constituind unul din mijloacele

generale de aparare impotriva agresiunilor bacteriene si inframicrobiene.

Lizozinul este o substanta cu proprietati de enzima, avind o actiune litica

asupra bacterilor saprofite (Flemming); intirzie dezvoltarea multor bacterii,

gasindu-se in cantitate mai mare in lacrimi, cartilaje, urina, ser sanguine.

Substanta bactericida prezenta in saliva, indicata ulterior ca lizozim, a facut

obiectul multor cercetari. S-a stabilit ca saliva prelevata de la om dimineata are

putere bactericida mai ridicata decit aceea recoltata in alte momente ale zilei.

Alta substanta cu efecte bactericide sunt alexina (complementul ), o

substanta naturala bactericida; daca se insaminteaza diferite bacterii in seruri

sanguine care contin alexina se constata o reducere numerica progresiva a

113

Page 114: Microbiologie generala

celulelor bacteriene, direct proportionala cu durata de mentinere a lor in acest

mediu.

Glandele endocrine (cu secretie interna) au un rol insemnat in mentinerea

echilibrului fiziologic al organismului. Hiper-sau hipofunctia unor glande produc

dezechilibru fiziologic si ca urmare o predispozitie mai mult sau mai putin

marcanta la infectie. Unii hormoni au actiune anti, alti pro-infectioasa, iar la nevoie

organismul si-i poate doza si elibera in umori, in masura nevoilor sale de aparare.

Amatsu admite ca echipamentul hormonal este responsabil de

receptivitatea individuala la infectie. Deci variatiile individuale privind sensibilitatea

la infectie se datoresc in mare parte, daca nu exclusiv, existentei sau inexistentei

unui echilibru hormonal, aceste variatii fiind dependente de sex, adica de

existenta sau lipsa anumitor hormoni sexuali. Deasrmenea hiper-sau hipofunctia

tiroidei au fost invocate deseori in etiologia unor boli. In anumite infectii unii

hormoni au un rol antiinfectios, in alte infectii efectul lor este indifferent sau chiar

favorizant; sunt concludente in acest sens numeroasele cercetari si date stiintifice

cu privire la utilizarea cortizonului-hormon al glandelor suprarenale-in toxiinfectii.

Sistemul nervos central, fiind coordonatorul tuturor functiilor organismului,

are un rol important in procesele infectioase. Microbii, toxinele lor si alte antigene

reprezinta asa – zisii “excintanti neobisnuiti” ai sistemului nervos, excitanti ce

provoaca in organism o serie intreaga de functi speciale.

Astfel, animalele care hiberneaza, deci cu sistemul nervos intr-o stare de

inhibitie, sunt in general mai rezistente fata de anumite infectii, in comparatie cu

animalele care au sistemul nervos in activitate. Somnul medicamentos impiedica

dezvoltarea unor procese inflamatorii produse de agenti patogeni, previne artritele

alergice si alergia cutanata.

Sitemul nervos vegetative joaca, deasemenea, un rol foarte important in

producerea infectiei si imunitatii; starea de rezistenta la infectie a omului si

animalului este in strinsa legatura cu tonusul sistemului nervos vegetative.

Se deosebesc trei forme mari de infectie:

infectia primara;

infectia secundara;

infectia mixta.

114

Page 115: Microbiologie generala

Patrunderea unui agent infectios in organismului animalului sensibil

declansaza in urma conflictului ce are loc intre el si gazda, un proces morbid cu

evolutie specifica.

Aceasta este infectia primara si in unele cazuri agentul etiologic declansant

al bolii ramine singurul responsabil al procesului morbid de la inceput pina la

sfirsit.

V. Babes este primul om de stiinta care a inteles si a dat importanta cuvenita

infectiilor associate. In cartea “Les-bacteries” el a intuit ca de multe ori si mai ales

atunci cind evolutia bolii este de la inceput mai putin grava, agentul etiologic

primar, actionind asupra gazdei, ii slabeste rezistenta, respectiv mijloacele sale de

aparare. Ca urmare, o serie de microorganisme care vegetau sau erau in

stare latenta, invadeaza organismul, complicind si agravind starea morbida

existenta. Deci infectiile asociate se dezvolta pe un teren slabit si pregatit de catre

agentul etiologic al infectiei primare.

Infectile secundare agraveaza evolutia infectiei primare, complicind-o si

imprimindu-i aspecte noi, necunoscute in infectia primara, fapt ce ingreuneaza

mult diagnosticul. Adesea, chiar atunci cind agentul infectiei primare este

neutralizat de catre fortele primare este neutralizat de catre fortele de aparare ale

organismului, procesul morbid continua pe seama agetilor de infectie secundara

care dau loc la tulburari locale sau generale, pasagere sau persistente.

Exemple in acest sunt numeroase; virusul gripei poate produce complicatii

foarte grave respiratorii, digestive etc. O parazitoza intestinala slabind organismul,

regateste conditii pentru atacul unor microorganisme care pot produce infectii

grave.

Unele tulpini bacteriene slab patogene sau toxigene nu declanseaza de

regula procese morbide singure, ci numai atunci cind se asociaza cu alte bacterii.

In cazul existentei a doua sau mai multe infectii diferite simptomatologia si

evolutia in general sunt mult mai grave decit atunci cind ele evolueaza separate.

Reactiile organismului infectat sunt diferite si anume in functie de natura,

sediul si agresiviatea agentului infectant pe de o parte, iar pe de alta parte de

potentialul sau de aparare. Ele se traduc prin modificarea functionala a unor

organe afectate sau prin modificari generale variabile ca intesitate si manifestare.

115

Page 116: Microbiologie generala

Agentii infectiosi care afecteaza anumite organe produc acestora modificari

morfologice si tulburari fiziologice, in anumite situatii ei patrund in circulatie, dind

loc la tulburari generale.

Tulburarile pot fi de ordine:

hematologic; se reduce numarul hematiilor, creste VSH, se modifica

formula leucocitara.

clinic; febra, apatie, inapetenta, somnolenta, fotofobie;

anatomo-patologic; modificari in structura organelor care nu-si mai pot

indeplini corect functiile si sfirsit letal.

In bolile infectioase moartea este consecinta tulburarilor morfo-funtionale

grave provocate de microorganism sau toxinele sale.

Intre diverse bacterii, toxine, virusuri, paraziti pot exista raporturi

antagoniste cu efecte neutralizante sau raporturi sinergice, cind prezenta lor in

mediile de cultura exista o apropiere antigenica, ceea ce explica in buna parte

lipsa de specificitate a unor reactii serologice si chiar imunologice.

Deci relatile dintre microorganisme pot fi:

antagonice;

sinergice;

simbiotice.

Antagonismul bacterian se defineste prin actiunea unor germeni asupra

bacterilor din alte specii. Fenomenul se refera la inhibarea vegetarilor in vitro sau

a dezvoltarii lor in vivo ceea ce duce la oprirea procesului morbid generat de

acestea.

Se constata raporturi antagonice intre bacterii sau produsii lor de

dezasimilatie-exo-si endotoxine, virusuri, precum si raporturi antagonice intre

virusuri.

Sinergismul bacterian si virotic este un fenomen frecvent intilnit; ex..

tuberculoza si brucelloza la bovine pot evolua paralel in aceeasi gospodarie, grajd

si destul de frecvent la acealsi animal. Unele bacterii au afinitate catre unele

virusuri, convietuirea lor ducind la fenomenul de simbioza, fenomen care explica

in buna parte supravietuirea virusurilor in mediul extern.

116

Page 117: Microbiologie generala

Diverse aspecte ale raporturilor dintre bacterii si virusuri sugereaza ideea

unei apropieri intre unele din ele in functie de patogenitatea lor pentru speciile

animale, relatiile atigenice si tropismul pentru diversele tesuturi.

De asermenea unele parazitoze ce se costata frecvent la animale

debiliteaza organismul acestora deoarece paraziti consuma o parte din alimentele

pe cale de digestie sau asimilatie; paraziti mai pot produce leziuni mecanice ale

mucoaselor, creeaza porti de patrundere a microorganismelor in tesuturi, iar prin

produsii lor de dezasimilatie care se pot absorbi in organism, produc tulburari

fiziologice care deasemenea favorizeaza aparitia si agraveaza evolutia diverselor

infectii.

De exemplu, intre viermii intestinali si flora bacteriana se stabilesc raporturi

care duc fie la o toleranta reciproca sau chiar la un fel de simbioza, fie la o stare

de intoleranta, avind drept rezultat oprirea dezvoltarii microorganismului sau,

dimpotriva, imposibilitatea pentu parazit de a se instala in organismul gazdei.

In aparitia si evolutia bolilor infectioase la animale, un rol deosebit de

important il ocupa conditiile zooigienice si sanitare. In efectivele indemne,

sanatatea se poate mentine numai prin jugularea prompta si severa a tuturor

surselor de infectie posibile.

Cu toate acestea, agentii infectiosi pot totusi patrundene pe cai

neprevazute din afara sau se poate produce o exaltare a virulentei unor

microorganisme prezente ori reactivarea unor infecti latente. Astfel, animalelor in

gestatie, mai ales in ultima parte a acestei stari fiziologice, li se va asigura pe

linga hrana completa in principii nutritivi de baza, saruri minerale, vitamine, un

adapost igienic, fara variatii mari de temperatura. Igiena hranei si a apei de baut

are deasemenea o importanta deosebita, mai ales la tineret si gestante; acestea

vor primi numai furaje cu valoare nutritiva ridicata. Gimnastica functionala

regulata, evitarea eforutrilor mari si prelungite evita aparitia a o serie de boli

infectioase, altfel destul de frecvente.

117

Page 118: Microbiologie generala

7.7. INFLUENTA FACTORILOR DE MEDIU, ALIMENTARI SI AL VECTORILOR

Cei doi factori macro- si microorganismul, fiind supusi actiunii mediului

exterior, pot suferii modificari calitative cu repercursiuni serioase asupra aparitiei

si evolutiei bolilor infectioase.

Modificindu-se actiunea factorilor de mediu in sens favorabil sau

defavorabil, rezistenta organismului la infectii creste sau scade. Actiunea

nefavorabila a mediului are efecte mai pronuntate asupra rezistentei organismelor

tinere.

Vorbind despre rolul factorilor climatici in evolutia epizootiilor, se

deosebesc:

elemente extraterestre; radiatia solara totala, radiatia luminoasa, durata

zilei;

elemente meteorice ale aerului, solului si apei, temperatura , presiunea

atmosferica, nebulozitate, vint, precipitatii, umiditatea atmosferica, etc.

elemente telurice; radiatii emise de pamint, emanatiile radioactive, praful

etc.

Fiecare specie si rasa este adaptata la un anumit mediu, factorii climaterici

avind influenta directa asupra organismului. Din acest punct de vedere si

animalele pot fi:

meteostabile;

meteolabile.

Temperatura actioneaza asupra organismului solidar cu umiditatea si

curentii de aer. Actiunea frigului este bine cunoscuta, sindromul brutal al “frigului

brusc” si perturbarea marilor functiuni printr-o actiune prelungita a frigului produc

tulburari morfofiziologice marcante.

Frigul favorizeaza aparitia infectiilor ai caror agenti cauzali se gasesc in

mod obisnuit sau mai frecvent pe mucoase; virusul gripei virusul influentei, etc.

Temperaturile prea ridicate au deasemenea influenta nociva asupra

rezistentei organismului; frecventa mare a bolilor gastrointestinale in sezonul verii

se pune pe seama temperaturii ridicate a mediului ambient care provoaca o

118

Page 119: Microbiologie generala

hipertermie a pielii care are drept consecinta o anemiere a organelor interne si

scaderea capacitatii de aparare a intestinului.

Temperatura mai ridicata a mediului ambiant contribuie la aparitia unor

infectii si imprima un caracter mai grav evolutiei lor.

Scaderea presiunii atmosferice poate avea caracter hipertensiv. Microbii

pot fi vehiculati cu ceata, cu vintul, care faciliteaza patrunderea lor pe caile

respiratorii. Insolatia, fotosensibilitatea sunt accidente frecvente provocate de

actiunea nociva a luminii.

Echilibrul fiziologic al organismului animal se poate mentine printr-o

alimentatie corespunzatoare in principii de baza, saruri minerale, vitamine.

Concentratia in substante minerale a furajelor poate suferi variatii mari

datorita componentei chimice a solului. Deficientele solului in unele elemente

chimice (Ca., P, K, etc.) se rasfringe asupra calitatii furajelor si in final a rezistentei

animalelor la infectie. Aportul insuficient de calciu si acid fosforic provoaca

tulburari ale functiilor genitale, ale fecunditatii.

Rolul solului ca factor favorizant al aparitiei diferitelor infectii este deosebit

de important; s-a putut dovedi atit experimental, cit si practice, ca plantele

cultivate pe soluri cu valoare necorespunzatoare (acide) contin o cantitate redusa

de caroten si diferite substante minerale, lucru ce genereaza aparitia unor boli

infectioase.

Sensibilitatea sau rezistenta fata de infectii este intr-o mare masura

influentata de compozitia alimentelor si modul de alimentatie. Subnutritia sau

dimpotriva supraalimentatia animalelor, chiar cu ratii alimenatre echilibrate in toti

principii nutritive, pot duce la o slabire a rezistentei, datorita in primul caz fie

incapacitatii reactionale a organismului, fie tulburarilor functionale pe care le

genereaza, iar in al doilea caz tulburarilor de metabolism sau hiperfunctionalitatii

unor organe.

subnutritia, deci o alimentartie insuficienta, are repercursiuni destul de

grave asupra organismului “foamea si boala” fiind doua entitati strins legate

una de alta; slabirea duce la scaderea rezistentei organismului, caz in care

apar reinfectiile si recidivele;

supraalimentatia, deci aport crescut de hrana, produce tulburari fiziologice

care predispun animalele la infectii si agraveaza evolutia acestora. O

119

Page 120: Microbiologie generala

alimentatie bogata in albumine creeaza un teren prielnic grefarii si evolutiei

mai grave a o serie de boli virale.

aportul mineral; carentele in saruri minerale sau excesul unora dintre ele

produc tulburari in organism care se soldeaza cu o slabire a fortelor de

aparare, deci cu predispozitie la infectie. Foarte importante sunt tulburarile

provocate de lipsa Ca, K, P, Mg , sau de excesul de Cu, Pb, Mo, .

vitaminele; au un rol insemnat in ceea ce priveste aparitia si evolutia bolilor

infectioase. In cursul evolutiei diverselor boli infectioase consumul de

vitamine este mai mare, iar sinteza lor de catre flora intestinala este

perturbata, se produce devitaminizarea cu ruperea echilibrului fiziologic.

Rolul si importanta vitaminelor pentru buna functionare a organismului,

pentru prevenirea si combaterea procesului infectios sunt tratate in cadrul

unei discipline speciale ale patologiei-bolile de nutritie.

In transmiterea diverselor boli infectioase, rolul principal il au animalele

bolnave, care le infecteaza pe cele sensibile, prin secretiile si excretiile lor. Acesta

este modul direct de transmitere, prin trasmitatori activi, animati; animale bolnave,

animale trecute prin boala dar care sunt purtatoare si eliminatoare de germeni

infectiosi, animale rezistente natural la o anumita infectie, dar care se

imbolnavesc clinic inaparent si transmit agentului infectios.

Modul indirect de transmitere se poate face prin:

vectori animati

vectori neanimati.

Vectori animati sunt considerate rozatoarele, artropodele (capusile),

insectele (tintari, muste, plosnite, paduchi, purici) dar si unele animale si pasari

salbatice, broaste, etc. Foarte importanti ca vectori animati sunt capusile si purici

care pot transmite boli infectioase foarte grave(ricketsioze, hepatite).

Vectorii neanimati sunt reprezentati de orice material (ustensile, obiecte,

vehicule) care au servit animalelor bolnave sau au fost infectate de produse

patologice.

In sfirsit, ereditatea si variabilitatea microorganismelor reprezinta un factor

determinant in procesul infectios. Mecanismul de actiune al acestor factori

constituie obiectul unei discipline speciale in cadrul procesului de invatamint si

anume genetica.

120

Page 121: Microbiologie generala

CAPITOLUL VIII

ELEMENTE DE IMUNOLOGIE

8.1 Dezvoltarea imunologiei

8.2 Clasificarea starilor de imunitate

8.3 Antigenul

8.4 Anticorpul

8.5 Reactiile antigen – anticorp

8.6 Fenomene de hipersensibilizare

8.1 DEZVOLTAREA IMUNOLOGIEI

Termenul de imunitate, folosit de aproape un secol in biologie,deriva de la

cuvintele latine “i” = scutit si “munos” = sarcina,bir. In antichitatea romana

cuvantul ‘’imunitas ‘’ definea privilegiul acelor cetateni care nu plateau biruri.

Imunologia clasica, defineste imunitatea ca ‘’ nereceptivitatea organismului

fata de un agent infectios sau fata de o anumita substanta straina ‘’.

Aceasta nereceptivitate este rezultatul acumularii in individ a tuturor

adaptarilor organismului la mediul ambiant de – a lungul dezvoltarii ontogenetice.

In ultimele decenii s-au purtat dispute serioase cu privire la sfera de

intelegere a termenului de imunitate, dispute tinand cont de faptul ca noile

cuceriri de biologie moleculara au deschis orizonturi noi de interpretare.

Astfel, unii specialisti au largit la extrem notiunea de imunitate incluzind

orice rezistenta pe care un macro- sau microorganism o opune factorilor agresanti

din mediul inconjurator.

121

Page 122: Microbiologie generala

Dimpotriva, altii restrang sfera imunitatii limitind-o numai la raspunsul strict

specific fata de un antigen, considerand ca imunitatea cuprinde doar sa-zisa

‘’imunitate specifica ‘’ din conceptul clasic.

Un important pas inainte s-a facut odata cu introducerea in sfera imunitatii a

notiunii de ‘’ homeostazie ‘’, de catre Cannon, prin care el intelegea pastrarea

echilibrului mediului intern ( temperatura, pH, concentratie de saruri, glucide, etc. )

sub influenta reglatoare a sistemului nervos vegetativ.

Gamaleea a largit sfera de intelegere a termenului de homeostazie,

incluzand in acesta si acele mecanisme de aparare ale organismului care resping

atacul antigenilor, deci incluzand in mecanismele homeostaziei toate

mecanismele imunitare.

In cadrul termenului clasic de ‘’ imunitate ‘’ se pot distinge trei domenii de

fenomene si anume:

- apararea imunologica

- protectia imunologica

- rezistenta imunologica

Apararea imunologica cuprinde toate fenomenele care contribuie la

respingerea atacului unui agresor antigen, fie ca acestea sunt in avantajul

individului, asigurandu-i o protectie, fie ca sunt in dezavantajul lui, expunandu-l

unei autoagresiuni de tip alergie- anafilaxie.

Conceptul de rezistenta imunologica insumeaza deci atat protectia, cat si

un alt domeniu in care actioneza alti factori decat cei imunitari clasici, factori care

duc la supravietuirea individului, la jugularea starii de boala.

Potrivit acestei conceptii, studiul imunologiei trebuie sa se refere cu

precadere la apararea imunologica si in special la protectia imunologica.

Factorii care apara organismul, fie ele mucoase, piele, fagocite, anticorpi

( despre care am amintit in capitolul despre infectia microbiana ) trebuie sa

indeplineasca doua functii esentiale :

- sa recunoasca substanta straina care tinde sa patrunda in interiorul

organismului ( sa recunoasca asa-zisul ‘’ non self ‘’).

- sa respinga, sa neutralizeze orice substanta straina agresoare.

Functionarea corecta a acestor mecanisme asigura supravietuirea indivizilor si inmultirea lor ( perpetuarea speciei ).

122

Page 123: Microbiologie generala

Factorii care participa la homeostaza sunt extrem de complecsi si ei nu au

putut fi decat partial descoperiti. In general ei sunt dirijati de mecanisme genetice

determinate ( conform unui mesaj ereditar ).

8.2 CLASIFICAREA STARILOR DE IMUNITATE

Imunitatea organismului se poate clasifica din mai multe puncte de vedere:

dupa momentul instalarii - imunitate naturala ( innascuta)

- imunitate dobandita - activa - postinfectioasa

- postvaccinala

-pasiva

dupa locul la care substanta straina este interceptata de mecanismele de

aparare imunologica

- imunitate umorala

-imunitate tisulara ( celulara)

dupa intinderea sferei de interceptare

- imunitate locala

- imunitate generala

dupa persistenta in organism a antigenului generator de imunitate

- imunitate sterila

- imunitate nesterila ( premunitie)

dupa specificitatea biochimica a mecanismelor de aparare imunologica

-imunitate nespecifica ( paraimunitate)

- imunitate specifica

Imunitatea naturala ( innascuta) ; in conditii normale unele specii dispun de o

rezistenta absoluta fata de atacul unor microorganisme patogene – exemplu

pasarile nu se imbolnavesc de antrax , decat in conditii cu totul speciale . Speciile

refractare la anumite infectii sunt considerate ca dispun de imunitate naturala.

123

Page 124: Microbiologie generala

Imunitatea dobandita ( castigata ) ; indivizii biologici capata acest fel

de imunitate in cursul ontogeniei, fie in urma trecerii prin boala, fie in urma

vaccinarii cu diferite feluri de antigene specifice. Deci imunitatea poate fi

dobandita in mod natural, sau in mod artificial .

Toleranta imunologica; este o stare de incapacitate reactiva a

organismului de a reactiona specific cu anumiti antigeni cu care a venit in contact

in cursul maturizarii capacitatii sale imunologice. Toleranta imunologica este deci

un aspect particular al imunitatii castigate .

Imunitatea umorala ; este data de anticorpii existenti in umorile

organismului (aglutinine, precipitine, hemolizine, sensibilizine,etc). Ei

preantampina imbolnavirile, neutralizand microorganismele sau toxinele lor .

Imunitatea tisulara ; este data de o rezistenta specifica a tesuturilor,

jucand rolul preponderant in infectiile inframicrobiene (Levaditi si Nicolau).

Imunitatea locala ; de regula tesuturile direct interesate, adica

acelea care vin in contact nemijlocit cu antigenul, sunt imunizate mai intens si pe

o durata mai lunga decat restul tesuturilor organismului.

Imunitatea generala; este imunitatea care se instaleaza in diferite

tesuturi, in ordinea inversa sensibilitatii lor fata de antigenul respective.

Imunitatea sterila si nesterila; in cazul infectiilor latente, datorita

mentinerii unui echilibru intre micro-si macroorganism, acesta beneficiaza de un

grad ridicat de rezistenta fata de reinfecii (premunitie-Sergent). In imunitatea

nesterila, organismul se poate reactiva la infectia cu microorganismul care i-a

produs boala initiala.

Imunitatea pasiva ; este indusa de anticorpii din umorile

organismului trecut prin boala sau vaccinat, acesti anticorpi au capacitatea de a

neutraliza agentii infectiosi , atat in vivo cat si in vitro. Pentru obtinerea acestei

imunitati se folosesc serurile de convalescent sau cele hiperimune.

Animalele ce se folosesc la prepararea serurilor hiperimune trebuie sa fie perfect

sanatoase, dezvoltate, viguroase, de o anumita varsta, deci sa posede o

reactivitate optima .

Antigenul folosit la prepararea acestor seruri este reprezentat de culturi

microbiene sau inframicrobiene, toxine vii sau inactivate, triturate, de tesuturi sau

lichide organice.

124

Page 125: Microbiologie generala

Antigenul se inoculeaza dupa o schema de hiperimunizare, la intervale prestabilite

si pe cai diferite.

La intervale prevazute de tehnologia de lucru se face recoltarea serurilor,

urmarindu-se obtinerea celor mai inalte titruri (concentratiile maxime in anticorpi

specifici)

Serurile hiperimune asigura o protectie pasiva incomparabil superioara aceleia

conferita de serul imun de convalescent , iar mentinerea proprietatilor lor specifice

este mult prelungita in timp (3-4 ani pastrate in conditii corespunzatoare).

Un alt tip de imunitate pasiva este imunitatea transmisa pe cale maternala, care

poate fi:

diaplacentara;

colostrala-lactogena;

vitelina.

Sub denumirea de “schimburi imunitare” se intelege ansamblul interactiunilor de

ordin imunologic care au ca rezultat treceri reciproce sau in sens unic a atigenilor

sau anticorpilor intre organismul matern si fat.

Aceste procese se petrec fie in timpul vietii fetale la nivelul placentei, fie dupa

nastere, prin absorbtie intestinala. Traversarea transplacentara depinde de

permeabilitatea placentei , variabila de la specie la specie, de integritatea sau

alterarea ei.

Laptele este de regula mai sarac in anticorpi, decit serul sanguin. Anticorpii din

lapte pot fi adusi la un nivel mai ridicat prin vaccinarea mamelor in lactatie.

In afara de protectia pe care colostrul o asigura nou-nascutului fata de

diverse infectii, consumul lui este necesar organismului tinar, deoarece ii

furnizeaza materia protidica necesara sintezei anticorpilor specifici.

In unele boli virotice anticorpii nu pot strabate placenta, deaceea in aceste

boli se practica vaccinarea femelelor gestante cu 2-3 saptamini inainte de fatare,

astfel incit nou-nascutul sa poata beneficia de cantitatea optima de anticorpi din

senrul sauguin al mamei.

Cu totul astfel stau lucrurile privind transmitearea imunitatii de la pasari la

embrioni si anumne prin anticorpii prezenti in mediile oului, proveniti din

organismul pasarilor ouatoare. In acest caz se procedeaza la vaccinarea

specifica a gainilor ouatoare pentru a se asigura puilor eclozionati un grad de

125

Page 126: Microbiologie generala

rezistenta specifica destul de ridicat; aceasta rezistenta variaza in funtie de

microorganismul din care s-a obtinut vaccinul; vaccinurile antivirale se preteaza

mai bine decit cele antibacteriene.

8.3 ANTIGENUL

Se numeste antigen orice element sau substanta care produce anticorpi

cand este inoculat, pe cale parenterala, la un animal in organismul caruia nu se

gaseste acel element sau acea substanta.

Toate bacteriile au functie antigenica pentru animale deoarece ele nu fac

parte din structura normala a organismului animal.

Antigenii pot fi clasificati din mai multe puncte de vedere, astfel :

- dupa originea lor : - antigeni naturali

-antigeni artificiali

- dupa capacitatea de a produce anticorpi si de a reactiona cu ei in vitro :

- antigeni completi

- antigeni incompleti ( reziduali )

Antigenii naturali sunt complexe chimice care se gasesc in natura, adica in

organismul diverselor plante sau animale. Complexele chimice din umorile

organice sau din elementele figurate sunt antigeni naturali.

Antigenii artificiali sunt reprezentati de complexe chimice obtinute pe cale

sintetica, in laborator. Studiul antigenilor artificiali, initiat de Landsteinar a rezolvat

multe probleme de imunologie teoretica si practica.

Antigenii completi sunt reprezentati prin complexe chimice care, injectate la

un animal, produc anticorpi si reactioneaza cu ei in vivo si in vitro.

Antigenii incompleti ( reziduali, haptene) sunt substante chimice, in general

neproteice, provenite dintr-un antigen complet; acesta isi pierde insusirea de a

produce anticorpi, dar pastreaza inca proprietatea de a reactiona cu anticorpii

care au luat nastere prin inocularea antigenului complet din care s-a separat

haptena.

Capacitatea imunizanta a antigenului

126

Page 127: Microbiologie generala

O substanta chimica are si indeplineste functiuni antigenice cand:

- este un complex chimic cu molecula mare si in stare coloidala;

- este inoculata parenteral la un animal in stare de echilibru fiziologic;

- este este solubil in umorile organismului inoculat.

- nu exista ca atare in tesuturile organismului inoculat.

Intensitatea, precocitatea si durata imunitatii active depind in primul rand de

valoarea intriseca a antigenului.

Capacitatea imunizanta a antigenului depinde de:

- integritatea si specificitatea antigenului

- calitatea antigenului

- cantitatea antigenului, calea de inoculare a antigenului

Integritatea si specificitatea antigenului decid ca elementele generatoare de

imunitate da componenta antigenului sa aiba proprietatea de a forma substante

antiinfectioase corespunzatoare. Pe durata prepararii si conservarii antigenului

trebuie sa fie asigurate conditiile care sa evite degradarea componentelor cu

suport antigenic.

Unele antigene sunt mai bune generatoare de anticorpi decat altele, dar in

interiorul aceleiasi categorii intervin o serie de cauze care pot conditiona valoarea

lor calitativa; inocuitatea trebuie sa deposedeze antigenul total de nocivitate,

lasandu-i ne alterata proprietatea imunizanta.

In acest sens Lucam si Fedida claseaza vaccinurile antiaftoase in trei

categorii

- ineficace

- acceptabile

- eficace

Depasirea inactivarii asigura inocuitatea, in schimb reduce valoarea

imunizanta a preparatului.

Pe de alta parte, perzenta in vaccinuri a altor microorganisme vii sau

substante nespecifice cu actiune antagonista asupra proprietatii imunagene a

antigenului, ii reduc sau anihileaza valoarea imunogena sau produc reactii

postvaccinale adesea grave.

127

Page 128: Microbiologie generala

In cadrul aceleeasi specii bacteriene sau inframicrobiene pot exista diferite

variante si tipuri, care se deosebesc intre ele mai mult sau mai putin din punct de

vedere antigenic.

Astfel se poate vorbi de:

- tulpini antigenice

- tulpini antigenice

Cel mai caracteristic exemplu este virusul febrei aftoase care, pe langa

cele trei tipuri clasice A, O si C la care s-au mai adaugat si tipurile ASIA si S.A.T.,

sunt cunoscute mai multe variante afectate unui tip sau altuia; deaceea se impune

determinarea tipului sau variantei care produce imbolnavirile pentru a se folosi in

preventie vaccinul indicat.

Intre diferitele specii microbiene exista o mare variabilitate antigenica, insa

in unele cazuri, mai ales la speciile cu patogenitate limitata sau mai accentuata,

poate exista o apropiere antigenica, chiar o identitate aproape perfecta.

Aceeasi variabilitate antigenica se observa si in functie de tulpina, atat la

bacterii cat si la virusuri; obtinerea in decursul timpului a diferitelor tulpini

bacteriene si virotice, cu patogenitate redusa sau apatogene, a dus la concluzia

ca intre patogenitate si valoarea imunagena a microorganismelor nu ar fi o

legatura prea stransa. Totusi, trebuie retinut ca in general tulpinile total

apatogene, chiar pentru animalul tanar, desi creeaza imunitate specifica,

intensitatea si durata nu se pot compara cu a aceleia care se instaleaza dupa

vaccinare cu tulpini patogene sau cu un grad relativ de patogenitate.

Un exemplu evident il constituie imunitatea ce se instaleaza la animale

dupa trecerea prin boala, imunitate care este mult mai solida decat aceea de

dupa vaccinare.

Referitor la cantitatea antigenului, in unele cazuri cantitati mici de

microorganisme pot fi generatoare de imunitate; totusi in procesul de imunizare,

pentru a se atinge un grad de imunitate corespunzator este necesara o cantitate

determinata de antigen, in functie de natura lui, calea de inoculare, specia si

varsta animalului, etc.

Asa cum s-a aratat la capitolul “Infectia bacteriana “, calea de patrundere a

unui germen in organism conteaza foarte mult ( uneori avand chiar rolul hotarator

in reproducerea bolii ), tot astfel si imunitatea ce se instaleaza dupa administrarea

128

Page 129: Microbiologie generala

antigenelor este dependenta in mare masura de calea de patrundere a

antigenului in organism.

Antigenul se poate administra pe diferite cai :

- per os

- intradermic

- subcutan

- intramuscular

- intravenos

- pe cai naturale ; respiratorie, digestiva

Exista specii de antigene care provoaca o imunitate mai buna daca sunt

administrate pe anumite cai; exemplu inocularea intravenoasa da o imunitate

precoce, inocularea intrdermica in antrax da imunitate superioara.

Calea intracerebrala s-a dovedit mai buna imunagena pentru o serie de

virusuri care au afinitate speciala pentru sistemul nervos; vaccinarea aerosolica

se foloseste in unele boli virotice mai ales la efectivele de animale crescute in

sistem industrial, unde numarul densitatea indivizilor sunt ata de mari, incat ar fi

practic imposibila o alta modalitate de imunizare.

Capacitatea de imunizare a organismului

In procesul de imunogeneza se stabilesc relatii intre antigen si organism,

ambele influentandu-se reciproc. Acesti doi factori se pot completa unul pe altul,

in sensul ca un antigen de valoare ridicata poate suplini intr-o oarecare masura

anumite deficente ale potentialului imunogenetic si invers, un organism cu o

capacitate imunogena optima, se poate imuniza satisfacator chiar cu un antigen

mai slab.

Starea de intretinere si conditiile zooigenice bune sunt adesea factori

esentiali in ceea ce priveste instalarea unei imunitati corespunzatoare.

Unele stari fiziologice pot influenta instalarea imunitatii; starea de gestatie

stimuleaza capacitatea de productie a anticorpilor, inocularea de antigen la

animale bolnave poate modifica evolutia bolii, agravand-o, iar la cele cu stari

latente, le poate reactiva.

Reactia imunogenetica mai poate varia in functie de :

- specie

129

Page 130: Microbiologie generala

- rasa

- varsta

- individ

Impotriva bolilor comune mai multor specii animale, imunitatea ce se

instaleaza in urma vaccinarii se distinge ca timp de aparitie, intesitate si durata in

functie de specia respectiva. La unele specii regenerarea tesuturilor se face intr-

un timp mult mai scurt decat la alte specii si odata cu aceasta se pierde si starea

de imunitate pe care o aveau.

De exemplu, organismul pasarilor se imunizeaza foarte greu contra bolilor

bacteriene; acest fenomen se datoreste metabolismului extrem de activ al

pasarilor, ceea ce face ca o pasare vaccinata sa se imunizeze numai pentru

cateva luni, interval in care majoritatea celulelor cu capacitate imunologica sunt

inlocuite complet cu altele noi.

Intensitatea imunitatii poate sa difere la acelasi antigen si in functie de rasa

animalelor ce se vaccineaza; din 269 probe de ser recoltate de la negri din Africa

de diferite varste, de la nastere si pana la varsta adulta, Plagnol constata ca ele

aveau o concentratie mai scazuta in albumina si mai mare in globuline decat la

indivizii din zonele noastre.

Diferentele constitutionale si functionale, uneori total diferite, chiar la

produsii gemelari, echipamentul ereditar propriu fiecarui individ, conditiile de viata

ulterioara, posibilitatile de contaminare si o serie de alti factori care nu actioneza

in mod identic ca timp si intensitate asupra fiecarui individ, imprima o comportare

particulara fata de antigen, de la organism la organism.

Comportarea neuniforma se datoreste echipamentului ereditar diferit, tipului

de sistem nervos ( excitabil, echilibrat, slab excitabil ); la tipul nervos excitabil

raspunsul fata de diverse antigene este mai precoce si mai pronuntat decat la

celelalte tipuri, lucru demonstrat in titrul ridicat anticorpi specifici.

Varsta este un alt factor care influeteaza raspunsul imunologic : nou –

nascutii multor specii de animale parcurg o asa – zisa perioada nula – o

reactivitate redusa a sistemului anticorpoformator.

Ca si in infectie, sistemul nervos are rol esential si in imunitate. El participa

la reglarea factorilor celulari si umorali ai imunitatii, indeosebi a fagocetozei.

130

Page 131: Microbiologie generala

Acest rol a fost demonstrat si prin influenta somnului medicamentos asupra

formarii anticorpilor, numeroase cercetari relevand o scadere a elaborarii lor la

animalele narcotizate.

Nu se poate face un paralelism intre somnul medicamentos si mijloacele de

aparare generale. De altfel, in timpul somnului fiziologic are loc o diminuare si a

cerlorlalte functii, deci si ale altor sisteme ale organismului.

8.4 ANTICORPUL

Anticorpul este un produs de reactie al unui organism fata de un antigen.

Proprietatea esentiala a anticorpului o constituie capacitatea sa de a se

cupla numai cu antigenul care i–a dat nastere. Aceasta cuplare este deci specifica

si duce, in general, la modificarea proprietatilor fizice, chimice sau biologice ale

antigenului.

Modificarea antigenului prin anticorpi se soldeaza, uneori, fara neutralizarea

activitatii nocive a antigenilor microbieni – toxine sau germeni – ceea ce constituie

una din functiunile principale ale anticorpilor, si prin aceasta functiune se asigura

seropreventia si seroterapia.

Clasificarea anticorpilor

Din necesitati de sistematizare, anticorpii se clasifica din mai multe puncte

de vedere :

dupa originea lor : - anticorpi naturali sau normali

-anticorpi accidentali sau artificiali

dupa tipul de reactie pe care il da cu antigenul :

-anticorpi neutralizanti

-anticorpi coagulanti

-anticorpi peptizanti

-anticorpi blocanti ( incompleti )

-anticorpi antiorgane vii

Anticorpii naturali sau normali sunt anticorpii cu care un organism se naste;

exemplu sunt indivizii din specia umana care detin anticorpi fata de globulele rosii

131

Page 132: Microbiologie generala

ale altor indivizi din aceeasi specie (aglutinimele) a si b din plasma sangvina sunt

active fata de globulele rosii ale unor indivizi din aceeasi specie ).

Exista insa si heteroanticorpi naturali; exemplu serul de gaina contine

anticorpi pentru globulele rosii de iepure.

Anticorpii accidentali sau artificiali se gasesc in serul sangvin al unui

organism care a venit in contact cu un antigen. Anticorpii artificiali nu se gasesc la

toti indivizii unei specii, ci numai la unii din ei si anume la cei care, accidental, au

venit in contact cu antigenul.

Anticorpii care se nasc intr-un organism prin contactul cu antigenul se mai

numesc si imunoanticorpi: prezenta acestor imunoanticorpi la un numar mare de

indivizi din aceeasi specie este legata de raspandirea antigenilor respectivi in

natura.

Anticorpii neutralizanti sunt anticorpi si antitoxine care neutralizeaza

microorganismele.

Anticorpii coagulanti sunt de tipul aglutinine, precipitine.

Anticorpii peptizanti sunt reprezentati de bacteriolizine, hemolizine, etc.

In cazul cand imunizarea se face cu un singur antigen care are o singura

grupare, se fomeaza numai un singur anticorp. Prin imunizarea cu un complex

antigenic, pot aparea anticorpi fata de antigenele somatice si flagelare.

Prezenta mai multor grupari determinante in acelasi antigen poate duce la

aparitia unor anticorpi diferiti.

Anticorpi blocanti ( incompleti ) sunt un tip aparte de anticorpi, descoperiti

odata cu studiul mamelor Rh negative. Serurile acestor mame nu pot provoca

aglutinarea globulelor rosii corespunzatoare. Acesti anticorpi au grade diferite de

activitate si sunt legati de fractiuni diferite ale globulinei ale globulinei serice.

Anticorpii antiorgane vii pot provoca procese autoimune care determina

leziuni distinctive, datorita unui mecanism complex de specificitate organica.

Mai exista un sistem clasificare a anticorpilor dupa O.M.S., in functie de :

greutatea moleculara

indice de sedimentare

caractere electroforetice

Dupa acest criteriu, anticorpii la om pot fi clasificati in :

- lg – M ( imunoglobuline – macroimunoglobuline )

132

Page 133: Microbiologie generala

- lg – A ( imunoglobuline A )

- lg – G ( imunoglobuline G ) – reprezinta 90 % din totalitatea

anticorpilor

Proprietatile fizico – chimice ale anticorpilor

Anticorpii sunt de natura proteica. Aceasta afirmatie se sprijina pe

constatarea ca un ser imun pierde acest atribut atunci cand este supus actiunii

unor factori fizici sau chimici. Ei se pot inactiva prin caldura, prin actiunea

enzimelor proteolitice sau a unor substante chimice, devin sensibili la inghet si

dezghet repetat, etc.

Deci anticorpii se comporta ca toate proteinele, ei insisi fiind globuline cu

greutate moleculara variabila. Ei au o structura moleculara, formate din patru

lanturi de polipeptide care pot fi :

- lanturi lungi ( H )

- lanturi scurte ( L )

Ambele lanturi lungi sunt identice intre ele, ca si lanturile scurte

Anticorpogeneza

Exista mai multe teorii asupra anticorpogenezei, in urma carora a rezultat o

concluzie comuna si anume ca formarea anticorpilor are loc prin determinism

genetic.

- Teoria Buchner ; pretinde ca anticorpul nu este decat o modificare a

moleculei de antigen. Ea a fost infirmata ulterior.

- Teoria Ehrlich ; cunoscuta sub numele de « teoria catenelor « , se

bazeaza pe fenomenul de afinitate specifica intre antigen si anticorp.

- Teoria Gamaleea sau «  teoria amprentelor «, dupa care anticorpii nu

sunt altceva decat corpusculii rupti din celula care poarta pe suprafata lor

amprenta antigenului care le-a dat nastere.

- Teoria clonala care considera ca organismul animal poseda un

« dictionar «  indreptat impotriva tuturor antigenelor straine. Elementele

133

Page 134: Microbiologie generala

acestui « dictionar «  depind din punct de vedere genetic de factorul

intamplare ( mutatie ), care realizeaza toate specificitatile posibile.

Conform teoriei selectiei clonale, o celula poate forma un singur fel de

anticorpi si anume in sensul in care ea este genetic preformata.

- teoria matricei « defineste anticorpii ca molecule de globulina modificate

sub influenta antigenului;

- teoria enzimatica considera ca se produc modificari in metabolismul

enzimelor care concura la sinteza proteinelor datorita patrunderii

antigenului in organism. Aceste modificari se transmit pe cale ereditara si

celulelor fiice, nemaifiind necesara prezenta antigenului in organism

pentru sintetizarea moleculelor de proteina-anticorp.

Locul de formare al anticorpilor si indeosebi al celor serici a fost foarte mult

timp controversat, existand mai multe ipoteze :

- Ipoteza formarii locale a anticorpilor; nu se poate afirma ca nasterea « 

locala «  a anticorpilor este caracteristica. Se admite aceasta posibilitate

dar se sustine ca anticorpii sunt formati de catre celulele care

sintetizeaza si gamaglobulina normala.

- Ipoteza formarii anticorpilor in celulele capabile sa fagociteze, acestea

fiind reprezentate de celulele din splina, maduva osoasa, ganglioni

limfatici, etc.

Aceste celule se considera imunologic competente si sunt divizate in :

- limfocite; celule circulatorii, sub forma matura sau imatura

- celule plasmatice ( plasmocite ), de asemenea mature sau imature

- celule S.R.E. ( din sistemul reticulo-endotelial ).

Oricare ar fi aceste teorii si ipoteze, este cunoscut si unanim acceptat faptul

in producerea anticorpilor sistemul nervos central si vegetativ au un rol esential.

De asemenea hormonii influenteaza anticorpogeneza, precum si procesele de

imunitate

Procesele imunologice se supun legilor fiziologice generale si deci si legii

excitatiei si inhibitiei; o stare de excitatie provocata de un antigen este urmata de

o stare de inhibitie, faza in care organismul nu mai raspunde la actiunea

antigenului.

134

Page 135: Microbiologie generala

Dupa un anumit timp faza de inhibitie este depasita, organismul

recapatandu-si excitabilitatea normala, sau chiar mai ridicata.

Aceste fenomene determina dinamica formarii anticorpilor, fenomen foarte

important in instalarea imunitatii : anticorpii serici apar timpuriu, incepand de la 5

zile, pentru a ajunge la concentratia maxima intre 15-50 zile, se mentin la acest

nivel un timp scurt, dupa care incep sa scada pana la cantitati infime,

nedecelabile.

8.5 REACTIILE DINTRE ANTIGEN SI ANTICORP

Anticorpul are afinitate pentru antigen si anume pentru antigenul sub a

carui

influenta si a carui prezenta a luat nastere .

Aceasta afintiate a anticorpului numai pentru antigenul care l-a generat

constituie o lege care regleaza relatiile dintre antigen si anticorp si anume legea

specificitatii .

Intre diversele antigene si anticorpii corespunzatori exisata atat in vitro, cat

si in vivo o interdependenta stransa de regula antagonista, de neutralizare.

Deoarece specificitatea anticorpului este determinata de structura chimica

a antigenului si conditionata de gruparile sale determinante, este logic sa se

admita ca reactia dintre antigen si anticorp este conditionata de gruparile reactive

ale ambelor componente .

Mecanismul unirii antigenului cu anticorpul a fost studiat in numeroase

tratate si lucrari de cercetare, iar rezultatul acestora a fost elaborarea mai multor

teorii care stau la baza explicatiilor actuale privind mecanismul reactiilor de

imunitate :

teoria Ehrlich

teoria Bordet

teoria Ahrenius-Madsen

teoria coeziunii

Ehrlich este primul cercetator care incearca sa dea o explicatie fenomenului de

unire antigen- anticorp, emitand teoria ca aceasta s-ar face pe cale chimica,

asemanatoare unei combinari chimice intre un acid puternic si o baza puternica .

135

Page 136: Microbiologie generala

Bordet formuleaza o explicatie noua , principial deosebita. El vede in

combinarea antigen- anticorp un fenomen de adsorbtie si nu de combinatie

chimica- reversibila sau ireversibila.

Autorul pornea de la ideea ca atat antigenul cat si anticorpul, fiind coloizi, se

supun legilor chimiei coloizilor. Nicolle dezvolta mai departe acest punct de

vedere sustinand ca numai proteinele in stare coloidala au proprietati antigenice.

Ahrenius-Madsen; este o teorie asemanatoare teoriei lui Ehrlich , conform

careia cuplarea antigen-anticorp este similara unei cobinatii intre acizi si baze

slabe, de aceasta data, care este reversibila si se supune legii actiunii maselor .

Teoria coeziunii admite ca la baza unirii dintre antigen si anticorp sta

fenomenul de coeziune, datorita desenului celor doua molecule ,de antigen si

anticorp , care formeaza figuri in mozaic echivalente si complementare, ele

combinandu-se deandata ce se intalnesc .

Teoria coeziunii a fost dezvoltata si de alti cercetatori care nuanteaza acest

fenomen, denumindu-l diferit si totusi asemanator; “teoria grilajelor ‘’, “teoria

armaturii’’.

Cuplarea antigenului cu anticorpul duce la constituirea unui complex cu

insusiri noi si diferite, atat de antigen cat si de anticorp.

Antigenul si anticorpul se comporta deci , in complex , altfel decat fiecare

element luat in parte si este de presupus ca ambii constituienti sufera modificari

mai mult sau mai putin profunde prin intrarea lor in complexul antigen –anticorp.

Modificarile anticorpului au fost mai putin urmarite, in schimb cele suferite

de antigen au constituit obiectul de studiu a extrem de numeroase cercetari, ele

avand largi aplicartii practice in domeniul biologiei in general si al medicinei in

special.

Aceste modificari impuse antigenului prin anticorpi si-au gasit aplicatii in

diagnosticul speciilor bacteriene si al infectiilor bacteriene . in acelasi timp ele

explica mecanismul actiunii infectioase a anticorpilor .

Deoarece aceste reactii se folosesc in mod obligatoriu in laboratoarele de

microbiologie, insistam in a la prezenta succint , ca principiu si interpretare,

Sensibilizarea particulelor antigenice de catre anticorpi se poate face prin :

aglutinare

-rapida –directa pe lama

136

Page 137: Microbiologie generala

-lenta - in tuburi de reactie

-in stare nascanda – in medii de cultura

precipitare ; seroprecipitare

serofloculare

citoliza

bacterioliza

hemoliza

reactia de fixare a complementului (RFC)

opsonizarea

neutralizarea toxinelor

neutralizarea virusurilor

activitatea citotoxica

neutralizarea fermentilor

neutralizarea anticorpilor prin anticorpi

Aglutinarea bacteriilor de catre anticorpii prezenti in serurile

imune este urmarea cuplarii anticorpilor cu antigenii aglutinabili continuti de catre

unele bacterii . Principial, pentru a face o reactie de aglutinare sunt necesare

serul agglutinant si antigenul . Serul aglutinant trebuie sa aiba o activitate

cunoscuta, iar antigenul constituit dintr-o suspensie microbiana omogena si

stabila .Cele doua elemente pot fi puse in contact intr-o picatura pe o lama

(metoda rapida), in tuburi de reactie (lenta) sau in mediul de cultura (metoda in

stare nascanda). Reactia de aglutinare poate fi vazuta cu ochii liberi , cu lupa sau

la microscop, ea putand aparea in cateva minute sau cateva ore la temperatura

de 37 0C . Viteza de aparitie este in functie de activitatea serului si de natura

antigenului.

In cursul aglutinarii anticorpii din ser se consuma prin cuplarea lor cu

antigenul; aceasta cuplare se poate pune in evidenta prin metode volumetrice,

constatandu-se ca o suspensie bacteriana care a adsorbit anticorpii respective isi

mareste volumul cu 20% .

Reactia de seroaglutinare este todeauna specifica; cand un ser a aglutinat o

bacterie, acest lucru dovedeste ca bacteria respectiva contine cel putin un

antigen caruia ii corespunde un anticorp in serul folosit.

137

Page 138: Microbiologie generala

Precipitarea se bazeaza pe constatarea ca proteinele animale sunt

precipitate de anticorpii pe care ele i-au preodus in organismul animal. Aceasta

reactie are largi utilizari in medicina legala , controlul si expertiza produselor

alimentare, serviciile de diagnostic, laboratoare de microbiologie , litigii, etc .

Principiul consta in folosirea serurilor precipitante care contin anticorpi cu actiune

precipitanta (precipitine) in identificarea antigenului dintro solutie de culturi

bacteriene .

Seroprecipitarea se executa in tuburi de reactie si se apreciaza prin

observarea inelului albicios de la suprafata de separare a celor doua lichide.

Seroflocularea se executa dupa acelasi principiu, numai ca se folosesc

solutii crescande de ser; prin agitarea tuburilor se produce, in situatia reactiei

positive, opacifierea continutului produsa de combinatia antigen-anticorp. Reactia

de seroprecipitare este foarte sensibila , putandu-se pune in evidenta cantitati

infinitezimale de antigen.

Citoliza este fenomenul de sensibilizare a celulelor fata de actiunea litica a

alexinei (complementului), despre care am amintit in capitolul anterior. Alexina are

proprieteti litice in special fata de bacteriile saprofite, dar si fata de unele celule

bacteriene sau animale (hematii in special ) daca acestea, adica antigenii lor , au

fixat anticorpii respective.

Bacterioliza reprezinta actiunea bactericida a unui ser imun , in vivo sau in

vitro. Ea are doua faze; mai intai are loc sensibilizarea celulelor bacteriene, iar in

a doua faza intervine principiul litic normal – alexina . Alexina poate liza singura

germenii saprofiti, dar nu este activa fata de germenii patogeni decat dupa ce

acestia au fost pregatiti prin actiunea anticorpului specific. Animalele neimunizate,

neposedand anticorp specific, nu rezista invaziei bacteriilor patogene. Alexina ,

desi este prezenta in aceste organisme, este lipsita, singura , de eficacitate . Ca

si celelalte reactii antigen-ntiocorp, bacterioliza reprezinta un fenomen specific.

Hemoliza inseamna distrugerea globulelor rosii de catre serul imun, avand

loc atat in vivo cat si in vitro . Injectand globule rosii ale unei specii animale la un

animal din alta specie, iau nastere anticorpi care hemolizeaza globulele rosii ale

acestei din urma specii .

138

Page 139: Microbiologie generala

Principiul care se gaseste in serul normal si care nu are nici un fel de

actiune asupra globulelor rosii normale, dar hemolizeaza pe cele care au adsorbit

anticorpul, este alexina .

Reactia de fixare a complementului (RFC) ; reprezinta un aspect

particular al reactiei de hemoliza care consta in principiu in folosirea a doua

sisteme;

sistemul bacterian - antigen

- anticorp

- alexina

sistemul hemolitic -ser hemoltic

-suspensie de globule rosii diluata

Dupa prepararea acestor doua sisteme, ele se amesteca si dupa 15-20

minute, la temperatura de 370C se face citirea reactiei, care poate fi:

negativa, cand se produce hemoliza

pozitiva, cand nu se produce hemoliza, deci cand s-a constituit

prima faza a reactiei complexul fixator de alexina.

In medicina umana si veterinara, reactia de fixare a coplementului se

foloseste pe scara larga in diagnosticul unor boli importante ; sifilis, morva, durina

.

Opsonizarea este o reactie antigen – anticorp care consta in

sensibilizarea antigenilor fata de fagocite. Opsonizarea se datoreste prezentei in

serul imun a unui principiu – opsonina sau mai exact imunopsonina , care

actioneaza in mod specific, stimuland fagocitoza .

Neutralizarea toxinelor inseamna sensibilizarea toxinelor bacteriene fata de

factorii destructivi din organism. Majoritatea toxinelor animale, vegetale si

bacteriene contin fractiuni hemolitice a caror actiune poate fi neutralizata prin

anticorpii specifici Se poate demonstra, in vivo si in vitro, neutralizarea

produsului toxic de catre anticorpii care au luat nastere intr-un oraganism prin

injectarea acestui produs .

Neutralizarea virusurilor ; s-a constatat ca un amestec de ser imun si virus

devine dupa un contact de o ora sau mai mult, inactive. S-a tras astfel concluzia

ca serul imun are proprietati virulicide si ca actioneaza asupra virusului ca o

substanta antiseptica oarecare, adica distruge iremediabil , virusul.

139

Page 140: Microbiologie generala

Substantele antivirus, din serurile immune, ca si substantele antibacteriene

si antitoxice din serurile immune respective nu distrug virusul, dar il impiedica sa-

si exercite prerogativele sale de patogenitate. Virusul, prin contactul cu serul

imun, nu este distrus, dar prezenta serului imun il impiedica sa produca infectia.

Serul imun este antivirulent, dar nu virulicid, el neutralizeaza virusul, inactiveaza

activitatea sa patogena, dar nu-i modifica proprietatile sale esentiale.

Activitatea citotoxica ; in prezenta alexinei , anticorpii sunt capabili sa

produca efecte nocive nu numai asupra celulelor bacteriene sau globulelor rosii, ci

si asupra altor celule. Asa sunt serurile leucotoxice, organotoxice (antihepatic,

antipancreatic) care pot produce prin inoculare la animalele de la care s-au

recoltat, afectiuni mai mult sau mai putin grave.

Neutralizarea fermentilor . Orice substanta atigenica provoaca, in vivo,

aparitia anticorpilor. Manifestarile anticorpului sunt variate si, in general , adecvate

naturii antigenului. O toxina bacteriana va produce o antitoxina. Unele bacterii dau

nastere la anticorpi litici.

Fermentii bacterieni pot si ei da nastere la anticorpi care inhiba unele

functiuni ale bacteriilor, de exemplu fermentii zaharolitici si gelatinolitici pot fi

inhibati de catre anticorpii aflati in serurile immune, asemenea inhibarii fermentilor

care produc acidul formic si acetic in unele culturi tratate cu ser imun.

Neutralizarea anticorpilor prin anticorpi. Anticorpii, prin natura lor chimica,

sunt materii antigenice si produc anticorpi cind sunt injectati la un animal din alta

specie decit aceea care i-a furnizat. Problema neutralizarii anticorpilor prin alti

anticorpi poate imbraca si alte aspecte cu interes practic imediat; astfel s-a putut

dovedii ca injectarea repetata a aceluiasi ser imun la un animal nu se mai traduce,

dupa citeva administrari prin aceeasi capacitate protectoare care o avea la

inceput. Valoarea sa protectoare scade datorita neutralizarii anticorpilor din serul

imun prin anticorpii formati in urma inocularilor repetate ale unui ser imun

provenind de la aceeasi specie animala.

Inhibarea hemoaglutinarii. Asa cum s-a aratat, globulele rosii ale diferitelor

specii de animale pot fi aglutinate de un virus. Actiunea aglutinanta a virusului

poate fi inhibata, in mod specific, prin anticorpii respective. Virusul cuplat cu

anticorpul nu mai produce, intradevar, hemoaglutinarea. Aceasta constatare are

importanta practica in diagnosticul unor boli infectioase inframicrobiene grave,

140

Page 141: Microbiologie generala

indeosebi la pasari, la care se utilizeaza in mod obisnuit reactia de inhibare a

hemoaglutinarii prin ser imun, sau in grupa umana.

8.6 FENOMENE DE HIPERSENSIBILIZARE

Starea de hipersensibilitate este o modificare a reactivitatii organismului,

sub actiunea unui antigen, care se traduce prin scaderea rezistentei organice si

aparitia de accidente imunopatologice (variabile ca intensitate, de la simplul

eritem la socul mortal).

Intre starea de imunitate propriu-zisa si starile de hipersensibilitate exista

legaturi strinse, Ambele sunt rezultatul aparitiei de anticorpi si ambele se

realizeaza ca fenomene dinamice prin ciocnirea antigen-anticorp specific.

Diferenta consta in modul de actiune al reactiei antigen-anticorp asupra

organismului; imunitatea este o stare utila a organismului, iar hipersensibilitatea o

stare patologica. Acesta este motivul pentru care unii autori atribuie acestei stari

patologice denumiri simbolice ca” anafilaxie” si “alergie” .

Anafilaxia provine etimologic de la “ana” = contra si “philaxis” = protectie,

pe cind alergia este = “ alta reactie” – “allos” = alt si “ergon” = reactia.

In descrierea si interpretarea starilor de hipersensibilitate se utilizeaza

urmatoarea terminologie si clasificare:

- hipersensibilitate de tip imediat;

- hipersensibilitate de tip intirziat.

Deosebirea fundamentala dintre aceste doua forme de hipersensibiliate nu

este timpul de aparite a lor, ci faptul ca in toate reactiile de tip imediat serul

animalelor contine anticorpi specifici impotriva antigenului sensibilizant, anticorpi

decelabili care pot fi transferati prin injectie unor nimale sanatoase.

Dimpotriva, hipersensibilitatea de tip intirziat nu poate fi transmisa prin

trensfer pasiv prin injectii cu ser de la animale in stare de hipersensibilitate.

Reiese clar ca in ambele forme de hipersensibilitate rolul principal il joaca

anticorpii care cupleaza antigenul, dar in cea de tip imediat anticorpii se afla in

singe, pe cind in cea intirziata ei sunt legati intim de cellule.

Hipersensibilitatea de tip imediat se mai numeste anafilaxie sau alergie

imediata, iar cea de tip intirziat se mai numeste alergie propriu-zisa.

141

Page 142: Microbiologie generala

Specificitatea reactiilor anafilactice este analoaga celei a tuturor reactiilor

serologice, perioada de realizare (incubatia) dureaza circa zece zile si ea poate fi

transmisa pasiv.

Reactia anafilactica are doua cauze principale:

- contractia musculaturii netede;

- fenomenele hemovasculare; edeme, scaderea coagubilitatii, leucopenie.

Pentru explicarea anafilaxiei s-au dezvoltat mai multe teorii, dintre care

cele mai importante sunt:

- teoria celulara;

- teoria umorala;

- teoria toxica: - anafilatoxina;

-activarea proteazelor;

-mediatori anafilactici(histamina, acetilcolina)

-complementul (alexina).

Teoria celulara sustine ca unirea antigenului cu anticorpul se realizeaza in

intimitatea celulei; numai daca se face in afara celulei apare anafilaxia.

Teoria umorala, porneste de la ideea ca nu conteaza locul unde se face

unirea antigen-anticorp, esential este ca in urma acestei uniri sa ia nastere o serie

de substante toxice care sa provoace fenomenele patologice cunoscute in

anafilaxie.

Anafilatoxina este o substanta nociva, de tip toxic care ia nastere in

organism ca urmare a reactiei antigen-anticorp, ea participind la realizarea

accidentelor vasculare.

Activarea proteazelor, in special a enzimelor proteolitice, produce

desfacerea substantelor proteice complexe, componenti normali ai organismului,

in substante intermediare, toxice.

Mediatorii anafilactici, de tip histamina si acetilcolina, sunt substante

eliberate de cellule, care provoaca reactia de soc a unor organe.

Complementul (alexina) este o substanta cu reale proprietati agresive,

joaca un rol important in formarea anafilatoxinei si in activarea proteazelor.

Hipersensibilitatra de tip intirziat (alergia propriu-zisa)

Aceasta stare poate fi clasificata in:

- hipersensibilitate de tip intirziat de origine infectioasa (specifica);

142

Page 143: Microbiologie generala

- hipersensibilitate de tip intirziat nespecifica.

In hipersensibilitatea de tip intirziat, spre deosebire de anafilaxie, ciocnirea

intre antigen si anticorp are loc la nivelul celulelor, ea depinde foarte putin de

anticorpii circulanti si foarte mult de cei legati de celule. Alergia specifica este

descrisa in unele boli infectioase ca tuberculoza, bruceloza, listerioza si se

testeaza prin probele de tuberculinare, maleinizare sau prin reactia la

brucelohidrolizat; aceste teste reprezinta un factor de seama in profilaxia si

combaterea acestor boli infectioase.

Hipersensibilitatea de tip intirziat nesepecifica consta in raspunsul alergic la

un alt antigen revelator decit acela care a servit la sensibilizare.

Starile de alergie propriu-zise imbraca mai multe forme:

- autoalergia;

- paraalergia;

- alergine de infectie (endoalergiile)

Autoalergia, este o stare alergica provocata de alergeni care au luat

nastere in insusi organismul alergizat, pe seama propriilor lor proteine.

Paraalergia, este starea de hipersensibilitate pe care un organism

hipersensibilizat cu un alergen o prezinta fata de un alt alergen. Este o alergie

heteroloaga si constituie o abatere de la legea specificitatii reactiilor dintre antigen

si anticorp.

Alergiile de infectie (endoalergiile) sunt stari de hipersensibilitate fata de

parazitii insisi sau fata de unii constituenti ai acestora.

Paraimunitatea

Paraimunitatea este starea de rezistenta pe care un organism, rezistent

fata de un germen, o prezinta si fata de alt germen.

143

Page 144: Microbiologie generala

Fenomenul de paraimunitate nu este general, in sensul ca nu orice antigen

(bacterie sau inframicrob) este capabil sa provoace intr-un organism, pe linga o

stare de imunitate fata de el insusi si o rezistenta fata de alti antigeni.

In cazurile cind se constata procese de paraimunitate, acestea sunt uneori

datorate inrudirii antigenice sau capacitatii pe care le au unii antigeni de a mari

potentialul defensiv general sau local al organismului, aceste procese fiind lipsite

de specificitate .

144

Page 145: Microbiologie generala

PARTEA a-II-a

MICROBIOLOGIE APLICATA

CAPITOLUL I

METABOLISMUL MICROBIAN

1.1 Definitie, caracteristici, cai metabolice

1.2 Metabolismul energetic

1.3 Metabolismul de biosinteza

1.4 Transportul substantelor

1.1 DEFINITIE, CARACTERISTICI, CAI METABOLICE

Definitie - Denumirea de metabolism vine din limba greaca, insemnand

schimbare, modificare. Asadar se poate defini metabolismul microbian ca

reprezentand totalitatea schimbarilor chimice, fizice si morfologice care au loc in

celula microorganismului.

Prin metabolism substantele din mediu sunt transformate (metabolizate) in

constituienti celulari, energie si produsi de metabolism.

Microorganismele autotrofe metabolizeaza substante anorganice.: dioxidul

de carbon, apa, nitratii, elemente metaloide, compusi radioactivi. Cele heterotrofe

folosesc in metabolism atat compusi anorganici cat si substante organice. Unii

produsi, rezultati in urma activitatilor metabolice, prezinta o importanta deosebita

in multe domenii precum agricultura, alimentatia, productia de medicamente,

medicina umana si veterinara, etc.

145

Page 146: Microbiologie generala

Caracteristicile principale ale metabolismului pot fi considerate urmatoarele:

prin reactiile metabolice se produce energie care se foloseste imediat in

procese de biosinteza, crestere, transport sau se stocheaza sub forma

esterilor fosforici ai unor acizi nucleici (de ex. adenozin fosfatii - ADP, ATP).

reactiile metabolice dau nastere constituientilor celulari si enzimelor

implicate in metabolism;

metabolismul este un proces ciclic cu autoreglare ce mentine stabilitatea

celulei, specificitatea si intensitatea reactiilor intracelulare, randamentul

optim al activitatii celulare;

reactiile metabolice evolueaza dupa principiul eficientei maxime, adica

productivitate maxima in reproducere, cu consum minim de energie;

toate reactiile biochimice metabolice sunt produse si catalizate de enzimele

celulei, ce pot actiona (in functie de specificul fiecareia) in interiorul sau

exteriorul microorganismului.

in procesele metabolice sunt implicati toti componentii celulei, cu exceptia

acizilor nucleici, care avand rol ereditar, raman neschimbati.

Necesitatea intelegerii modului de desfasurare a metabolismului

microorganismelor rezulta din consecintele practice ale acestuia, printre care se

amintesc:

dezvoltarea unor procedee si practici adecvate impiedicarii proliferarii unor

microorganisme daunatoare sau nedorite de om, in profilaxia si

combaterea unor boli;

stabilirea unor biotehnologii si logistici necesare obtinerii unor produse de

utilitate societatii umane, cum ar fi: alimente, medicamente, vitamine, etc.;

aplicarea in practica a unor procedee de ecologizare si refacere a mediului

ambiental cum ar fi degradarea si utlizarea deseurilor, refacerea terenurilor

degradate de scurgerile petroliere prin utilizarea microorganismelor, etc.;

bioingineriile genetice, etc.

146

Page 147: Microbiologie generala

Caile metabolice prin care se desfasoara reactiile biochimice au loc in secvente

enzimatice ce pot produce un metabolit intermediar sau unul final. Numim

metaboliti produsele care participa la metabolism, atat cele ce sunt metabolizate,

cat si cele rezultate in urma metabolizarii.

Caile metabolice sunt dinamice, interdependente, se pot desfasura

secvential si (sau) simultan, desfasurarea lor fiind functie de mai multe variabile,

printre care:

caracteristicile si specificitatea microorganismului;

specificul, compozitia si concentratia substratului metabolizat;

caracteristicile mediului (temperatura, umiditate, etc.) in care isi desfasoara

activitatea microorganismul;

concentratia metabolitilor rezultati sau folositi in reactii;

prezenta sau absenta unor substante specifice activatoare, inhibitoare,

inductoare ale microorganismului sau a unor secvente metabolice.

Desfasurarea secventelor poate fi liniara, atunci cand metabolitul rezultat din

reactia enzimatica este folosit ca substrat in urmatoarea treapta, constituind astfel

un lant liniar. Alte cai metabolice au o desfasurare ciclica, in care metabolitul

utilizat la inceput poate fi regenerat pentru a-l folosi in initierea unui alt tur al

ciclului. In anumite stadii secventiale, caile metabolice pot avea o desfasurare

ramificata, una sau mai multe secvente producand metaboliti intermediari folositi

ca substrat (reactant) pentru o urmatoare secventa (situatie in care tipul de cale

metabolica este denumit ramificat convergent). Alteori, daca metabolitul

intermediar este folosit ca substrat in doua sau mai multe secvente cu

desfasurare simultana, atunci se poate spune ca avem de a face cu o cale

metabolica divergenta.

In metabolismul microbian sunt implicate doua tipuri de reactii biochimice,

si anume:

1. reactii care au loc cu eliberare de energie (exergonice) cunoscute sub numele

de reactii de degradare sau de catabolism (grec. katabole = distrugere,

desfacere), acest tip de metabolism purtand numele de metabolism energetic ;

147

Page 148: Microbiologie generala

2. reactii de biosinteza, de anabolism (grec. ana = in sus, bole = aruncare) sau

de conversie, consumatoare de energie (endergonice) prin care sunt

sintetizate substantele compusilor nucleari, citoplasmatici, enzimele si alti

compusi specifici celulelor microorganismelor, acest tip de metabolism fiind

cunoscut sub numele de metabolism de biosinteza, sinonimele sale fiind

anabolismul si metabolismul convertiv.

Cele doua aspecte ale metabolismului reprezinta in fapt doua laturi contrarii

ale unui fenomen unitar, procesele de catabolism si anabolism se presupun

reciproc, se conditioneaza unul pe altul si se desfasoara simultan in celula

microorganismului. Interconditionarea celor doua tipuri de reactii este determinata

de faptul ca energia rezultata din reactiile catabolice exergonice este folosita sub

forma compusilor macroergici (grec. makros = mare, ergasthai = a lucra) in reactii

anabolice consumatoare de energie (sunt cunoscuti multi compusi organici care

inmagazineaza energia, printre care amintim: esterii fosforici ai acizilor nucleici,

nucleofosfatii ca adenozin, uridinfosfatii, acetil erenzima A, etc.). De asemenea, o

parte din metabolitii rezultati din reactiile catabolice pot constitui, partial sau total,

reactanti de initiere (substrat ce este folosit) a unor cai anabolice ce conduc la

sinteze de compusi celulari necesari dezvoltarii si existentei microorganismului.

Prin urmare, caile metabolice centrale , descrise mai inainte, care indeplinesc atat

functia energetica cat si cea de furnizoare a precursorilor pentru biosinteza, sunt

cunoscute sub denumirea de cai amfibiolice (grec. amphi = amandoua, dublu).

Atunci cand o cale metabolica centrala este blocata in functionarea ei,

datorita folosirii intermediarilor rezultati in procesele de biosinteza, apar noi cai

colaterale, auxiliare, cunoscute sub denumirea de cai metabolice anaplerotice.

Prin folosirea acestor cai, celula microbiana se adapteaza rapid la conditii foarte

diverse de mediu.

Functionarea si interactiunea celor patru tipuri de cai metabolice sunt

reglate de niste reactii de tip special (pace-maker), ce intersecteaza punctele

esentiale.

148

Page 149: Microbiologie generala

1.2 METABOLISMUL ENERGETIC

Metabolismul energetic (catabolic) se desfasoara in doua faze:

1. faza descompunerii enzimatice a macromoleculelor in partile lor constitutive:

aminoacizi, monoglucide, acizi grasi, etc., fara producere de energie utilizabila;

2. faza degradarii exergonice a constituientilor formati in prima faza, cu

producerea unor cantitati importante de energie, utilizabila in alte reactii

biochimice; energia este inmagazinata in compusi macroergici de tipul

nucleotid fosfatilor.

Degradarea are loc prin reactii de oxido-reducere in care o substanta donor

doneaza un electron sau un ion de hidrogen unui acceptor, care astfel sufera o

reducere. Reactiile redox sunt reversibile si catalizate enzimatic.

Metabolismul catabolic (energetic) este cunoscut si sub denumirea de

respiratie celulara si are urmatoarele caracteristici:

se desfasoara etapizat (in trepte);

energia se elibereaza in fractiuni, prin reactii de tip redox;

energia eliberata este inmagazinata in compusi chimici macroergici de tipul

nucleotid fosfatilor si utilizata in reactii de biosinteza (anabolice), energie

echivalenta cu 7.3 kcal/mol;

reactiile din metabolismul catabolic sunt juxtapuse celor anabolice;

celula microorganismului se "incarca" cu o cantitate de energie specifica,

cunoscuta ca incarcare energetica sau energie potentiala, ce este data de

suma concentratiilor compusilor chimici macroergici inmagazinati (de ex.:

ATP + ADP + AMP care reprezinta cca 15 micromoli / g.s.n. celulara)

putand fi calculata cu relatia: Ep = 0.5 (ADP) + 2(ATP) / (AMP) + (ADP) +

(ATP)

Se intalnesc trei tipuri de respiratie celulara si anume:

149

Page 150: Microbiologie generala

1. FERMENTATIA - reprezinta procesul biologic de oxido-reducere

producator de energie, in care substantele organice sunt si donori si acceptori de

electroni, ca de exemplu zaharurile care prin degradare produc energie

inmagazinata in forma de ATP (cca 30%) format prin reactii de fosforilare.

Fermentatia constituie modalitatea principala de procurare a energiei la

drojdii si bacterii anaerobe, glucidele (in principal glucoza) fiind cel mai des

folosita in metabolism, folosindu-se doua cai principale, si anume:

- ciclul glicolitic Embden - Mayerhoff - Parnas, cale folosita de majoritatea

microorganismelor, in care donorul de electroni este aldehida fosfoglicerica, iar

acceptorul final acidul piruvic, care ulterior este utilizat in mai multe tipuri de

reactie (vezi mecanismul fermentatiei alcoolice).

- calea glucofosfatilor Warburg - Dickens - Horecker, de natura strict aeroba,

prin care se inmagazineaza jumatate din energia ciclului glicolitic; ea este o cale

de scurtcircuitare (shuntare) a caii glicolitice, fiind folosita pentru sinteza

pentazofosfatilor necesari in sinteza nucletidelor si a altor acceptori de electroni.

Acestor cai li se mai pot adauga inca doua:

- calea Enter - Douderoff (E.D.), care furnizeaza precursori pentru biosinteza

ARN si ADN, vitamine si acizi aromatici, fara producere de energie (intalnita la

unele specii de bacterii din genul Pseudomonas);

- calea fosfocetolazei, intalnita la un grup mic de bacterii lactice

heterofermentative si care implica participarea enzimei fosfocetolaza; pe aceasta

cale acetil fosfatul este scindat direct dintr-un monoglucid cu 5 sau 6 atomi de

carbon.

Toate cele patru cai de folosire a monoglucidelor (glucozei) sunt

interconectate, avand un important complex enzimatic comun. Totusi,

microorganismele, avand o mare variabilitate genetica, isi aleg calea sau caile

majore cele mai convenabile. Chiar aceeasi specie poate folosi, in raport cu

conditiile in care traieste, una sau mai multe cai.

150

Page 151: Microbiologie generala

2. RESPIRATIA AEROBA - reprezinta acel tip de respiratie in care donatorul

de oxigen este o substanta anorganica sau organica, iar acceptorul final de

electroni este oxigenul, substratul fiind complet oxidat pana la CO2 si H2O.

Asadar, respiratia aeroba se caracterizeaza prin aceea ca electronii

eliberati prin oxidarea substratului sunt transferati la oxigen prin enzime

transportoare, energia rezultata stocandu-se in ATP prin cuplarea acestuia cu

reactiile de oxido-reducere. Modalitatea de obtinere a ATP cu reactiile redox este

denumita fosforilare oxidativa si are ca rezultat (in cazul substratului de glucoza) o

energie de 688 kcal/mol din care cca 40% este inmagazinata in ATP, mult mai

mare decat prin fermentatii.

Enzimele ce catalizeaza reactiile de transfer de electroni sunt

dehidrogenazele si actioneaza in functie de potentialul lor de redox (rH), de la

rH-ul mai negativ la rH-ul mai pozitiv cel mai ridicat. Toate enzimele actioneaza

numai in prezenta unor coenzime specifice, astfel: dehidrogenazele pirimidinice au coenzime NAD+ si NADP+ (Eo = -0.32V), cele flavinice folosesc drept

coenzime FMN+ si FAD+ (Eo = 0.05V), aldolazele, citocromoxidazele, piruvat-dehidrogenaza folosesc drept coenzime citocromii, feredoxina, rubredoxina cu rH

negativ, iar kinazele utilizeaza cinonele (coenzimele Q sau ubichinonele) cu rH

pozitiv.

Sistemul transportor de electroni este localizat in mitocondrii la

microorganismele eucariote si in membrana plasmatica si mezosomi la cele

procariote.

3. RESPIRATIA ANAEROBA - este acel tip de respiratie celulara in care

acceptorul final de electroni poate fi orice substanta anorganica exceptand

oxigenul, iar donorul un compus organic sau anorganic. Ea se intalneste numai la

bacterii si este explicitata mai pe larg la partea de microbiologie care se refera la

circuitul azotului, fosforului si fierului in sol.

1.3 METABOLISMUL DE BIOSINTEZA (anabolism, metabolism convertiv)

Tipul acesta de metabolism presupune procese biochimice prin care

microorganismele isi sintetizeaza, din molecule simple, constituienti celulari,

151

Page 152: Microbiologie generala

comuni sau specifici, necesari desfasurarii activitatii lor vitale. In reactiile de

biosinteza se folosesc produsi si energie inmagazinata rezultate din reactiile de

catabolism, ele fiind reactii consumatoare de energie (endergonice).

Pentru ca reactiile anabolice sa aiba loc, microorganismele trebuie sa

gaseasca in mediu sursele de carbon si de energie, iar calea principala care le

furnizeaza sunt reactiile catabolice care se desfasoara simultan cu reactiile

anabolice, aceasta fiind o caracteristica a metabolismului, asa cum s-a aratat mai

pe larg la inceputul acestui capitol.

1.4 TRANSPORTUL SUBSTANTELOR

Transportul substantelor de la exterior in interiorul celulei

microorganismului are loc selectiv si in dublu sens, prin mai multe mecanisme,

principalele fiind:

1. Difuzia pasiva, care este mecanismul de trecere lenta a substantelor din

afara in interiorul celulei si invers, fara consum de energie, pe baza

gradientului de concentratie, de la o concentratie mai mare la una mai mica,

pana cand concentratiile se echilibreaza. Prin acest mecanism se transfera

putine substante, printre care apa, O2, CO2, acizii grasi, unele substante

liposolubile prin membrana plasmatica.

2. Transportul prin transportor este mecanismul prin care un transportor

specific (carrier), de natura proteica, situat in plasmalema, fixeaza substanta si

o transporta in partea cealalta a membranei. El se realizeaza prin trei

modalitati, si anume:

prin difuzie facilitata, transportul substantei fixate pe carrier avand loc, ca

si la difuzia pasiva, pe baza diferentei de concentratie dintre cele doua fete

ale membranei plasmatice, fara consum de energie, pana la echilibrarea

concentratiei.

prin transport activ, realizat cu consum energetic, impotriva gradientului

de concentratie. Energia necesara este cuplata la transportorul proteic ce

contine un cuplaj complementar pentru substratul respectiv. Aceasta

152

Page 153: Microbiologie generala

modalitate de transport este folosita de majoritatea microorganismelor

pentru glucide, saruri minerale, aminoacizi.

prin translocatie (transfer) de grup, substanta ce trebuie transportata

modificandu-si structura chimica la trecerea prin membrana, astfel incat in

interiorul celulei nu se mai regaseste substanta initiala. Aceasta modalitate

de transfer are loc cu consum de energie si cu participarea enzimelor

fosfotransferaze, care au legat fosfatul prin legaturi macroergice ce

inmagazineaza energia necesara procesului de transfer.

CAPITOLUL II

TIPURI IMPORTANTE DE FERMENTATIE INTALNITE INDOMENIILE AGRO-ALIMENTAR SI AGROTURISTIC

2.1 Fermentatia alcoolica

2.2 Fermentatia lactica

2.3 Fermentatia propionica

2.4 Fermentatia malo-lactica

2.5 Fermentatia anaeroba metanica

2.6 Fermentatia butirica

2.7 Fermentatia celulozica

2.8 Fermentatii oxidative ( aerobice)

2.1 FERMENTATIA ALCOOLICA

Fermentatia alcoolica si in primul rand produsele acesteia, bauturile

alcoolice, sunt cunoscute din cele mai vechi timpuri, iar studierea stiintifica a

acesteia a reprezentat, de fapt, inceputurile microbiologiei.

Initial, fermentatia alcoolica a fost considerata un fenomen chimic pur,

Lavoisier folosind-o pentru demonstrarea principiului conservarii materiei.

153

Page 154: Microbiologie generala

Definitie: fermentatia alcoolica consta in transformarea zaharurilor in alcool etilic

si acid carbonic sub influenta unor microorganisme, dintre care pe primul loc se

afla drojdiile care pot fi considerate ca adevarati agenti ai fermentatiei alcoolice.

Exista insa un mare numar de ciuperci care produc descompunerea zaharului cu

formare de alcool etilic, atunci cand sunt obligate sa traiasca in conditii anaerobe,

asa cum exista si drojdii (Pichia hialospora) incapabile sa produca fermentatia

alcoolica.

Agenti ai fermentatiei alcoolice

La inceput, fermentatia se face sub actiunea microflorei spontane. Practica

a aratat insa ca microorganismele neselectionate sunt slab si inegal active, motiv

pentru care industrial se folosesc drojdii selectionate (cultivate), ce se disting de

cele salbatice prin productivitatea lor ridicata si sunt adaptate perfect vietii

anaerobe.

la fabricarea alcoolului etilic se folosesc drojdiile care apartin genului

Saccharomyces Rees (Endomytacceae), din care amintim speciile: S.. cerevisiae,

S.elegans, S.. ellipsoideus, S.. fructuus, S.. chevalieri, S.acidifaciens, S.

ludwigii,etc.

Anumite drojdii osmofile din genul Zygosaccharomyces suporta concentratii

mari de zahar, putand produce fermentarea siropurilor concentrate de zahar si a

mierii.

Se vor aminti in continuare cateva din alte categorii de microorganisme ce

pot produce prin fermentatie alcool etilic.

- mucegaiuri din fam. Mucoraceae, clasele Phycomycetes (Mucor eumycetes

rouxianus sinonim Amylomyces rouxii, Mucor racemosus, Rhizopus orizae),

(Aspergillus orizae, Penicillium glaucum, Dematium pullulans);

- bacterii: Bacillus macerans, Bacillus etilicus, Bacillus gracile, etc.

Natura enzimatica a fermentatiei alcoolice

154

Page 155: Microbiologie generala

Dupa ce Pasteur a descris fermentatia alcoolica ca fiind un proces biologic

complex, Buchner, in 1897, a demonstrat natura enzimatica a acesteia.

Degradarea hidratilor de carbon si transformarea lor in alcool etilic

presupune un mecanism cuprinzand reactii enzimatice succesive, reactii ce au loc

in prezenta si cu aportul adenozin si tiamin fosfatilor si coenzimei A, precum si a

unor vitamine hidrosolubile ca B1, B2, B5, B6, PP, s.a.

Principalele enzime implicate in principalele secvente succesive ale acestui

mecanism sunt:

in etapa de fosforilare si formare a trizofosfatilor: hexokinaza,

fosfoglucoizomeraza, fosfofructokinaza, aldolaza, s.a.;

in etapa de dehidrogenare a aldehidei fosfoglicerice:

glicerofosfatdehidrogenaza, fosfogliceratkinaza, s.a.;

in etapa de producere a acidului piruvic: glicerofosfatmutaza, enolaza;

in etapa formarii alcoolului etilic: alcooldehidrogenaza.

Principalii factori de influenta a fermentatiei alcoolice

Fermentatia alcoolica fiind o succesiune de reactii catabolice produse de

drojdii cu ajutorul enzimelor este influentata de factori implicati in metabolism in

mod esential. Se vor aminti, in continuare, cativa factori, considerati mai

importanti:

temperatura, ca valoare medie si ca amplitudine intre valorile maxime si

minime, fiecare specie de microorganism avand o temperatura optima

specifica;

concentratia ionilor de hidrogen (pH), drojdiile dezvoltandu-se in general pe

substraturi acide (pH = 3.5 - 4.7);

potentialul redox, datorita faptului ca procesele de fermentare sunt, in

general, reactii de oxido-reducere;

presiunea osmotica - concentratiile ridicate de hidrati de carbon incetinesc

mecanismul fermentatiei, drojdiile obisnuite isi intrerup activitatea la presiuni

osmotice mai mari de 60 kgf/cm2

155

Page 156: Microbiologie generala

concentratia de alcool rezultat - are actiune inhibitoare daca depaseste 4-

5% pentru drojdiile de fermentatie inferioare si 18% pentru cele de fermentatie

superioare;

activatorii si inhibitorii microorganismelor: antiseptice, microelemente

minerale, alcoolul, dioxidul de carbon, oxigenul, etc.

Mecanismul fermentatiei alcooliceAcesta va fi prezentat schematic, fara comentarii.

AMIDON

amilaze

MALTOZA ZAHAROZA amilaze invertaza

GLUCOZA FRUCTOZA

GLUCOZO - 6 - FOSFAT fosfoglucozoizomeraza

FRUCTOZO - 6 - FOSFAT fosfofructozokinaza

FOSFODIOXIACETONA FRUCTOZO - 1.6 - DIFOSFAT fructozofosfatliaza

156

Page 157: Microbiologie generala

GLICEROFOSFAT ALDEHIDA - 3 - FOSFOGLICERICA fosfotrioziizomeraza

GLICERINA ALDEHIDA - 1.3 - DIFOSFOGLICERICA triozofosfatdehidrogenaza

ACID - 1.3 - DIFOSFOGLICERIC fosfokinaza

ACID - 3 - FOSFOGLICERIC fosfogliceromutaza

ACID - 2 - FOSFOGLICERIC enolaza

ACID - FOSFOENOLPIRUVIC

ACID ENOL PIRUVIC

ACID PIRUVIC

ACETIL CoA alcooldehidrogenaza

ACID LACTIC ACIZI TRICARBOXILICI ALCOOL ETILIC(Ciclul Krebs)

157

Page 158: Microbiologie generala

AMINOACIZI PROTEINE (Ciclul Utter) ACIZI GRASI, COMPUSI STEROIDICI PORFIRINE PENTOZO-FOSFATI (SHUNTARE) GLUCURONIDE

2.2 FERMENTATIA LACTICA

Definitie: prin fermentatie lactica se intelege procesul biologic din care rezulta ca

produs principal acidul lactic.

Fermentatia lactica este foarte frecvent intalnita in numeroase produse si

domenii agro-alimentare cu destinatie umana si zootehnica, fiind produsa in cele

mai multe cazuri de bacterii, dar si de drojdii si mucegaiuri.

Agenti ai fermentatiei lactice

Bacteriile care produc acid lactic fac parte din categoria cocilor (grec.

kokkos = bob) sau a bacililor (latin. bacillus = bastonas) si ca majoritatea

bacteriilor se dezvolta la temperaturi de 28 - 35oC (sunt mezofile). Exista insa si

specii termofile (cu temperaturi optime de dezvoltare intre 35 - 62oC) sau

psihrofile (care prefera temperaturi scazute, pana la 10oC). Procesul de

fermentare poate produce in final doar acid lactic, situatie in care bacteriile lactice

se numesc homofermentative, sau pe langa acid lactic, ca produs principal, si

alti produsi secundari: alcool etilic, bioxid de carbon, acid propionic, s.a., caz in

care agentii de fermentatie se numesc heterofermentativi.

158

Page 159: Microbiologie generala

Se vor da cateva exemple de agenti de fermentatie lactica, urmand sa se

descrie mai pe larg microorganismele la fiecare produs agro-alimentar a carui

biotehnologie va fi expusa in partea a 3-a a acestui curs.

Termobacteriii lactice heterofermentative, (in paranteza se dau originea si

temperatura optima): Leuconostoc caucasicus (chefir, branza, 37 - 45oC),

Lactobacillus lactis (lapte, branza, 36 - 45oC), L. helveticus (branza, 37 - 45oC);

Termobacterii lactice homofermentative: L. bulgaricus sinonim

Thermobacterium bulgaricum (iaurt, 45 - 62oC), L. thermophilus (iaurt, 45 -

62oC), L. acidophilus (fecale nou-nascuti, 37-45oC), L. delbruckii (plamezi

cereale, 50oC);

Bacterii lactice mezofile heterofermentative: L. buchnerii (vin, plamezi

acide, melasa, 28-32oC), L. brevis (lapte, varza murata, 28-32oC), L.

pastorianus (bere, 28-32oC);

Bacterii lactice mezofile homofermentative: L. casei (lapte, 28-32oC), L.

plantarum (lapte, 28-32oC);

Bacterii lactice psihrofile.

Mecanismul fermentatiei lactice

Prin fermentatia lactica, teoretic, dintr-un gram de zahar fermentescibil (de

ex.: lactoza - dizaharid compus din glucoza si fructoza, maltoza - dizaharid avand

doua molecule de glucoza) se produce un gram de acid lactic. Produsul finit,

acidul lactic, poate fi levogir, dextrogir sau racemic, in functie de agentul de

fermentatie, temperatura de fermentatie sau compozitia chimica a mediului.

Mecanismul fermentatiei lactice este expus in schema urmatoare, in care,

cu linii intrerupte sunt aratati produsii intermediari si finali secundari, produsi de

bacteriile heterofermentative. Acesti produsi secundari prezinta uneori o

importanta deosebita la obtinerea unor alimente cu caracteristici organoleptice

(gust, aroma, culoare, miros, consistenta) sau fizico-chimice (goluri interioare,

continut de aminoacizi sau polipeptide) specifice.

Glucoza

159

Page 160: Microbiologie generala

Glucozo - 6 - fosfat Gluconat - 6 - fosfat

Fructozo - 6 - fosfat Ribulozo - 5 - fosfat

Fructozo - 1.6 - difosfat Xilulozo - 5 - fosfat

Glicerina Dihidroacetonfosfat Gliceroaldehid - 3 - fosfat Acetil - fosfat

Piruvat Lactat

2.3 FERMENTATIA PROPIONICA

Definitie: Fermentatia propionica este un proces biochimic anaerob, prin care

substratul glucidic este transformat, prin reactii enzimatice datorate enzimelor

specifice din componenta bacteriilor propionice, in acid propionic.

Fermentatia propionica are importanta speciala in producerea branzeturilor

maturate cu pasta tare si goluri interioare (tip Schweitzer), carora le imprima, in

afara incluziunilor alveolare, caracteristici organoleptice specifice si o valoare

nutritiva ridicata. Totodata, bacteriile propionice produc, la maturarea painii, o

fermentatie suplimentara, transformand acidul lactic in acid propionic si bioxid de

carbon, imbunatatind gustul si cresterea in volum a painii. In partea de

microbiologie aplicata se vor arata si alte aplicatii practice ale acestei fermentatii.

Agenti ai fermentatiei propionice

Bacteriile propionice sunt incluse in familia Lactobacteriaceae, genul

Propionibacterium.

Printre cele mai importante, din punct de vedere al utilitatii in domeniul

agroalimentar, se amintesc: Propionibacterium freudenreichii van Niels sinonim cu

Bacterium acidi propionici, Propionbacterium shermanii, bacterii utile in sectoarele

160

Page 161: Microbiologie generala

produselor lactate si de panificatie si Propionibacterium rubrum van Niels, bacterie

ce formeaza petele rosii pe branzeturi, Clostridium propionicum Neillonela, s.a.,

care nu au prea mare importanta industriala.

Fiziologic, bacteriile propionice pot folosi ca substrat de fermentatie diverse

hexoze (glucoza, lactoza, maltoza), acizi organici (lactic, malic), glicerina,

actionand in medii neutre, slab acide (pH optim 6,9) si domenii de temperatura

mezofile (35-37oC). Valori de temperatura de peste 60oC le inactiveaza, ca de

altfel si concentratii de clorura de sodiu mai mari de 4%.

Mecanismul fermentatiei propionice

Glucoza

Piruvat

(lactat dehidrogenaza) (transcarboxilaza)

CO2 + Acid lactic + Acid acetic Acid oxalilactic

(ac.malicdehidrogenaza)

Acid malic

(fumaraza)

Acid fumaric

(fumaratreductaza)

Acid succinic

Succcinil CoA

161

Page 162: Microbiologie generala

(metilmalonilCoAmutaza)

Metilmalonil CoA

(CoAtransferaza)

Propionil CoA

Acid propionic

2.4 FERMENTATIA MALO-LACTICA

Definitie: fermentatia malo-lactica este un proces biochimic datorat

microorganismelor, sub actiunea carora acidul malic, aflat in fructele necoapte,

este transformat in acid lactic si dioxid de carbon. Prin acest proces, aciditatea

crescuta a fructelor se reduce cu peste 30%, datorita faptului ca o parte din acidul

malic se transforma in dioxid de carbon (0.33g CO2/g acid malic).

Agentii fermentatiei malo-lactice

Avand o deosebita importanta in vinificarea strugurilor necopti sau cu

aciditate ridicata, aceasta fermentatie este determinata de unele bacterii lactice

din genurile: Lactobacillus Beijerinck, Leuconostoc si Pedicoccus, din care

amintim: Bacterium gracile, Micrococcus malolacticus, M. multivorax, M.

variococcus, Streptococcus malolacticus, S. mucilaginosus vini, Pedicoccus vini.

Mecanismul fermentatiei malo-lactice

Secventele succesive de transformare a acidului malic in acid lactic si

dioxid de carbon sunt urmatoarele:

162

Page 163: Microbiologie generala

1. Acidul malic, in prezenta difosfopiridin nucleotidei (DPN) si a ionilor de Mg, se

transforma, sub actiunea enzimei malat-dehidrogenaza in acid oxal-acetic;

2. Acidul oxal-acetic este decarboxilat in acid piruvic, agentul de reactie fiind

enzima oxal-acetat decarboxilaza;

3. Acidul piruvic este redus de lactatdehidrogenaza in acid lactic si dioxid de

carbon.

Energia de reactie necesara este procurata de microorganismele implicate

in transformarea proteinelor din must in azot amoniacal si in degradarea unei parti

(30-50%) din acidul malic pana la dioxid de carbon si apa cu eliberare de energie

(cca 320 kcal/mol).

Importanta fermentatiei malo-lactice

In anii in care strugurii nu se coc suficient, iar vinurile au o aciditate ridicata,

prin reducerea aciditatii datorita acestei fermentatii, vinurile devin mai catifelate si

mai agreabile la gust. Podgorenii pot favoriza aceasta fermentatie printr-o serie de

operatiuni tehnologice la indemana fiecaruia, care vor avea ca efect nu numai

reducerea aciditatii vinului, dar vor impiedica si fermentarea acida a zaharului

rezidual. Ca principiu, se poate spune ca o fermentare lactica dirijata prin

selectionarea naturala a unor bacterii lactice heterofermentative va avea ca efect

favorizarea reducerii continutului de acid malic. Aceasta este posibila prin:

tragerea mai rapida a vinului de pe drojdie, agitarea mai energica a drojdiei,

sulfitarea mustului, mentinerea temperaturii in domeniul optim al bacteriilor

heterofermentative, diluarea mustului si suplimentarea concentratiei de zaharuri,

adaugarea unui vin cu pH sub 3,6 mustului ce fermenteaza, etc.

2.5 FERMENTATIA ANAEROBA METANICA

163

Page 164: Microbiologie generala

Definitie: prin acest tip de fermentatie are loc o degradare anaeroba a unor

reziduuri rezultate din activitatile gospodaresti si transformarea lor in metan,

hidrogen si alte produse combustibile, sub actiunea mai multor grupe de

microorganisme.

Agentii si mecanismul fermentatiei anaerobe metanice

Deseurile animaliere, gospodaresti, orasenesti, biomasa vegetala

autumnala, etc., sunt degradate de trei grupe de microorganisme, si anume:

in prima grupa sunt incluse bacterii anaerobe din genurile Clostridium,

Bacteroides, Ruminococcus si Butyrivibrio si bacterii facultativ anaerobe ca

Escherichia coli si Bacillus ce degradeaza biopolimerii ca celuloza, proteinele,

etc., formand H2, CO2, etanol, acizii formic, butiric, si propionic, alcoolii etilic si

metilic;

grupa a doua cuprinde microorganismele ce transforma acesti produsi in

aldehida acetica activata si anume genurile: Syntrophobacter,

Syntrophomonas si Desulfovibrio;

a treia grupa este compusa din bacterii metanogene ce transforma produsii

rezultati din prima si a doua etapa (H2, CO2, alcoolii, acizii, s.a.) in metan.

Importanta fermentatiei metanice

Deoarece procesul fermentativ decurge in natura la scara mare, cu o mare

productie de energie (echivalenta cu 50 x 1.05 x 109 GJ/an), el ar putea fi folosit

prin instalatii simple de fermentare si captare a biogazului la nivelul fermelor si

gospodariilor rurale. In urma fermentatiei metanice, biomasa degradata constituie

un ingrasamant natural, ecologic, cu continut foarte ridicat de humus, compusi

azotati si carbon.

2.6 FERMENTATIA BUTIRICA

164

Page 165: Microbiologie generala

Definitie: Fermentatia butirica reprezinta un proces biologic anaerob prin care

bacteriile butirice metabolizeaza diverse surse, in speial hidrocarbonati,

transformandu-le in acid butiric. Acest tip de fermentare asigura energia necesara

desfasurarii functiilor vitale si multiplicarii agentilor de fermentatie.

Agenti ai fermentatiei butirice

Bacteriile butirice apartin, in marea lor majoritate, cca. 100 de specii,

genului Clostridium din familia Bacillaceae, fiind caracterizate prin capacitatea de

formare a endosporilor in forma de suveica sau de maciuca, avand dimensiuni

mai mari ca celula vegetativa formatoare. Endosporii sunt o forma de rezistenta

indelungata in conditii de mediu foarte diferite, a caror distrugere nu se poate

realiza decat prin sterilizare la temperaturi peste 130oC, cel putin 20 minute.

Bacteriile butirice au un echipament enzimatic foarte diversificat,

permitandu-le sa foloseasca ca mediu de dezvoltare substrate poliglucidice,

proteice, pectine cu macromolecule complexe, dar si compusi chimici mai simpli

ca de exemplu monoglucide, acizi organici (lactic, propionic), alcooli (glicerina,),

compusi cu azot, etc.

Morfologic, bacteriile butirice se prezinta sub forma de bastonase care

sporuleaza usor. Inainte de sporulare ele se maresc si iau forma de maciuca sau

de fus, iar unele specii formeaza in interiorul celulei, inainte de a sporula, o

substanta de rezerva, cunoscuta sub numele de granuloza (asemanatoare cu

amidonul), sintagma ce a stat la originea denumirii unor specii: Granulobacter.

Bacteriile butirice sunt raspandite in pamant, cereale, produse lactate,

conserve, materii fecale, etc., efectul prezentei lor fiind, in majoritatea cazurilor,

nedorit. Produselor agricole si alimentare le depreciaza calitatea (produc

bombajul conservelor si balonarea tarzie a branzeturilor, imprima un gust specific

neplacut unor bauturi alcoolice, etc.).

In raport cu produsul finit al fermentatiei, bacteriile butirice pot fi clasificate

dupa cum urmeaza:

165

Page 166: Microbiologie generala

bacterii butirice propriu-zise (zaharolitice), din care evidentiem speciile mai

importante pentru domeniul agro-alimentar: Clostridium saccharobutiricum, Cl.

tyrobutiricum, Cl. pasteurianus, Cl. nigricans;

bacterii butirice producatoare de solventi, ce metabolizeaza, de asemenea,

compusii hidrocarbonati, dar produc, dupa fermentatia butirica, alcool etilic,

acetona, alcooli propilic, butilic, pentilic (propanol, butanol, pentanol), grupa

din care se amintesc: Clostridium buthyricum, Cl. acetoaethylicum, Bacillus

macerans;

bacetrii peptonolitice, reprezentand o grupa de bacterii de putrefactie, ce

foloseste ca substrat peptone, peptide, aminoacizi si alti compusi organici

continand azot (de exemplu ureea), dintre care mentionam: Clostridium

sporogenes, Cl. hystoliticum, Cl. stiklandi (bacterii alterante ce produc

bombarea conservelor), Cl. botulinum, Cl. perfringens (agenti ce produc toxine

grave pentru om si animale).

Donker, citat de Motoc, a propus in 1926 urmatoarea clasificare:

genul Aerobacillus - grupeaza bacteriile facultativ anaerobe care ataca

zaharurile atat in mediu aerob cat si anaerob, din care fac parte speciile:

Bacillus macerans (produce dextine cilice), Bac. acetoaethylicus, Cl. polymyxa;

genul Clostridium - cuprind bacterii strict anaerobe care degradeaza

zaharurile numai prin fermentare: Cl. Pasteurianus (produc amareala vinurilor

tinere), Amylobacter pectinovorum (agentul topirii inului) etc.;

genul Pectoclostridium - ataca glucidele, dar si compusii de degradare a

proteinelor, facand o jonctiune intre bacteriile butirice si cele de putrefactie.

Trebuie sa mentionam ca toate clasificarile sunt arbitrare si privite cu

rezerva.

Mecanismul fermentatiei butirce

Redam, schematic, mecanismul general al acestei fermentatii. Mecanismul,

produsii finali si randamentele variaza larg in functie de mai multi factori, dintre

166

Page 167: Microbiologie generala

care amintim: natura si specificitatea agentului de fermentatie, compozitia si pH-

ul, etc

Glucoza

Acid piruvic

Acid acetic Acetil CoA + CO2 + H2

Acetona + CO2 Aceto-Acetil CoA

Alcool izopropilic Butinil - CoA Alcool butilic

Acid butiric

2.7 FERMENTATIA CELULOZEI

Celuloza, care este cea mai raspandita poliglucida din natura, este

descompusa fermentativ de numeroase bacterii (aerobe si anaerobe ) si de

ciuperci.

Din celuloza, prin fermentatia hidogenata, determinata de Bacillus

fossicularicum se obtine in cantitae insemnata hidrogen, acid propionic, acid

lactic, acid butiric, alcool etilic etc.

Din celuloza, sub actiunea lui Bacillus metanicus, se produce metanul, care

apare in cantiate mare in fermentatia balegarului.

Obtinerea unui numar mare de substante din celuloza, prin degradarea

acesteia pe cale fermentativa, constituie un argument ca celuloza este substratul

potrivit asupra caruia actioneaza mai multe tipuri de microorganisme fermentative.

Degradarea fermentativa a celulozei, sub actiunea microorganismelor, se produce

in natura in cantitate foarte mare, atat in conditii aerobe, cat si anaerobe.

167

Page 168: Microbiologie generala

Rezultatul acestui proces este insemnat, deoarece resturile de plante din sol sunt

transformate in substante ce contribuie la fertilitatea solului.

2.8 FERMENTATII OXIDATIVE (AEROBICE)

2.8.1 Fermentatia acetica

Fermentiile oxidative sunt reactii biochimice de natura enzimatica, prin

care, in prezenta oxigenului molecular din aer, substantele substratului sunt

transformate in acizi organici.

Spre deosebire de respiratia aeroba, in care oxidarea substantelor este

completa (producandu-se CO2, apa si energie calorica), in fermentatia aerobica,

oxidarea se opreste la formarea unor produsi intermediari (acizi).

In natura se intalnesc multe asemenea fermentatii, din acestea insa,

considerate a fi intalnite mai des in activitatile gospodaresti si in fermele de

microproductie sunt: fermentatia acetica, fermentatia pectolitica si fermentatia

proteica.

Definitie: Fermentatia acetica este un proces biologic aerob, de natura

enzimatica, prin care substratul asupra caruia actioneaza microorganismele

(alcoolul etilic) este transformat in acid acetic (otetul este o solutie continand 6 -

9% acid acetic), astfel incat acesta reprezinta principalul produs finit al

fermentatiei acetice.

Agenti ai fermentatiei acetice

Principalii agenti ai fermentatiei acetice sunt bacteriile acetice din genurile

Acetobacter, Acetomonas (Gluconobacter), cuprinse in familia

Pseudumonodaceae, ordinul Pseudomonodales, bacterii strict aerobe,

nesporulate si gram negative. Acestea au forma de bastonase, uneori cu capete

rotunjite sau umflate, alteori usor curbate, care se dezvolta sub forma de voal

stralucitor, transparent si fragil.

168

Page 169: Microbiologie generala

In cea mai mare parte, bacteriile acetice sunt mezofile, avand temperatura

optima in jurul valorii de 30oC (19 - 36oC), producand acid acetic in concentratii de

2% (Bacterium suboxidans) pana la 11% (B. schutzenbachii).

Dupa mediul in care se dezvolta, Hannenberg si Lazar (Citati de D. Motoc)

clasifica bacteriile acetice in:

bacterii acetice izolate din plamezi amidonoase (Gluconobacter

suboxidans, Acetobacter industrium);

bacterii acetice izolate din bere (Acetobacter kutzingianum, A.

Pasteurianum);

bacterii acetice izolate din vin (A. Ascendens, A. Teurianum);

bacterii acetice industriale (Bacterium acetigenum).

Mecanismul fermentatiei acetice

Biochimismul fermentatiei este oxidarea alcoolului etilic, formandu-se ca

produs intermediar aldehida acetica activata (acetil coenzima A) si apoi hidratata

(apa provenind dintr-o reactie conexa, catalizata enzimatic de catalaza in

prezenta F.A.D.):

Alcool etilic

Acetil - CoA

Acetil - CoA hidratata

Acid acetic

169

Page 170: Microbiologie generala

Importanta practica a fermentatiei acetice

Fermentatia acetica prezinta importanta practica in activitatile gospodaresti

si industriale.

Principalul aspect practic legat de fermentatia acetica este obtinerea

otetului folosit la marinarea unor produse culinare si pentru conservarea

legumelor si fructelor. De asemenea, fermentarea boabelor de cacao, prin care

acestea capata aroma si alte caracteristici organoleptice specifice este acetica.

O importanta deosebita o prezinta cunoasterea caracteristicilor

microorganismelor acetice si a mecanismului fermentatiei acetice pentru

prevenirea si combaterea otetirii vinului.

In vinurile slabe se dezvolta bacterii acetice (mai importante fiind:

Acetobacter ascendens, A. orlenense, A. pasteurianus, A. vini acetati, A.

xylinoides, A. xylinum), care oxideaza, treptat, alcoolul din vin.

Conditiile favorizante ale otetirii vinurilor sunt urmatoarele: continut de

alcool sub 12%, aciditate volatila peste 1,4 g/l (in cazul vinurilor albe), respectiv

1,7 g/l (la vinurile rosii), accesul aerului, temperaturi ambiante de 19 - 38 oC.

Otetirea vinului este o boala grava si periculoasa, deoarece, odata contaminat

vinul, nu mai exista remediu curativ. Prevenirea este necesara, in acest scop

folosindu-se acidul sulfuros liber, ca antiseptic.

Un rol important in raspandirea bacteriilor acetice il are musculita otetului

(Drosophyla melanogaster).

2.8.2 Fermentatia citrica

Fermentatia citrica este produsa de anumite ciuperci din genul Citromyces si

Aspergillus care determina transformarea glucozei in acid citric si apa.

Mecanismul acestei reactii se crede ca este acelasi cu cel al fermentatiei alcoolice

pana la formarea aldehidei acetice, care insa prin oxidare formeaza acidul glicolic.

Din trei molecule de acid glicolic se formeaza acidul citric si se elibereaza doua

molecule de apa.

170

Page 171: Microbiologie generala

Pe cale industriala acidul citric, cel mai folosit acid organic alimentar, se obtine tot

pe cale fermentativa. Substratul cel mai potrivit pentru microorganismele ce induc

fermentatia este zaharoza. Brotkevici a aratat ca daca se cultiva unele specii din

genurile Aspergillus, Penicillium si Rhisopus pe o solutie de zaharoza, in anumite

conditii specifice, se poate obtine acidul citric cu un randament de 90-100% din

cantitatea de zaharoza folosita.

Din glucoza, sub actiunea ciupercii Citromyces pfefferianicus, se obtine acidul

citric cu un randament de 50%.

Randamentul cu care se formeaza acidul citric, pe cale fermentativa, depinde de

felul microorganismelor, de natura substratului si de gradul de aerisire a culturii.

2.8.3 Fermentatia succinica, fumarica si malica

Sub actiunea unor ciuperci din genurile Mucor, Aspergillus si Rhisopus, glucidele

se transforma in acid succinic, acid fumaric si acid malic.

Daca se cultiva Mucor solonifer pe un mediu glucidic sau de acid acetic, in

prezenta carbonatului de calciu, se obtine acid succinic si fumaric, cu un

randament de aproape 70%. Acidul fumaric se transforma treptat sub actiunea

enzimei fumaraza in acid malic.

2.8.4 Fermentatia oxalicaSub actiunea diverselor ciuperci si bacterii, se obtine acidul oxalic din substanta

foarte diferite, cum sunt: glucidele, glicerina, peptonele, acizii ( citric, succinic,

malic tartric, acetic ), alcooli, etc. Acidul oxalic se formeaza in cantitate mai mare

din zahar, sub actiunea mucegaiului Sterigmatocytis nigra, in prezenta sarurilor de

fier. Daca fierul lipseste, in loc de acid oxalic se obtine acidul citric. Pentru ca

caidul oxalic sa se formeze in cantitae mai mare, este necesar ca in mediul de

cultura amicroorganismelor sa se introduca subxstanta alcaline, capabile sa

neutralizeze acidul oxalic format.

171

Page 172: Microbiologie generala

Pe langa fermentatiile amintite, in natura se desfasoara spontan si alte tipuri de

fermentatii, cum sunt fermentatiile hexonice, pentonice, ale poliolilor, ale

aminoacizilor etc.

Intre diversele fermentatii anaerobe si aerobe exista o legatura metabolica, desi

produsele finale sunt diferite. Din glucide, prin degradari fermentative, se obtine in

prima faza acidul piruvic, din care ultrerior prin reactii de oxido-reducere,

decarboxilare, carboxilare, se formeaza diverse produse finale sub actiunea unui

sistem enzimatic specific. Acidul piruvic are un rol important in procesele

fermentative, fiind situat la incrucisarea mai multor cai metabolice.

Deosebirile intre tipurile de fermentatii apar la sfarsitul transformarilor metabolice

din cauza conditiior de mediu si a variatelor microorganisme care detemina

procesul fermentativ.

Unele reactii ce au loc in procesele de fermentatie se pot infaptui in celule si

tesuturi pe cale anaeroba sau aeroba fara interventia microorganismelor

(acumularea de acid lactic in muschi ce induce febra musculara ).

CAPITOLUL III

NOTIUNI GENERALE DESPRE MICROBIOLOGIA SOLULUI, A APEI SI A AERULUI. ROLUL MICROORGANISMELOR IN NATURA.

3.1 Microflora solului

3.2 Microflora apei

3.3 Microflora aerului

172

Page 173: Microbiologie generala

Datorita insusirii de a se inmulti repede, microorganismele sunt foarte

raspandite in natura, aceasta raspandire depinzand insa de prezenta substantelor

nutritive, de temperatura, umiditatea si reactia substratului. Aceste conditii exista,

mai ales in sol si, in mod practic, el reprezinta sursa principala pentru microflora

din aer si apa.

3.1 MICROFLORA SOLULUI

Microorganismele se pot gasi la mii de metri adancime in ocean, la cativa

metri in pamant sau chiar pe stanca goala in desert. Dezvoltarea lor depinde de

conditiile de nutritie si de ceilalti factori ai mediului extern.

Masa de bacterii este raspandita neuniform in sol, astfel ca, pornind de la

straturile superioare catre adancime, numarul microorganismelor devine tot mai

mic. Dar nici microflora nu mai este aceeasi, ea modificandu-se in diferite stadii de

mineralizare: la inceput bacterii asporogene, apoi sporogene.

Astfel, in ordinea succesiunii apar urmatoarele grupe de bacterii:

a. Bacterii nitrificatoare - genul Nitrobacter

b. Bacterii denitrificatoare - Bacterium denitrificans

Bacterium fluorescens

c. Bacterii fixatoare de azot - genul Azotobacter

Clostridium pasteurianum

d. Bacterii ce se gasesc in nodozitati - Rhizobium phaseolus

la plantele leguminoase Rhizobium leguminosarum

e. Bacterii de putrefactie - Bacillus sporogenes

f. Bacterii butirice - Clostridium butyricum

g. Bacterii sporogene - Bacillus mycoides

Bacillus mesentericus

173

Page 174: Microbiologie generala

3.2 MICROFLORA APEI

Apa constituie cel de-al doilea mediu natural, dupa sol, pentru dezvoltarea

microorganismelor, datorita prezentei substantelor nutritive.

In acest caz, bacteriile sunt mai numeroase la circa 5-20 m adancime in

apa. La suprafata apar mai ales pe mil. Se intalnesc mai des:

a. Bacterii sulfuroase

b. Bacteriile fierului

c. Bacterii ce fermenteaza celuloza

d. Bacterii de putrefactie

e. Bacterii butirice

In apa gasim bacterii asporogene, in mil bacterii sporogene.

Apele subterane si de izvor sunt mai sarace in bacterii, din cauza lipsei de

substante nutritive. Apa de ploaie si de zapada contine foarte putine bacterii daca

cade pe locuri fara praf, in caz contrar continand zeci si sute de germeni.

Purificarea apelor si a apei potabile

Purificarea apelor se poate face natural, proces numit autopurificare, care

se poate realiza prin:

- diluare prin afluenti;

- scaderea substantelor nutritive;

- sedimentare;

- distrugerea bacteriilor de catre protozoare

Purificarea apei potabile se realizeaza prin diferite procedee combinate:

- sedimentare: se reduc cca 75% din microorganisme;

174

Page 175: Microbiologie generala

- coagulare: se reduc cca 90% din microorganisme;

- filtrare: se reduc cca 99% din microorganisme;

- tratare cu clor: se aplica numai dupa filtrare.

3.3 MICROFLORA AERULUI

Aerul nu este un mediu prielnic de dezvoltare al microorganismelor.

Numarul de germeni din aer depinde de microflora solului deasupra caruia se

gaseste; daca microorganismele nu s-ar depune, ele ar fi distruse de lumina.

Rolul microorganismelor in natura

Microorganismele au un rol important in solubilizarea elementelor minerale

indispensabile vietii plantelor: calciu, fosfor, potasiu. Se creaza astfel un circuit al

diferitelor elemente: carbon, azot, fosfor, sulf.

Circuitul carbonului - este destul de complex, cuprinzand o serie de etape

principale. Pe scurt, acest proces se desfasoara astfel: in aer exista CO2 care este

singura sursa de carbon pentru plantele verzi.; in cloroplastele frunzelor, cu

ajutorul energiei solare, CO2 este transformat de catre microorganisme in compusi

organici complecsi: glucide, lipide si protide, proces conditionat de existenta unei

cantitati suficiente de CO2 in atmosfera.

Circuitul azotului - azotul intra in compozitia tuturor organismelor vii,

transformarile compusilor organici cu azot cuprinzand urmatoarele etape:

amonificarea - faza in care sub actiunea microorganismelor (bacterii,

mucegaiuri, actinomicete), compusii organici azotosi sunt transformati in

compusi minerali cu azot si saruri de amoniu;

nitrificarea - a doua faza de transformare legata de oxidarea amoniacului,

la inceput in acid azotos si apoi in acid azotic. Este procesul biologic cel

mai raspandit in sol si de mare importanta pentru agricultura, deoarece

175

Page 176: Microbiologie generala

plantele utilizeaza azotul sub forma de nitrati. Are loc sub actiunea a doua

grupe de microorganisme, numite generic " bacterii nitrificatoare ":

- prima etapa , cu obtinere de acid azotos, se realizeaza de catre bacteriile

nitroase, nitrosobacterii (genul Nitrosomonas, genul Nitrospira, genul

Nitrosocystis);

- a doua etapa, cu obtinere de acid azotic, se realizeaza de catre bacteriile nitrice,

Nitrobacterii (genul Nitrobacter).

denitrificarea - a treia faza in care sarurile azotate sunt reduse la azot

molecular, sub actiunea microorganismelor: Bacillus subtilis, Bacillus

mycoides, Bacterium denitrificans, Pseudomonas denitrificans, Thiobacillus

denitrificans.

fixarea azotului molecular - ultima veriga, care duce la imbogatirea solului

in azot, fenomen foarte important, determinat de faptul ca plantele verzi nu

pot asimila singure azot atmosferic. Astfel, prin acest proces, se mentine

echilibrul in azot. Fixarea azotului molecular se face cu ajutorul bacteriilor

fixatoare de azot nesimbiotice si simbiotice.

Dintre bacteriile fixatoare de azot nesimbiotice fac parte:

- genul Azotobacter - aerobe - (A. agilis, A. vinelanolii, A. nigricans)

- genul Clostridium - anaerobe - (C. pasteurianum, C. butyricum, C.

naviculum)

- genul Pseudomonas - (P. fluorescens, P. radiobacter)

Dintre bacteriile fixatoare de azot simbiotice fac parte cele din genul Rhizobium:

(R. phaseoli, R. trifoli, R. japonicum, R. meliloti, R. lupini, R. leguminosarum)

Aceste bacterii simbiotice se gasesc in nodozitatile plantelor leguminoase:

fasole, soia, mazare, lucerna, trifoi, aceste plante fiind numite " plante ce

imbogatesc solul in azot".

Circuitul sulfului - proces cu obtinere de acid sulfuric, este important prin faptul

ca formarea H2SO4 usureaza trecerea sarurilor minerale in stare solubila,

crescand astfel cantitatea de compusi minerali accesibili plantelor. Procesul este

produs de sulfo-bacterii si tiobacterii.

176

Page 177: Microbiologie generala

Circuitul fosforului - se realizeaza in trei etape:

mineralizarea fosforului organic prin trecerea in fosfati - are importanta

deoarece compusii organici cu fosfor nu pot fi utilizati de catre plante;

"mobilizarea fosforului" - se face prin actiunea bacteriilor nitrificatoare, a

tiobacteriilor;

reducerea fosfatilor de catre bacteriile anaerobe, cu formare de acid

fosforos, acid hipofosfor si hidrogen sulfurat.

Acest proces duce la pierderea unor fosfati, elemente nutritive pentru plante;

poate fi evitat printr-o aeratie buna a solului. In acest sens, se poate folosi un

preparat cu bacterii, care imbunatateste nutritia cu fosfor a plantelor. Preparatul

se numeste "Fosfobacterin" si transforma fosforul din compusii organici in forma

minerala.

Circuitul fierului - fierul intra in constitutia tesuturilor vegetale sub forma de

compusi organici. Dupa moartea plantelor, prin diverse procedee de fermentare

conduse de microorganisme, compusii organici sunt mineralizati si apoi oxidati de

catre bacterii in fier feric, Fe3+, care poate fi din nou folosit de catre plante. Astfel,

se realizeaza circuitul complet al fierului.

CAPITOLUL IV

AGRICULTURA ECOLOGICA

4.1 Compostul- un fertilizant ideal nepoluant

4.2 Metode de compostare- tipuri de compost

4.1 COMPOSTUL - un fertilizant ideal nepoluant

177

Page 178: Microbiologie generala

Agricultura intensiva, de tip industrial, a contribuit si ea la degradarea si

poluarea mediului ambiant. Astfel, pe de o parte, "conceptia agrochimica" a dus la

neglijarea obligatiei de a intretine fertilitatea naturala a solului prin ingrasarea lui

cu materii organice corespunzatoare. Pe de alta parte, organizarea specializata,

de tip industrial, a crescatorilor mari de animale, a avut in vedere numai productia

animaliera comercializabila, neglijand productia de dejectii, reprezentand astfel o

rupere brutala a circuitelor biologice din natura.

In urma experientei acumulate in decurs de doua secole, omenirea a tras

invatamantul pretios al obligatiei de salvgardare a habitatului in calitate de

colaborator al naturii. In acest sens, sarcina principala a epocii actuale consta in

dezvoltarea de tehnologii corespunzatoare cu idealul umanist, astfel incat omul

sa poata deveni o fiinta cat mai deplin integrata in mediul social si ambianta

cosmica.

Marele secret, cunoscut de catre antici, redescoperit si fundamentat de

stiinta moderna, il constituie tehnica formarii si mineralizarii humusului in practica

agricola.

O metoda biologica de fertilizare a ogorului consta in incorporarea resturilor

vegetale tocate (paie, coceni, tulpini) in aratura, asigurandu-se astfel cantitatea de

ingrasamant azotat necesara descompunerii resturilor vegetale.

La procesele biotransformarii materialelor organice in sol participa intr-un

fel sau altul intreaga microflora a solului.

Microorganismele au un rol important in solubilizarea elementelor minerale

indispensabile vietii plantelor: calciu, fosfor, potasiu. Se creaza astfel un circuit al

diferitelor elemente: carbon, azot, fosfor, sulf. In limbaj stiintific, pentru

desemnarea proceselor de descompunere a deseurilor organice si a dejectiilor

animale, circula 2 termeni:

1. fermentatie - mai ales cand e vorba de gunoi de grajd

2. compostare - atunci cand alte materiale organice sunt asezate in gramezi si

umectate pentru a incepe fermentatia.

178

Page 179: Microbiologie generala

Odata cladita gramada de compostare, daca conditiile de umiditate si

aeratie sunt asigurate, se declanseaza o serie de procese de descompunere de

natura microbiologica si enzimatica, care elibereaza zaharuri simple din celuloza,

hemiceluloza, xilani si pectine. in acelasi timp proteinele sunt scindate pana la

aminoacizi, iar grasimile in acizii grasi si alcoolii corespunzatori.

Aceste substante sunt metabolizate de microorganismele care populeaza

gramada de compost.

In timpul acestui proces, datorita respiratiei intense, temperatura atinge

+70oC. Aceste temperaturi mari asigura sterilizarea materialelor de agentii

patogeni pentru om, precum si distrugerea semintelor de buruieni.

Prin urmare, se numeste compostare, procesul de transformare pe cale

biologica a deseurilor celulozice si proteice, din surse menajere sau industriale,

precum si a dejectiilor de animale, intr-un produs nepoluant, cu mare valoare

nutritiva si energetica pentru microorganismele din sol si pentru plante, un

excelent amendament pentru sol.

Produsul obtinut prin compostare se numeste compost

Gunoiul de grajd supus fermentatiei este tot un compost, dar in vorbirea

curenta I se spune " gunoi fermentat sau putrezit".

4.2 METODE DE COMPOSTARE - TIPURI DE COMPOST

Exista doua tipuri de procese biologice de descompunere a materiei

organice:

- un proces aerob (fermentare aeroba), cand temperatura se ridica la 65 - 75 oC

- un proces anaerob (fermentare anaeroba), la temperatura de cca 30 - 35 oC

Metoda biodinamica de compostare

La nivelul micilor ferme, compostarea se realizeaza dupa acest procedeu.

Se fac gramezi de deseuri cu sectiunea trapezoidala, cu baza de 2.5 - 4 m,

latimea la varf de 1m, iar inaltimea de maximum 2 m. Raportul intre carbonul

organic si azotul total al amestecului ce se composteaza trebuie sa fie intre 11:1 si

179

Page 180: Microbiologie generala

29:1. Umiditatea favorabila este cuprinsa intre 45 - 65% (raporatata la substanta

proaspata). Gramada se acopera pe toata suprafata cu un strat subtire de

pamant, care are rolul sa protejeze gramada in timpul fermentarii contra radiatiei

solare si sa nu lase ca amoniacul care rezulta din fermentatie sa se piarda in

atmosfera, conservand totodata si umiditatea.

Compostarea dureaza, in functie de felul deseurilor, intre 6 si 12 luni.

Compostul care rezulta este foarte apropiat prin compozitie de humusul

solului.

S-a constatat ca substantele solubile in apa, grasimile si pectinele sunt

primele care se descompun. Acestea sunt urmate de celuloza, iar lignina este cea

mai rezistenta la descompunere.

Medicul, chimistul si filozoful german Steiner a propus o tehnologie

originala de compostare a gunoiului de grajd. Steiner a enuntat principiile dupa

care gunoiul de grajd poate fi transformat intr-un ingrasamant organic concentrat

cu efect favorabil pentru mentinerea si cresterea fertilitatii solului.

Dirijarea proceselor de fermentare se realizeaza prin biopreparate .

Compostul biodinamic poate fi folosit in orice cantitati fara sa provoace

dereglari in procesul de crestere a plantelor.

Procedeul Indore de compostare

Compostarea dupa procedeul Indore se face cladind gunoiul de grajd sau

orice alt deseu organic animal si vegetal sub forma unei gramezi cu sectiunea

triunghiulara cu baza de 1.5 m si inaltimea initiala de 1.5 m, lungimea gramezii

fiind dupa voie.

Conform procedeului Indore, una dintre conditiile de baza pe care

materialele supuse compostarii trebuie sa le indeplineasca este ca amestecul de

materiale sa aiba un raport de C:N in jur de 33:1. A doua conditie este ca

umiditatea amestecului sa fie cuprins aintre 50 - 65%. Compostarea trebuie sa se

desfasoare in primele stadii in conditii aerobe. De aceea, o a treia conditie cere ca

materialele care se composteaza sa formeze o gramada afinata pentru a permite

accesul aerului. Procesele fermentative sunt dirijate prin operatii periodice de

180

Page 181: Microbiologie generala

desfacere si recladire a gramezii de compostare, avand grija sa se realizeze o

amestecare buna a straturilor superioare cu cele inferioare.

Prima remaniere a gramezii se face dupa 2-3 saptamani de compostare, a

doua remaniere facandu-se dupa alte 3 saptamani.

Temperatura in gramada trebuie mentinuta in jur de 60 oC.

Dupa 3 luni de compostare, umiditatea in gramada trebuie sa scada sub

40%, pentru ca procesele fermentative sa inceteze, temperatura scazand si ea la

30oC. Raportul C:N la acest tip de compost este de 18:1 - 20:1.

Metoda de bioconversiune Italcampo a gunoaielor menajere

Cercetarile efectuate la Centrul de studii de biologie a solului din Bologna

(Italia) au condus la brevetarea unui procedeu de compostare numit "bioconversia

materiei organice".

In principiu se prepara o gramada-mama din deseuri organice, in care se

inglobeaza biopreparate obtinute din culturi microbiene selectionate in laborator.

Dupa ce fermentarea se declanseaza si cuprinde intreaga gramada, materialul in

care s-au inmultit culturile de microorganisme este amestecat in proportie de 10%

in gramada de compost, care se cladeste sub forma de prisma cu sectiune

triunghiulara, avand la baza 6 m, inaltimea de 3 m si lungimea dupa locul destinat.

Procesul se desfasoara predominant aerob, temperatura medie in gramada

fiind de 55 - 65 oC iar umiditatea optima 45 - 60%. Se fac remanieri periodice la 20

zile, apoi la o luna, acestea putandu-se face mecanizat.

Compostul rezulta dupa trei luni de fermentare, find apoi cernut prin site

mecanice. Mai departe compostul este macinat si cernut din nou. Pastrarea

compostului in saci de material plastic ii confera o conservare de circa 1 an in

orice conditii de depozitare.

CAPITOLUL V

MICROFLORA EPIFITA A FRUCTELOR SI LEGUMELOR

181

Page 182: Microbiologie generala

5.1 Definitii

5.2 Putrezirea fructelor si a legumelor

5.3 Deprecierea unor legume si fructe in depozite

5.4 Informatii generale despre microflora fructelor si legumelor deshidratate

5.1 DEFINITII

Pe suprafata fructelor si legumelor exista permanent un numar de

microorganisme cu variatii extrem de largi, care creste pe masura ce ele gasesc

conditii de dezvoltare. Ele provin din mediul inconjurator, majoritatea din aer,

aduse de praf, insecte si animale, dar si din pamant sau din apa pluviala sau cea

de irigare.

Ajunse pe fructe si legume, unele forme neadaptabile dispar, altele se

dezvolta prin adaptarea la conditiile de mediu in care cresc fructele si legumele,

formand o microflora epifita specifica.

Cunoasterea microflorei specifice este necesara pentru orice fermier si

gospodar ce doreste sa foloseasca in mod eficient resursele fructifere si

leguminoase ale propriei gospodarii sau ferme. Deoarece unele microorganisme

pot produce pagube importante, ele trebuie omorate sau inhibate, altele, a caror

activitate este benefica omului (ex.: drojdiile ce fermenteaza mustul fructelor), din

contra, trebuie stimulate pentru a se dezvolta in conditii optime.

Pe fructe, in functie de caracteristicile fizico-chimice ale acestora, se

dezvolta o microflora foarte diversa, atat ca numar, cat si din punct de vedere al

speciilor. Variabilitatea este in functie de un mare numar de factori, cum ar fi

factorii de mediu, stadiul de dezvoltare al fructelor si legumelor, gradul de

coacere, starea compozitionala a acestora, zona de amplasare a culturilor, starea

de sanatate si tratamentele fitosanitare aplicate livezilor si culturilor agricole.

Numarul lor variaza de la cateva zeci de mii de germeni pe gram pana la

cateva zeci de milioane de germeni pe gram (ex: la spanac s-au constatat intre 5 -

20 milioane germeni / gram)

182

Page 183: Microbiologie generala

Germenii de microorganisme fac parte din microflora saprofita (grec.

Sapros = putred, stricat). Aceasta este parazita, hranindu-se cu substantele

fructelor si legumelor in descompunere, dar nu produce, in conditii obisnuite,

imbolnaviri, sau patogena, adica, daunatoare sanatatii omului si animalelor.

Este dificil a se face o inventariere exhaustiva a microflorei epifite, astfel ca

se vor mentiona principalele categorii de microorganisme identificate pe fructe si

legume.

In general, fructele sunt invadate de mucegaiuri ce distrug, local,

pericarpul, permitand patrunderea in interiorul fructului a germenilor de suprafata.

Printre cele intalnite cu frecventa mare la mai toate fructele se amintesc genurile

Monilia, Phoma, Rhizopus, Penicillium, Oospora, Fusarium, Trichothecium,

Aspergillus, etc. (Specii mai importante: Penicillium glaucum, Rhrizopus nigricans,

s.a.). Mucegaiurile sunt detinatoarele unui echipament enzimatic foarte divers si

eficace, in sensul ca pot ataca aproape orice fel de substrat organic, fapt

evidentiat si in partea generala a acestui curs. Ele pot provoca putrezirea umeda

si uscata (Alternaria - provoaca putrezirea bruna, Botrytis cinerea - produce

putrezirea cenusie, Cladosporium - constituie agentul de putrezire negru-bruna la

pepeni, Fusarium si Trichothecium - patrund pe la codita fructelor si a legumelor

provocand putrezirea umeda, Penicillium - provoaca putrezirea umeda verde)

Prezenta drojdiilor din microflora epifita a fructelor si legumelor are ca efect

procese metabolice ce conduc la fermentatii, inmuierea pulpei si, in final, la

deprecierea calitativa a acestora. Multe specii de drojdii sunt utilizate in

fermentarea alcoolica sau acida a unor sucuri, in vederea obtinerii unor bauturi

fermentate. Printre acestea se amintesc: genurile Saccharomyces Rees,

Zygosaccharomyes, Torulaspora, Pichia, Saccharomycodes, Hansenula, etc.

In general, bacteriile actioneaza asupra fructelor si legumelor cu reactia

mediului slab acida, neutra sau alcalina. Exista si bacterii acido-tolerante (ex: cele

lactice), care se dezvolta asociate cu drojdiile de la care folosesc unii factori de

crester (biotina) sau metaboliti rezultati din activitatea drojdiilor. Bacteriile epifite

cuprind specii din toate categoriile (aerobe, anaerobe, facultativ aerobe, saprofite,

patogene, mezofile, termofile, acido-tolerante, etc.) si constituie o microflora

specifica legumelor si fructelor.

183

Page 184: Microbiologie generala

Informatiile referitoare la microflora patogena a fructelor si legumelor pot

constitui o baza suficient de bogata pentru lucrari stiintifice de mare amploare.

Lucrarea de fata nu-si propune decat abordarea rezumativa a acestui subiect, cei

interesati de acest domeniu putand consulta lucrari de bacteriologie sau

microbiologie medicala. Cu toate acestea, tinand seama de unele epidemii

declansate in ultimii ani, vom aminti pe scurt cateva informatii referitoare la

microflora patogena a fructelor si legumelor.

Consumarea sau prelucrarea fructelor si a legumelor fara spalarea si chiar

dezinfectarea acestora poate deveni periculoasa pentru oameni, din cauza

prezentei microflorei patogene epifite sau anaerobe. Unele fructe si legume contin

substante ce pot impiedica dezvoltarea acestor microorganisme, caz in care,

spalarea lor cu jet de apa sub presiune este suficienta. In alte situatii, simpla

spalare este insuficienta, caz in care este necesara dezinfectarea cu produse

speciale. Astfel, prin folosirea unor solutii in apa (1-3%) de hipoclorit de calciu

(clorura de var), cloramina, formalina, s.a., in care se cufunda timp de 5 - 30

minute produsele vegetale inainte de a fi prelucrate, se obtine un efect sterilizant

fara modificarea caracteristicilor organoleptice. Alteori, insa, este necesar sa fie

aplicate masuri speciale de sterilizare (termica) pentru a distruge germenii

sporulati rezistenti.

Microflora patogena poate proveni din soluri infectate unde se cultiva

fructele si legumele, din apa de irigare sau chiar de ploaie, atunci cand atmosfera

este poluata, din particulele de praf vehiculate de curnetii de aer, precum si din

multe alte surse de infectie (prezenta cadavrelor, etc.)

Majoritatea microflorei patogene este constituita din bacteriile ce fac parte

din majoritatea familiilor cunoscute, atat bacterii aerobe, cat si germeni anaerobi.

Cele mai raspandite specii de bacterii patogene gasite pe fructe si legume fac

parte din familia Enterobacteriaceae. Astfel, genul Escherichia provoaca infectiile

colibacilare, genul Shigella produce infectia dizenterica, genul Salmonella da

salmonazele, genurile Proteus, Aerobacter, Klebsiella si altele produc infectii

specifice.

Si familia Mycobacteriaceae cuprinde specii patogene pentru om. Specia

Mycobacterium tuberculosis din genul Mycobacterium provoaca infectia

184

Page 185: Microbiologie generala

tuberculoasa. Genul Brucella din familia Brucellaceae are specii ce produc infectia

bruceloasa, boala epidemica raspandita prin contaminare alimentara digestiva

sau prin contaminare indirecta si deosebit de periculoasa.

Dintre germenii de bacterii aerobe sau facultativ aerobe periculoase pentru

om, in microflora epifita a fructelor (in special) si a legumelor, importante sunt

bacteriile din genul Brucella, aflate in sol, praf si noroi, care produc infectia

bruceloasa. Din genul Bacillus, specia B. anthracis prezinta patogenicitate ridicata

pentru om si animale (ovine, in special), producand infectia carbunoasa (buba

neagra). Alte specii de Bacillus sunt nepatogene (B. megaterium, B. polymyxa, B.

brevis, s.a.).

Din microflora anaeroba, bacterii din genul Clostridium , multe specii sunt

patogene pentru om si animale, producand toxinfectii foarte grave. (Cl.

Perfringens, Cl.. septicum, Cl. botulinum, Cl. tetani, etc.).

5.2 PUTREZIREA FRUCTELOR SI A LEGUMELOR

Putrezirea fructelor si legumelor este produsa de mucegaiuri, incepand cu

partile ranite, in care hifele patrund in mod natural. De asemenea, galeriile larvare

constituie teren prielnic pentru patrunderea germenilor ce provoaca putrezirea. La

deprecierea fructelor si legumelor pot participa si ciuperci saprofite, care

actioneaza prin consumarea celulelor moarte, dar dupa un timp ele devin active si

trec la parazitism.

Dupa cum se arata in capitolul destinat mucegaiurilor, acestea dispun de o

mare putere de adaptare metabolica, datorita unui echipament enzimatic foarte

divers, ce poate prelucra orice tip de substrat. In cazul alterarii si putrezirii

fructelor si legumelor, mucegaiurile actioneaza, sub aspect biochimic, in mai multe

etape, simultane sau succesive:

hidratii de carbon polimoleculari sunt transformati in zaharuri simple;

pectinele sunt hidrolizate in formatiuni moleculare mai mici (acid pectic,

s.a);

din zaharurile simple, prin fermentare se produc alcooli si acizi organici;

urmeaza oxidarea acestora la dioxid de carbon si apa;

185

Page 186: Microbiologie generala

proteinele se descompun pana la aminoacizi, amide, hidroxilamina si

amoniac;

taninurile sunt distruse sau insolubilizate prin combinare cu proteinele,

provocand colorarea specifica (brun-neagra) a fructelor si legumelor

putrede.

Redam in continuare cateva tipuri, mai des intalnite, de putrezire ale

fructelor si legumelor, precum si agentii ce le produc:

Putrezirea umeda se caracterizeaza prin inmuierea si liza tesuturilor, brunificarea

lor si deprecierea caracteristicilor organoleptice ale produsului. Astfel, Phytophtora

infestans provoaca mana cartofilor, a rosilor si ardeilor. Se manifesta prin pete

brune, la inceput pe suprafata si apoi in adancime. Monilia fructigena produce

putrezirea umeda a merelor si perelor necoapte sau mature, manifestata prin

gustul astringent pe care acestea le capata si a petelor maronii de pe si din

fructele putrezite. Mucegaiul poate suporta si temperaturile negative din

congelatoare (-18oC). Putrezirea umeda a cartofului poate fi provocata si de

Bacterium xanthochlorum, ce actioneaza concomitent sau dupa unele specii de

Phytophtera (Ph.infestans, Ph.parasitica), degradand complet tesuturile si

imprimand un miros urat, insuportabil. Putrezirea umeda a morcovilor si a altor

radacinoase se manifesta inca inainte de recoltarea lor prin aparitia unor colonii

de mucegaiuri de culoare alba, inmuierea tegumentelor si aparitia zonelor brune

in adancime. Raspunzatoare de imbolnavire sunt mucegaiurile Erwinia ,Sclerotinia

libertiana si bacteria Bacterium carotovorum.

Putrezirea uscata a legumelor si fructelor se manifesta prin transformarea lor

intr-o masa uscata, cenusie sau bruna, spongioasa. Datorita faptului ca amidonul

nu este atacat de microorganisme, iar fructul bolnav are un aspect fainos, boala

este foarte cunoscuta sub denumirea populara de fainare, iar agentii care o

produc fac parte din genul Fusarium.

Putrezirea amara se manifesta prin aparitia unor pete brune in interiorul fructelor

si legumelor, care capata un gust amar. Agentii imbolnavirii sunt mucegaiurile:

186

Page 187: Microbiologie generala

Gloeosporium fructigenus, Cephalothecium roseum, Trichothecium link,

Penicillium glaucum, P.italicum, Fusarium putrefaciens, s.a.

Putrezirea nobila este specifica strugurilor recoltati tarziu si se datoreaza

mucegaiului Botrytis cinerea. Mucegaiul nobil, cum mai este denumit, produce o

imbunatatire a calitatii vinului, deoarece pentru dezvoltarea lui consuma zaharul si

acizii organici din struguri, dar, spre deosebire de alte mucegaiuri, consuma mai

repede acizii tartric si malic decat zaharurile. Pe de alta parte, prin consumarea

zaharului se produce dextranul, un poliglucan omogen cu structura gelatinoasa, si

glicerina, acid gluconic, acid citric, acid lactic si alcool etilic. Mucegaiul

hidrolizeaza si digera pielita boabelor de strugure, si in consecinta, in perioadele

calde si secetoase, strugurele pierde usor apa si se concentreaza in zahar,

preazotati si polifenoli. Din aceste motive, vinurile provenite din strugurii atacati de

Botrytis cinerea au un buchet specific (asanumitul buchet de mucegai nobil), o

culoare cu tendinte de brunificare (necesitand o sulfitare mai puternica), contin

mai mult acid gluconic si glicerina, fermenteaza intr-un timp mai indelungat, este

licoros si are un gust specific inconfundabil si indescriptibil (ex: vinurile licoroase

din podgoriile Cotnarului).

Putregaiul cenusiu. Acelasi microorganism, Botrytis cinerea, se poate dezvolta

pe struguri, sau alte fructe si legume postmaturate, mai ales pe vreme umeda,

determinand un mucegai cenusiu, pufos, format din miceliu si conidiofor,

determinand putrezirea totala a acestora. Mucegaiul se dezvolta mai rapid la

temperaturi scazute, intuneric si lipsa curentilor de aer.

Putregaiul alb este o boala foarte raspandita si pagubitoare la radacinoase

(morcov, patrunjel, telina, pastarnac, sfecla, cicoare, s.a.) si apare la inceput pe

radacinile cu leziuni superficiale (mai ales le cele recoltate si depamantate

mecanizat). Pe acestea apar pete de mucegai de culoare alba, apoi se dezvolta

un miceliu alb si pufos ca o vata, datorita speciei Sclerotinia sclerotiorum.

Conditiile de umiditate si temperatura ridicate favorizeaza dezvoltarea ciupercii.

187

Page 188: Microbiologie generala

Putregaiul negru se manifesta prin leziuni adancite acoperite de un strat de

miceliu negricios cu aspect catifelat produs de mucegaiul Stemphylium radacinum

si se dezvolta mai ales in depozitele de radacinoase, infectia fiind favorizata de

umiditatea mai ridicata.

Putregaiul cenusiu apare pe fructele supracoapte de fructe si legume (tomate,

ardei, vinete, mere, pere, citrice) si este produs de mai multe specii de Alternaria.

Fructele atacate prezinta pe suprafata pete adancite de culoare bruna, cu aspect

catifelat si dimensiuni variate, cuprinzand adesea portiuni mari din fruct.

Alternariozele sunt periculoase si pentru faptul ca, agentul imbolnavirii se dezvolta

foarte bine si la temperaturile scazute din depozitele de pastrare a fructelor si

legumelor.

5.3 DEPRECIEREA UNOR LEGUME SI FRUCTE PASTRATE IN DEPOZITELE GOSPODARIILOR AGRICOLE SI AGROTURISTICE, PROVOCATE DE MICROORGANISME

Bacteriozele si micozele cartofului

Cartoful, "cea de a treia paine a romanului", constituie un substrat aproape

ideal pentru dezvoltarea microorganismelor: umiditate mare (70 - 80%), cantitate

ridicata (16 - 20%) de hidrati de carbon, mono si polimoleculari (glucoza, amidon),

accesibili microbilor, continut moderat de substante organice diverse (proteine,

minerale, vitamine, s.a.), ce pot asigura dezvoltarea microorganismelor saprofite,

bacterii si ciuperci ce degradeaza tuberculul cartofului.

Dintre bacterii, Erwinia carotovora var atroseptica provoaca putrezirea umeda in masa a cartofilor. Infectia debuteaza in sol si capata proportii epidemice

mai ales in depozite umede, calde, neaerisite. Bacteria dezintegreaza tesuturile

interne care se inmoaie. Sub coaja tuberculului se formeaza un lichid mucilaginos

cu miros foarte neplacut. Bacteria este mesofila (se dezvolta la 20 - 30 oC) si este

omorata de temperaturi mai mari de 47oC.

188

Page 189: Microbiologie generala

Mucegaiurile au o pondere importanta in infectarea cartofului si produc

mari pagube mai ales pe perioada depozitarii acestuia. Astfel, Fusarium solani

var. coeruleum, Fusarium roseum var. sambucinum, provoaca putrezirea uscata,

cu frecventa mai mare la tuberculii loviti, dar la umiditate mai mare de 80%.

Aceiasi agenti se dezvolta ca o pasla pe suprafata tuberculului care nu se usuca,

ci din contra, se inmoaie si se transforma intr-o pasta urat mirositoare. Limitele

largi de temperatura (5 - 30oC), in care isi poate desfasura activitatea, fac din

acest mucegai un periculos dusman al tuberculilor de cartof depozitati.

Un alt mucegai, Phytophtora infestans, provoaca mana cartofului, o boala

foarte raspandita si binecunoscuta de cultivatorii de cartof. Infectarea tuberculilor

se face prin conidiile ciupercii ce se formeaza pe frunze si ajung in sol cu apa de

ploaie. La recoltare, tuberculii bolnavi nu se deosebesc de cei sanatosi. In primul

stadiu al infectiei, pe suprafata lor apar pete mici maronii, putin adancite, care se

extind si brunifica tesuturile, inaintand in interiorul cartofului. Masurile profilactice

si de combatere a acestei periculoase boli sunt descrise pe larg in lucrarile

referitoare la aceasta leguma.

Bacteriozele si micozele tomatelor

Tomatele sunt atacate de un mare numar de microorganisme, incepand din

camp si terminand in depozitele de pastrare. Putregaiul umed, produs de Erwinia

carotovora, descris mai inainte, este o boala cu frecventa destul de ridicata,

bacteria patrunzand in interiorul fructului si producand inmuierea acestuia.

Pastrarea tomatelor in depozite cu temperaturi scazute (1 - 2oC), in atmosfera de

dioxid de carbon, poate preveni inmultirea mucegaiului.

Phytophtora infestans si Ph.parasitica provoaca mana tomatelor, facand

leguma neconsumabila.

Specii de Alternaria produc alternarioza sau putregaiul brun al tomatelor.

In perioada recoltarii, mai ales pe fructele de tomate supramaturate, se

dezvolta mucegaiul brun, Botrytis cinerea, si cel alb, Sclerotinia sclerotiorum.

Specia de mucegai Rhrizopus stolonifer produce, atat la tomate cat si la ardei,

189

Page 190: Microbiologie generala

putregaiul moale, miceliile formand la suprafata fructului de tomata o pasla

cenusie-negriciasa.

Fructele de tomate prinse in camp de temperaturile scazute din cauza

brumei devin sensibile la atacul mai multor ciuperci saprofite: Alternaria,

Penicillium, Mucor, etc.

Bolile cucurbitaceelor

Castravetii, pepenii rosii si galbeni, dovlecii sunt atacati frecvent de

mucegaiul Colletotrichum lagenarium, care produce boala numita antracnoza sau

manare. Fructele atacate prezinta pe suprafata pete circulare, adancite, de

culoare galben - bruna, de dimensiuni variabile. Cand apare fructificarea ciupercii,

in dreptul petelor apar puncte mici roz-galbui, dispuse in cercuri concentrice.

Ciuperca se extinde in adancime ducand la putrezirea totala a fructului si

infecteaza semintele.

Infectiile bacteriene si fungice ale unor leguminoase pentru boabe

Fasolea si Bobul pot fi infectate inca din stadiul vegetativ de o serie de

mucegaiuri care produc importante pagube, mai ales in conditii de umiditate si

temperatura ridicate. Colletotrichum lindemuthianum produce antracnoza, care

se manifesta mai intai prin atacul asupra frunzelor si tulpinelor si se extinde

asupra pastailor si boabelor. Pe pastai apar pete circular-ovoidale, delimitate de o

margine brun-roscata, pentru ca ulterior, cand ciuperca fructifica, in centrul petelor

sa apara o coloratie roz ce apoi se brunifica. Semintele infectate nu-si modifica

aspectul si nu pot fi deosebite de cele sanatoase, astfel ca ele pot transmite

boala, daca sunt semanate. Fuzariozele si alternariozele sunt printre cele mai

raspandite boli la fasole si bob, fiind produse de Fusarium oxysporum faseoli,

Sclerotinia sclerotiorum, Alternaria consortiale si Botrytis cinerea, care infecteaza

190

Page 191: Microbiologie generala

pastaile si boabele, formand pe acestea pete brun-cenusii. Pastaile atacate se

usuca, nu mai sunt bune de mancat, iar boabele raman mici si se zbarcesc.

Alte boli mai importante ale fasolei si a altor leguminoase pentru boabe

(bob, naut) produse de bacterii si ciuperci sunt: rugina (Uromyces

appendiculatus), vestejirea bacteriana (Corynebacterium flaccumfaciens), patarea

unghiulara (Sariopsis griseola sacc.) care defoliaza plantele, mucegaiul cenusiu

(Botrytis cinerea), s.a.

Combaterea se face printr-un complex de masuri de protectie cuprinzand:

folosirea unor soluri rezistente la boli, tratarea semintei folosite, combaterea

chimica in perioada de vegetatie cu produse fungicide specifice, in dozele

prescrise de fitopatologi.

Mazarea. O boala importanta este arsura bacteriana produsa de

Pseudomonas syringae pisi si se manifesta prin aparitia pe toate organele aeriene

ale plantei a unor pete mici galben-cafenii ce se necrozeaza, in final pastaile

uscandu-se si ramanand seci.

Dintre micoze, cele mai des intalnite sunt: mana, a carui agent patogen

este Peronospora pisi si antracnoza (ascochitoza), produsa de Mycosphaerella

pinodes, Ascochyta pisi si A.pinodella. Boala se manifesta prin aparitia unor pete

rotunde de 1-2 mm diametru, de culoare brun-negricioasa, care ulterior se

necrozeaza. Pastaile se usuca iar boabele sunt zbarcite si brunificate. Boala este

favorizata de umiditatea ridicata si temperaturi de 20 - 30oC.

Alte boli ale mazarii sunt: fainarea (Erysiphe pisi), putregaiul alb (Sclrotinia

sclerotiorum), septorioza (Septona pisi), fuzarioza (Fusarium oxysporum).

Combaterea lor se face prin tratarea chimica a semintelor cu produse

fungicide speciale (Tirandin, Fundazol, etc.), in dozele recomandate de

fitopatologi.

Blile umbeliferelor (morcov, patrunjel, pastrnoac, telina)

Bolile acestei categorii de plante, desi apar in general in timpul vegetatiei,

mai ales in anii ploiosi, se manifesta in timpul depozitarii, pierderile fiind

191

Page 192: Microbiologie generala

considerabile daca nu se iau masurile adecvate de depozitare si tratament

fitosanitar.

Dintre bacterioze, putregaiul moale, provocat de bacteria Erwinia

carotovora, este intalnit cu frecventa cea mai mare, mai ales in depozite, putand fi

prevenit daca in incinta temperatura este de 1oC si umiditatea relativa a aerului nu

depaseste 85%, impunandu-se o buna circulatie a aerului in jurul stivelor.

Tratamentul fitosanitar cu produse specifice (Tiradin, Cuzin) se face la seminte,

inainte de semanat.

Putregaiul alb are ca agent mucegaiul Sclerotinia sclerotirum. Alte boli mai

frecvente in timpul depozitarii sunt: fainarea (Erysiphe umbelliferarum), septorioza

(Septoria apiicola, S.levistici, S.petroselini), in care apar pete circulare brun-negre,

cu puncte albe in centru, ce patrund in adancimea radacinii, distrugand tesuturile,

si putregaiul negru, ce se manifesta prin aparitia, in timpul depozitarii, a unor

leziuni mari adancite. Tesuturile afectate se inmoaie si au pe suprafata un

mucegai paslos (Stemphylium radicinum). Tratamentul fitosanitar se face cu

Tiradin, Tecto, s.a., in timpul depozitarii.

Biodegradarea unor legume bulboase (ceapa si usturoiul)

In cea mai mare masura, virozele (dungarea galbena, mozaicul cepei) sunt

cele mai raspandite, fiind produse de virusul Allium virus Smith (Marmor cepae

Holmes). In timpul depozitarii, bacterioza produsa de Erwinia carotovora este

boala principala. Ea se manifesta prin alternarea foilor cu aspect normal cu foi

atacate, de culoare galben-bruna, moi, mucilaginoase si avand miros neplacut.

Dintre micoze, mana cepei (Peronospora destructor) este boala cea mai

importanta a cepei (incidenta peste 60%) si se manifesta prin putrezirea totala a

cepei si usturoiului, intr-un ritm rapid (10 ore la 10oC si umiditate relativa a aerului

de peste 85%). Prevenirea in timpul depozitarii nu este posibila prin tratamente

fitosanitare, acestea trbuind facute in timpul vegetatiei. Putregaiul cenusiu (datorat

lui Bothytis allii, B.byssoidea) are ca simptome aparitia unor pete cenusii ce se

extind (mai ales la usturoi) si devin negre prin formare de scleroti ce fac interiorul

bulbilor uscat.

192

Page 193: Microbiologie generala

Alte boli ale cepei si usturoiului: helmintosporioza usturoiului

(Helminthosporium allii), a acrei simptomatica este acoperirea bulbilor cu un strat

pulverulent negru si fuzarioza cepei si usturoiului (Fusarium sq.), ce provoaca

putregaiul alb.

Cateva micoze ale verzei, conopidei si guliei

Mana este boala cea mai frecventa, incepand in camp si continuand in

depozite. Simptomatica bolii consta in aparitia unor pete mici, neregulate, alb-

galbui, avand un puf albicios pe fata inferioara a frunzelor. Boala este provocata

de Peronospora brassicae, iar conditiile favorabile infectiei sunt temperaturi de

10-15oC si umiditatea relativa a aerului de 90%. Combaterea cu fungicide atat in

camp cat si in depozite este eficace, alaturi de utilizarea spatiilor aerisite. O alta

micoza mai des intalnita este putregaiul moale, boala produsa de Erwinia

carotovora, ce se manifesta prin putrezirea umeda a coceanului, capatanilor

verzei si inflorescentei conopidei si transformarea tesuturilor atacate intr-o masa

mucilaginoasa, urat mirositoare.

Deprecierea unor fructe pomicole cauzata de microorganisme

Fructele pomicole (merele, perele si gutuile) sunt atacate de un mare

numar de bacterii, drojdii si mucegaiuri, care le provoaca degradari biochimice si

le depreciaza caracteristicile organoleptice. Prin degradarea tesuturilor celulare,

substantele intracelulare devin un substrat propice si accesibil cresterii si

proliferarii tuturor categoriilor de microorganisme.

In timpul depozitarii fructelor continua procesele vitale de respiratie si

transpiratie in cadrul carora se produce apa, dioxid de carbon si energie termica,

care favorizeaza inmultirea microorganismelor si reactiile biochimice catabolice.

Acest fapt obliga la mentinerea unor conditii de depozitare care sa micsoreze

incidenta imbolnavirilor, care, in cazul fructelor de mar, par si gutui sunt:

193

Page 194: Microbiologie generala

temperatura ambientala intre 0 si 2oC, umiditatea relativa a aerului sub 85%,

incaperi cu posibilitati de aerisire (viteza curentului de aer in incinta de cca

0.3m/s). In afara acestora, in cele mai multe cazuri se procedeaza la tratamente

profilactice si de combatere cu produse chimice recomandate de fitopatologi si

admise de legislatia romaneasca, atat in culturi cat si in depozite. Totodata,

trebuie sa se depoziteze numai fructe avand rezistenta genetica la atacul

diversilor agenti patogeni.

Una din micozele merelor, perelor si gutuilor este patarea cafenie, ai carei

agenti patogeni sunt mucegaiul Venturia inaequalis (sinonim Endostigme

inaequalis) V.pirina si Fusidadium dendriticum. Acestea ataca fructele in toate

stadiile de dezvoltare, producand pete circulare, la inceput cenusii, apoi brune, in

dreptul carora tesuturile crapa. Fructele tinere se deformeaza iar gustul pulpei

atacate este fad. Crapaturile de pe fructe constituie calea patrunderii sporilor de

Monilia fructigena, care produce putrezirea bruna sau monilioza, boala cunoscuta

de multa vreme in toata lumea si care produce pagube mari in livezi si in depozite.

Simptomele acestei boli se manifesta prin aparitia, inca din timpul verii, pe fructele

parguite, a unor pete brune ce se intind pe suprafata si cuprind pulpa in

adancime, fructul putrezind pana la urma in totalitate. Daca temperatura si

umiditatea ambientala sunt ridicate, pe suprafata fructelor, in dreptul zonei

putrede, apar sporii ciupercii, sub forma unor pernite dispuse in cercuri

concentrice. La temperaturile scazute din depozite, boala se poate extinde,

fructele putrezind si innegrindu-se fara ca pe suprafata lor sa mai apara vetrele cu

conidiofori. In aceasta faza, boala este cunoscuta sub denumirea de putregaiul

negru. Daca mucegaiul patrunde in interior pana la camera semintelor si de aici

se extinde in masa fructului, distrugand pulpa, putrezind-o complet, provoaca

forma de monilioza cunoscuta sub numele de putregaiul inimii.

Merele, perele si gutuile depozitate in spatii nearisite, calde si umede, sunt

atacate de mucegaiul Penicilium glaucum, care produce putrezirea albastra.

Aceasta boala se manifesta prin aparitia pe suprafata fructelor a unor micelii,

conidiofori si conidii de culoare verde-albastra, sub care pulpa fructului

putrezeste. La temperaturi scazute (sub 3oC), activitatea mucegaiului este oprita.

Adesea se intalneste la merele depozitate boala cunoscuta ca putregaiul

amar, provocata de mucegaiul Gloeosporium fructigenum, care patrunde prin

194

Page 195: Microbiologie generala

leziuni sau intepaturi de insecte. Boala se manifesta prin aparitia, pe fructe, a unor

pete brune ce se extind in intreaga pulpa, dandu-i acesteia un gust amar si o

culoare bruna. La acest putregai se asociaza si ciuperci saprofite, care grabesc

procesul de degradare. In conditii de temperatura si umiditate ridicate, merele,

perele si gutuile depozitate pentru iarna pot fi deteriorate de unele specii de

Fusarium, care patrund, prin rani sau intepaturi de suprafata, in interiorul pulpei,

provocand putrezirea fructelor, in timp ce la exterior se formeaza o pasla

miceliana alba sau roza.

Fructele de gutui pot fi imbolnavite de patarea bruna, manifestata prin

aparitia pe suprafata a unor pete circulare de 2 - 10 mm, avand, la inceput,

culoarea crem, iar mai tarziu, brun-roscata. Cand petele de fructe sunt grupate,

pulpa crapa, crapaturile inlesnind patrunderea altor microorganisme ce produc

putrezirea. Boala este urmare a atacului mucegaiului Fabraea maculata.

Piersicile, caisele si prunele sunt foarte sensibile la atacul unor

microorganisme ce le pot degrada complet, motiv pentru care, inaintea depozitarii

acestora peste iarna, se va face o sortare riguroasa pentru indepartarea oricarui

fruct bolnav, lovit sau ranit.

O bacterioza raspandita este ulceratia fructelor de piersic, cais si prun,

recunoscuta prin aparitia pe suprafata fructului a unor pete circulare avand

diametrul de cca 1 mm, culoare galben-portocaliu. Pulpa fructelor se crapa in

dreptul petelor, permitand accesul altor agenti de infectie si isi pierde valoarea

nutritiva si organoleptica. Boala este produsa de bacteria Pseudomonas syringae.

Putrezirea bruna sau monilioza la samburoase se manifesta pentru fructele

ajunse la maturitate prin putrezirea pulpei si aparitia unor pete mici -

sporodochiile, galben - cenusii sau brune, dispuse neuniform pe suprafata

fructului. Sporodochiile perforeaza epicarpul iar sucul zaharat se scurge ina afara,

lipind fructele in pachete de fructe, putrezite si mumificate. In acest mod, infectia

se extind rapid in intreaga populatie de fructe depozitate. Mare parte din pagubele

produse in depozite de aceasta boala pot fi evitate, adoptandu-se metoda de

depozitare in cofraje prin care poate circula aerul.

Agentul patogen este Monilia laxa.

Antractnoza nucului este cea mai raspandita si pagubitoare micoza la nuc.

Fructele de nuc pot fi atacate in toate stadiile de dezvoltare. Pe suprafata lor apar,

195

Page 196: Microbiologie generala

la inceput, pete mici brun-roscate si apoi cenusii, ce ating diametrul de 1 - 2 cm,

extinzandu-se in faza finala a bolii. Miceliul agentului patologic Gnomonia

juglandis patrunde in miez, pe care il altereaza, formand ascospori care pot

germina la temperaturi cuprinse intre 5 - 31oC in conditii de umiditate relativa in

locurile de depozitare de peste 65%. O alta boala a fructelor de nuc, ce incepe din

timpul vegetatiei si continua pe timpul depozitarii este arsura bacteriana, provocata de Xanthomonas juglandis. Ea se recunoaste datorita faptului ca

fructele se brunifica, pericarpul si endocarpul putrezesc si se innegresc, pe

suprafata fructelor ramanand un excedat apos reprezentat de colonia bacteriana.

Citricele (lamaile, portocalele, mandarinele) si bananele fac parte din grupa

fructelor perisabile. Durata lor de pastrare poate fi destul mde mare daca fructele

sunt depozitate la temperatura de 4 - 6oC si umiditatea relativa a aerului de 80 -

90%. In perioada transportului, prin manipulari repetate, citricele sunt lovite sau

ranite, prin leziunile formate putandu-se dezvolta microorganisme.

Cele mai des intalnite microorganisme sunt: Penicillium italicum si

P.digitatum, care la inceputul infectiei formeaza pe suprafata fructelor de citrice

pete circulare cu diametrul de cca. 5 mm, sub care tesutul este moale si capata

culoarea cenusie. La temperaturi de 8 - 10oC (temperatura din interiorul

frigiderelor casnice), petele evolueaza rapid, hifele de mucegai formand o pasla

moale, la inceput de culoare alba, apoi verde-albastruie sau chiar verde-brun,

ceea ce arata ca a inceput fructificarea mucegaiurilor. In aceasta faza, aspectul

mucegaiului se schimba, devenind pulverulent, astfel ca se poate extind foarte

repede in ambalaje si pe alte fructe sau in depozite. De aceea este recomandabil

ca fructele atacate de mucegai sa fie arse, iar depozitele si ambalajele

dezinfectate cu solutii dezinfectante (cloramina 2%, formol 1%, cloranil 1%, sulfat

de cupru 1%). De asemenea se poate face fumigarea depozitelor si ambalajelor

prin arderea sulfului (3-100g/m3) sau a unui amestec de hipermanganat de

potasiu cu formol (1g la 10 l), in doze de 1 2 l/m3. Prin adaugarea de formalina

peste hipermanganat, in castroane sau farfurii imprastiate in depozit se formeaza

un fum abundent, inecacios, care se imprastie in intreaga incapere si in crapaturi,

in cca. 12 ore distrugand si formele sporulate ale microorganismelor. Tratamentul

se va face cu masca de gaze. Dupa mai mult de 12 ore de la tratament se

aeriseste incaperea pana nu se mai simte mirosul de formaldehida.

196

Page 197: Microbiologie generala

Bananele, pentru a putea rezista pana la comercializare, se depoziteaza

functie de gradul de coacere (recunoscut dupa culoarea fructelor) la 12 - 14oC si

umiditatea relativa a aerului de 90 - 95%, in camere speciale, aerisite si in

prezenta etilenei.

Unele boli produse de microorganisme strugurilor de masa

Fiind un produs foarte bogat in substante nutritive si intrand in grupa

fructelor perisabile, strugurii de masa constituie un substrat excelent pentru

dezvoltarea microorganismelor care-i ataca mai intai pe cei vatamati.

Cele mai multe infectii provin din timpul vegetatiei, unele din ele putandu-se

amplifica pe perioada depozitarii, care la struguri poate ajunge la 3 - 4 luni.

Unele boli ale strugurilor sunt viroze ce infecteaza vita de vie si se transmit

si fructelor si semintelor. O viroza des intalnita este scurt-nodarea sau

degenerescenta infectioasa (court-noue), ce actioneaza asupra butucului de vie.

Ciorchinele de strugure atacat are boabe putine si mici, fiind lipsit de valoare

comerciala. Agentul patogen este Marmor viticola, ce se inactiveaza termic la

65oC.

Mozaicul nervurian (ingalbenirea nervurilor - yellow vein) este, de

asemenea, o viroza frecventa in plantatiile viticole, in urma atacului careia,

ciorchinii de struguri raman mici, cu boabe mici si putin numeroase, lipsite de

seminte si gust. Ea este produsa de Grapevein mosaic virus.

Dintre micoze, cea mai pagubitoare prin aria de raspandire si frecventa

aparitiei este mana provocata de Plasmopara viticola. Boala poate incepe, mai

ales in anii cu precipitatii abundente, inca din timpul infloririi. Daca apare mai

tarziu, dupa ce boabele au atins o anumita marime, miceliul mucegaiului patrunde

in boabe pe la baza pedunculelor si se extinde in pulpa care se brunifica. Boabele

se zbarcesc si, uneori, se desprind de pe ciorchine si cad. Infectia boabelor

mature este cunoscuta de viticultori sub numele de "rot - brun" sau putregaiul

brun, iar cea a boabelor tinere, nemature, sub denumirea de "rot-gris".

Inaintea depozitarii, strugurii se sorteaza, indepartandu-se ciorchinii

bolnavi.

197

Page 198: Microbiologie generala

A doua boala ca raspandire, dupa mana, este fainarea, cauzata de

Uncinula necator, cu forma conidiana Oidium tuckery berk. Atacul pe ciorchini

face ca acestia sa se brunifice si apoi sa se usuce in timp de seceta. Pasla

miceliana acopera boabele care crapa ca urmare a marimii volumului, continutul

acestora oferind mediu propice pentru dezvoltarea altor microorganisme. Daca

infectia se produce la inceputul coacerii, pe pielita strugurilor apar pete brune, sub

forma unei retele, care depreciaza gustul si valoarea comerciala a ciorchinilor.

Strugurii infectati de Oidium tuckeri nu se pot pastra deoarece sunt invadati destul

de repede de ciuperci saprofite care provoaca degradarea lor. In orice caz, pentru

pastrare este necesara o temperatura de -1oC pana la +1oC.

Mucegaiul cenusiu este produs de specii de Botrytis: B.cinerea,

B.fuckeliana. Acestea ataca toamna pe boabe, dupa ce se acumuleaza suficient

zahar in celule. Boala se produce, de regula, prin intepaturile insectelor, fiind

favorizate de rani si crapaturi existente in pielita boabelor, mai ales cand

umiditatea si temperatura ambiante sunt ridicate. Boala se manifesta prin

brunificarea pielitei, care se desprinde usor de pulpa, boaba putrezita acoperindu-

se in intregime cu o pasla cenusie. Ea evolueaza rapid prin invadarea altor boabe

de catre miceliile ciupercilor. In unele regiuni din Franta (ex. Valea Rinului) sau

Romania (Cotnari), ciuperca produce asa-zisul "putregai nobil", ce apare pe

ciorchinii cu expozitie solara si bine aerisiti. In acest caz, mucegaiul nu mai

fructifica, pielita boabelor se stafideste, capata o culoare vinetie si se subtiaza,

astfel incat evaporarea apei se intensifica, iar mustul din bob se concentreaza.

Sub influenta putregaiului nobil se pierde peste 50% din productie, prin

concentrarea mustului, in schimb se castiga foarte mult calitativ.

Prin dezvoltarea sa pe boabele de struguri, Botritis cinerea consuma

zaharul si acizii, dar, spre deosebire de alte tipuri de mucegaiuri, acizii organici

sunt consumati cu viteza mai mare decat zaharul. Prin fermentarea zaharurilor

rezulta glicerina si dextranul (poliglucan omogen), iar in anumite conditii din

glucoza se formeaza manita, acid citric, acid acetic, acid lactic si alcool etilic.

Musturile provenite di strugurii atacati de putregaiul nobil fermenteaza mai

incet, vinurile obtinute au un continut alcoolic mai redus si prezinta un buchet cu

totul deosebit, aproape imposibil de definit si cu tendinta de brunificare in timp.

198

Page 199: Microbiologie generala

Soiurile de struguri de masa au o sensibilitate diferita fata de atacul acestor

mucegaiuri nobile, foarte rezistente fiind cele de Coarna neagra, Italia, Afuz-Ali,

care trebuie preferate pentru evitarea pierderilor in depozite. Reducerea

pierderilor se poate realiza printr-o sortare severa atat la recoltare cat si la

conditionare si ambalare in vederea depozitarii, eliminand ciorchinii sau chiar

boabele infectate.

O alta boala micotica este antracnoza strugurilor, produsa de Ensilnoe

ampelina cu forma conidiana Gloeosporium ampelophagum, se manifesta prin

aparitia pe pielita boabelor a unor pete mici circulare, de culoare bruna. In dreptul

petelor pielita se ingroasa, iar bobul se deformeaza din cauza cresterii inegale.

Strugurii infectati au aspect neplacut si sunt lipsiti de valoare comerciala. Soiurile

de struguri mai sensibile la antracnoza sunt Sultanina, Afuz - Ali, Regina viilor.

In timpul depozitarii strugurilor de masa pot aparea si alte infectii micotice,

dintre care amintim: putregaiul alb, provocat de Charinia diplodiella, putregaiul negru, avand ca agent Phoma uvicola si amareala strugurilor data de

Melancolium fuligincum. Strugurii de masa mai pot fi degradati de diferite

mucegaiuri precum: Rhizopus stolonifer, Penicillium sp., Aspergillus sp.,

Chladosporium herbarum, a caror activitate este inhibata, insa, de temperaturi de

1oC pana la +0.5oC sau de gazare cu SO2.

Pentru a veni in ajutorul studentilor, viitori manageri ai pensiunilor

agroturistice sau ai unor sectii rurale de microproductie, sunt aratate, intr-un tabel

sintetic, principalele conditii de mediu ambiant recomandate pentru pastrarea

fructelor si legumelor, in vederea savurarii acestora in sezonul rece.

Conditiile ambientale din depozite, punctul de inghetare a fructelor si durata de pastrare recomandata pentru pastrarea unor fructe

Specia Conditiile ambientale Durata Punctul Caldura

temperatura (oC)

umiditatea (%)

de pastrare de inghetare(oC)

degajata(kcal/zi)

Banane 12 - 14 90 8 - 10 zile -0.3 2700

199

Page 200: Microbiologie generala

verzi

Banane mature

14 - 15 90 2 - 5 zile -0.5 3400

Caise -0.5 +0.5 90 2 - 4 sapt. -1 320

Gutui -0.5 - 0 90 2 - 3 luni -2 -

Grapefruit 10 - 15 85 - 90 3 - 6 luni -1 -

Lamai verzi

11 - 15 85 - 90 1 - 4 luni -1.6 -

Lamai mature

0 - 5 85 - 90 3 - 6 luni -1.8 -

Mandarine

2 - 7 85 - 90 3 - 6 luni -0.9 -

Mere soi rezistent

0 88 - 92 4 - 8 luni -2.3 110

Mere soi sensibil

3 - 4 88 - 92 3 - 6 luni -2 430

Pere soi timpuriu

-1 90 1 - 3 luni -1 160

Pere soi tarziu

-0.5 90 3 - 6 luni -1.2 160

Piersici -0.5 85 - 90 2 - 5 sapt. -0.7 100

Portocale 2 - 7 85 - 90 1 - 4 luni -0.4 430

Struguri -1 - 0 85 - 90 2 - 4 luni -2 200

5.4 CATEVA INFORMATII GENERALE ASUPRA MICROFLOREI FRUCTELOR SI LEGUMELOR DESHIDRATATE

Pe suprafata produselor agroalimentare deshidratate se gasesc

numeroase specii de bacterii si ciuperci patogene si saprofite. Printre acestea se

200

Page 201: Microbiologie generala

gasesc speciile aerobe Bacillus subtilis, B.polymyxa, B.cereus, anaerobe

Clostridium botulinum, Cl.butiricum, sau facultativ anaerobe ca Bacillus

coagulans. Toate aceste specii au fost enumerate datorita faptului ca sunt

patogene pentru om, caruia ii provoaca diverse boli sau toxinfectii periculoase si

chiar fatale, rezistand, prin sporii lor, la tratamentele termice folosite la

deshidratare. O serie de bacterii din familia Enterobacteriaceae pot fi de

asemenea intalnite pe produsele vegetale deshidratate, specii de Aerobacter,

Erwinia, Escherichia, Salmonella si Proteus provocand toxinfectii alimentare grave

(salmoneloza, colibaciloza) sau contribuind la alterarea si deprecierea

caracteristicilor organoleptice ale produselor deshidratate. Dintre mucegaiuri mai

frecvent se intalnesc Rhizopus, Botrytis, Aspergillus, Penicillium, Trichothecium,

Fusarium, Cladosporium, Alternaria. Prezenta lor pe fructele si legumele

deshidratate indicand umiditatea ridicata a acestora, conditiile precare de

depozitare, manipulare si transport.

CAPITOLUL VI

PRODUSE SI BIOTEHNOLOGII TRADITIONALE IN GOSPODARIILE RURALE, PENSIUNILE AGROTURISTICESI FERMELE AGRICOLE

201

Page 202: Microbiologie generala

6.1 Bauturi de casa, fermentate, din fructe si legume

6.2 Bolile si defectele de origine microbiana ale bauturilor fermentate din fructe si

legume

6.1 BAUTURI DE CASA, FERMENTATE, DIN FRUCTE SI LEGUME

De multe ori, abundenta de fructe depaseste nevoile de consum in stare

proaspata sau conservata. La aceasta se adauga refuzurile rezultate la sortari si

fructele cazute inaintea sau in timpul culesului. O posibilitate de valorificare mult

raspandita este transformarea lor in bauturi alcoolice prin fermentare.

In functie de produsul obtinut in urma fermentatiei fructelor, deosebim doua

categorii de bauturi de casa: fermentate, consumate sub forma binecunoscutelor

vinuri (fructine sau cidruri de imitatie) si distilate, obtinute prin distilarea intr-o a

doua etapa si cunoscute sub denumirea de rachiuri. Ambele categorii de bauturi

se pot obtine din orice fruct si leguma ce contine o cantitate mai mare sau mai

mica de zaharuri capabile a produce alcool prin fermentare, fie separat, fie in

amestec, iar uneori, "ajutate" prin adaosuri de zahar, glucoza si alte zaharuri,

avand concentratii si coeficienti de puritate variabile, provenite din alte surse, de

obicei industriale (zahar brut si rafinat, siropuri de glucoza, etc.).

Prepararea bauturilor de casa fermentate decurge, in general, intr-o

maniera comuna, adica cuprinde "operatii tehnologice" ce vor fi aratate, pe scurt,

in continuare.

La inceput fructele si legumele trebuie selectate, in sensul ca vor fi alese

numai fructele sanatoase, bine coapte, pentru a avea un continut cat mai mare de

zaharuri. Se evita, pe cat posibil, fructele necoapte, acre sau bolnave.

Intr-o a doua etapa tehnologica, fructele si legumele se spala pentru a

indeparta impuritatile organice si minerale de pe suprafata lor, precum si

eventuale urme de pesticide cu care au fost tratate in timpul vegetatiei. Spalarea

se face prin scufundarea in apa (pentru fructele cu textura tare: mere, pere, gutui,

etc.) si jet de apa pentru fructele mai moi (capsuni, cirese, visine, s.a.).

In etapa urmatoare se face maruntirea fructelor prin razuire, folosirea

masinilor de tocat in situatia fructelor tari si zdrobire sau presare (pasatricizare) in

202

Page 203: Microbiologie generala

cazul celor moi. Dupa posibilitati, in functie de "dotarea tehnica" a fiecarui

producator, (roboti de bucatarie, etc.), se alege procedeul cel mai convenabil.

Modul de dirijare al fermentatiei materiei prime este hotaratoare asupra

calitatii si randamentului bauturii de casa. Obtinerea unor bauturi cu concentratie

ridicata de alcool etilic, ca produs al fermentatiei principale, dar si a unor produse

secundare de fermentatie, importante in crearea "buchetului" specific bauturii

respective, reclama un anumit continut de zaharuri fermentescibile si prepararea

unui inocul (maiaua) de drojdii adecvat. De aceea, se recomanda folosirea unor

culturi de drojdii selectionate (de obicei, de tipul celor de bere sau spirt). Se pot

obtine rezultate bune si cu drojdii din specii spontane, daca li se asigura conditiile

de temperatura pentru inmultire si fermentare. Aceasta se poate realiza, in

prealabil, folosind cantitati reduse de must, similar celui ce va trebui fermentat,

asigurandu-se conditiile optime de inmultire viguroasa a drojdiilor (temperatura si

concentratia de zaharuri), asa cum se va arata in continuare:

1. Temperatura de fermentare. Temperaturile extreme la care se poate produce

fermentatia sunt de minimum 7oC si maximum 37oC. Temperatura optima este

de 18 - 28oC, in functie de speciile intrebuintate, fara a depasi valoarea de

30oC.

2. Concentratia in zahar. Viteza de fermentatie creste proportional cu

concentratia pana la cca. 1 - 2%, apoi ramane relativ constanta pentru a

scadea daca ea depaseste 20%, considerandu-se limita superioara ca fiind

60% zahar, suportata numai de unele specii de drojdii (Zygosaccharomyces).

3. Concentratia de alcool. Drojdiile de vin pot produce cantitati de alcool pana

la 17 - 18% fara ca sa se manifeste o actiune inhibitoare. Drojdiile de

fermentatie inferioara, insa, nu suporta concentratii mai mari de 5%, iar

drojdiile osmofile (genul Zygosaccharomyces), suporta concentratii mai mari

de zahar (fermenteaza siropurile si mierea cu concentratii de 60%) si de alcool

(chiar pana la 22%).

4. Cantitatea de drojdie (maiaua). Exista o relatie direct proportionala intre

concentratia de maia si viteza de fermentare. In general este bine sa se

foloseasca o cantitate ce reprezinta 4 - 7% fata de mustul supus fermentarii.

Exista multe tipuri de drojdii. Cele folosite in prepararea vinurilor (cidrurilor) de

203

Page 204: Microbiologie generala

casa sunt drojdiile de paine sau de bere presate sau granulate, dar se pot

folosi si drojdii de vin selectionate de producator. Producatorii casnici de vinuri

pot lua propria decizie cu privire la calitatea drojdiei folosita in functie de

preferinta personala si de tipul de must ce se preleveaza, pe baza

experientelor prealabile acumulate. Se recomanda folosirea unei linguri - site

(cca. 4g) de drojdie uscata granulata pentru un litru de must.

5. Specificitatea drojdiilor folosite. In raport cu sistemul enzimatic cu care sunt

dotate, drojdiile pot produce fermentatia cu viteze diferite. Specificitatea

drojdiilor se manifesta prin structura chimica a zaharurilor pe care le

fermenteaza. Astfel, drojdii din acelasi gen (Saccharomyces Rees), se

comporta diferit vis-a-vis de natura zaharurilor pe care le pot fermenta,

exemplele urmatoare fiind edificatoare in acest sens. S.chevalieri si S.italicus

fermenteaza glucoza, zaharoza si maltoza si nu fermenteaza rafinoza;

S.ellipsoideus fermenteaza glucoza, galactoza, fructoza, zaharoza, maltoza si

1/3 din rafinoza; S.veronae fermenteaza zaharurile mai inainte amintite cu

exceptia galactozei; S.florentinus, S.carlsbergensis si S.uvarum fermenteaza

complet toate mono, di si trizaharidele, in timp ce Torulaspora delbrueckii

actioneaza numai asupra glucozei si galactozei.

6. Substantele stimulatoare si inhibitoare. Unele elemente minerale (fosforul,

sulful, fierul, magneziul, cuprul, zincul, s.a.), factori vitaminici sau coenzime

(vitaminele B, acidul paraaminobenzoic, coenzima A, etc.) au rol de activatori

ai reactiilor enzimatice specifice fermentatiei alcoolice. Altele, ca antibioticele

produse de alte microorganisme, acizi organici, florurile, bazele cuaternare de

amoniu, antisepticele, etc. actioneaza ca inhibitori ai fermentatiei alcoolice, in

anumite concentratii. Stimularea cresterii si inmultirii drojdiilor se face prin

adaugarea de substante nutritive, in general similare celor folosite la flori, sau

de drojdie ramasa dupa limpezirea unei sarje anterioare, dar se poate prepara

un nutrient complex dupa urmatoarea formula: acid tartric 0.5g, sulfat de

amoniu 0.4g, sulfat de magneziu 0.05g, acid citric (sare de lamaie) 0.4g, fosfat

de potasiu 0.2g la 100 ml vin; caz in care se ajusteaza pH-ul solutiei la

valoarea de 4,5 prin aduagarea de acid citric, tartric sub forma de solutie 20%

sau suc de lamaie natural sau artificial.

204

Page 205: Microbiologie generala

Principalii agenti ai fermentatiei alcoolice a musturilor de fructe si legume

sunt, in general, drojdiile din categoria celor de vin din clasa Ascomycetae, ordinul

Endomycetales, familiile Endomycetaceae, Torulapsidaceae si Rhodotorulaceaae,

din care enumeram: genul Saccharomyces Rees, speciile sporogene: S.elegans,

S.chevalieri, S.fructum, S.heterogenicus, S.oviformis, S.veronae, S.italicus,

S.ellipsoidus, S.carlesbergensis, genul Zygosacchaaromyces, genul Torulaspora

(de ex. Torulaspora rosei), genul Pichia (P.membranefaciens, P.fermentaris),

genul Hansenula (H.saturnus), genul Saccharomycodes (S.ludwigii) si genurile

asporogene Kloeckera, cuprinzand speciile K.apiculata, K.jensenii,

K.africanackera, etc. Drojdiile din genul Kloeckera se gasesc pe toate fructele,

vinurile provenite din ele fiind fermentate spontan numai de aceste drojdii. Astfel,

vinurile de mere devin buchetoase datorita drojdiilor din genul Kloeckera ce

formeaza alcool pana la 5 - 6%, dar nu au capacitatea de a fermenta zaharoza si

maltoza (motiv pentru care zaharul eventual adaugat va trebui transformat, prin

fierbere cu apa acidulata, in glucoza si fructoza - asa numitul zahar invertit).

Tinand seama de cantitatile relativ mici de bauturi de casa fermentate ce

se obtin din fructe, precum si de sezonul cald in care acestea se prelucreaza,

pericolul cel mai mare de stanjenire a fermentatiei provine din temperaturile

ambientale ridicate la care se adauga caldura eliberata in procesul de fermentatie.

Din acest motiv este recomandabil ca fermentarea sa se faca in incaperi cu

temperaturi relativ constante la valoarea optima de dezvoltare a drojdiilor (23 -

28oC), iar atunci cand acestea depasesc 30oC se recomanda racirea vaselor de

fermentare prin acoperirea cu materiale imbibate in apa si ventilarea acestora. In

aceste conditii, fermentarea in vase (damigene) de sticla, ceramica sau butoaie

de lemn curate si sulfitate in prealabil poate dura 7 14 zile, timp in care ea se

desfasoara cu intensitate mare, manifestata prin eliberarea intensiva de dioxid de

carbon (asa numita "fierbere cu bule"). Dupa aceasta prima faza a fermentatiei

lichidul se limpezeste, iar particulele in suspensie se depun la inceput sub forma

de sediment. Este momentul separarii partii limpezi de sediment prin sifonare

("tragere") cu ajutorul unui furtun si transferarea lui in vase curate, sulfitate, sau,

pentru unele bauturi spumante de casa, direct in butelii de sticla rezistente (tip

sampanie), in care fermentatia va continua, lent, timp mai indelungat si la

temperaturi mai scazute (10 - 18oC).

205

Page 206: Microbiologie generala

In principiu, in acest mod pot fi valorificate toate musturile de fructe si

legume cu continut suficient de zaharuri (in jur de 250g/l) provenite din materia

prima sau adaugate sub forma de siropuri.

Spre exemplificare, se va arata in continuare cum se prepara cidrul.

Cidrul este o bautura fermentata obtinuta din mere. Productiile obtinute din

plantatiile de mere depasesc adeseori posibilitatile de valorificare si depozitare in

stare proaspata, obligand producatorii sa le transforme in bauturi fermentate,

denumite vinuri de mere sau cidruri. Franta este tara cu cea mai mare productie

din acest vin, care, in cea mai mare parte (85 - 90%) este supus distilarii pentru

obtinerea rachiului de mere invechit cunoscut sub numele de Calvados. Si la noi

s-a extins producerea rachiului de mere, insa el se obtine direct prin fermentarea

merelor si distilarea borhotului fermentat, fara a mai trece prin faza de must de

mere.

Merele din sortimente diferite, de preferat sortimente mai acrisoare dar

sanatoase, bine coapte si nelovite, sunt spalate si zvantate. Ele se maruntesc prin

diferite procedee si utilaje (zbrobitoare, razuitoare, masini de tocat, etc.) din inox

sau emailate, pregatindu-se in acelasi mod ca pentru obtinerea sucului de mere,

adica masa rezultata se transfera la o presa manuala de stors, in saculete de

panza rezistenta, sau la o pasatrice, extragandu-se cat mai mult suc (incalzirea

pana la 55 - 65oC mareste randamentul si inhiba o parte din enzimele ce

provoaca innegrirea mustului). Sucul rezultat se trateaza cu dioxid de sulf in

solutie (2 - 3g SO2/hl) sau metbisulfit de potasiu (4 - 5g/hl) ca antioxidanti care

previn innegrirea mustului obtinut, deoarece este stiut ca merele, perele, gutuile,

prin maruntire se innegresc in prezenta aerului transmitand acest defect si cidrului

obtinut din ele. Randamentul de extractie folosind utilajele amintite se ridica la 50 -

60%.

Mustul tratat este depozitat in incaperi racoroase sau camere frigorifice (la

temperaturi sub 10oC) timp de 8 - 12 ore pentru limpezire - deburbare

(fr.debourber = a curata). Partea limpede este colectata prin sifonare cu un furtun,

iar sedimentul se refoloseste cu alte sarje. Mustul limpede sulfitat, continand

zaharuri (cca. 50 - 100g/l) este supus corectarii concentratiei de zahar prin adaos

206

Page 207: Microbiologie generala

de zaharuri, tinand cont ca, teoretic, din 17g zahar rezulta 1o alcoolic la litru, iar

cidrul va trebui sa aiba o tarie alcoolica de cel putin 12%.

Adaosul de zahar in cazul descris va fi diferenta dintre continutul de

zaharuri existent in must (masurabil cu refractometrul de mana) si cel necesar

pentru taria de 12o alcoolice. Acest mod de calcul este valabil pentru toate

musturile din care se prepara bauturile fermentate de casa.

Mustul astfel pregatit este insamantat cu inoculul de drojdii pregatite in

prealabil din drojdii ce se comercializeaza sau din drojdiile de vin selectionate

chiar de producator. In ambele cazuri, este bine ca inoculul (maiaua) sa se

prepare separat, in cantitati mici la inceput (0.5 - 1l) si sa fie inmultit ulterior in 1 -

3 etape, inainte de a fi folosit in proportii de 3 - 7% pentru fermentarea cidrului.

Prepararea inoculului este foarte simpla si poate fi facuta de orice

persoana, indiferent de gradul de pregatire. O cantitate (50 - 100g) de drojdie

comerciala este introdusa in 0.5 - 1l must ajustat cu zahar (pana la 210g/l), avand

temperatura de 18 - 25oC. Pentru omogenizare se amesteca intr-o butelie de

sticla sau polietilena, colorata si inchisa cu un dop prevazut cu o mica gaura.

Butelia va plina doar trei sferturi. Se lasa la fermentat o perioada de 24 ore, timp

in care se agita, usor, de cateva ori.

Intr-un alt vas de 4 - 10 ori mai mare, prevazut cu dop si palnie de

fermentare, se pregateste un must asemanator celui ce se doreste a fi fermentat

si se transfera maiaua primara preparata, operandu-se in acelasi mod descris

anterior.

Maiaua secundara se foloseste ca inocul de productie, in proportiile

amintite pentru fermentarea mustului. Asadar, este necesar, ca inainte sa inceapa

vinificarea, sa se estimeze cantitatea de must ce urmeaza a fi prelucrata. Cu

aceasta ocazie se atrage atentia ca este posibil sa se adauge apa (in proportie ce

nu va depasi 30%), cu conditia ca apa sa fie in prealabil declorinata si sterilizata,

inainte de amestecare, prin fierbere minim 40 de minute si racita la temperatura

de 25 - 30oC.

Durata fermentatiei zgomotoase in conditii normale dureaza cam 7 - 10

zile, dupa care ea conyinua lent cateva zile. Cam la 2 - 3 saptamani dupa

terminarea fermentatiei, cidrul se limpezeste si se trage de pe drojdie, trecand

partea limpede intr-un vas afumat cu 1/4 - 1/2 baton de sulf si se infunda, ori se

207

Page 208: Microbiologie generala

transfera in sticle pentru a fi consumat ulterior, ingrijindu-se la fel ca si vinul din

struguri. Un cidru bine pregatit si ingrijit, cand este consumat dupa cativa ani, va

crea consumatorului senzatii de placere de neuitat, contribuind totodata la

mentinerea unui echilibru mineral-vitaminic, deoarece cidrul este bogat in

magneziu, siliciu, fier, potasiu, calciu, acid malic si vitaminele A, B si C.

Drojdia tulbure de pe fundul vasului se poate folosi drept inocul pentru alte

sarje de vin sau se valorifica in mai multe moduri: fabricarea picheturilor utilizate

pentru obtinerea rachiurilor distilate; amestecarea cu pulpa de mere, apa si

zaharsi reluarea fermentarii pantre obtinerea concomitenta a pichetului si a

borhotului din care prin distilare se obtine rachiul de mere; distilarea impreuna cu

alte drojdii si borhoturi pentru obtinerea rachiurilor naturale, etc.

In afara de cidrul original de mere, in gospodariile rurale, si nu numai, se

mai pot prepara si alte bauturi din fructe, denumite impropriu "vinuri de fructe",

deoarece notiunea de vin se refera exclusiv la cel obtinut din fructele vitei de vie.

Prin analogie, bauturile fermentate obtinute din alte fructe, ar putea purta numele

de fructinuri, completate cu denumirea fructei majoritare (in cazul unor combinatii

sau cupaje). Ele se prepara in acelasi mod cu cel descris in cazul merelor,

tinandu-se seama insa de unele caracteristici ale fructelor prelucrate:

(randamentul la presare - mai mare in cazul fructelor moi; continutul de zaharuri -

uneori mai mare sau mai mic ca in cazul merelor; aciditatea fructelor - mai redusa

in cazul unor fructe ca zmeura si capsuna, sau mai mare la visina si coacaza

alba). Alteori, pentru combaterea si ameliorarea unor caracteristici organoleptice

si fizico-chimice ale musturilor, se fac amestecuri (cupaje) din doua sau mai multe

fructe sau legume, ce ar putea deveni secretul producatorului.

Fructinul de coacaza (albe, rosii si negre) se prepara in zonele in care

aceste fructe se afla din abundenta, in plantatii amenajate sau in flora spontana.

Prelucrarea fructelor decurge in mod similar cu prelucrarea strugurilor: zdrobirea

boabelor, presarea, corectarea continutului de zaharuri prin adaos de zahar

industrial, corectarea aciditatii prin adaos de apa fiarta si racita, adaugarea de

maia de drojdii selectionate sau spontane, fermentarea la 18 - 22oC, tragerea de

pe depozit dupa fermentare, tragerea in sticle sau damigene dupa fermentare.

208

Page 209: Microbiologie generala

Fructinul de pere si gutui se prepara in acelasi mod ca si cidrul, dar

timpul de inmuiere se prelungeste la 2 - 3 zile, fiind necesara o protectie prin

sulfitare, deoarece pulpa de gutui se innegreste prin oxidarea acizilor tanici in

prezenta aerului. Corectarea concentratiei de zaharuri, prin adaugarea de zahar

industrial si a aciditatii ridicate prin diluarea cu apa, sunt obligatorii.

Fructinul de stafide (smochine, curmale) are urmatoarele ingrediente:

0.250 - 0.500 kg stafide, 1 kg zahar, 4 l apa, 20 g drojdie, substante nutritive

pentru drojdie, 1 cana de ceai negru tare, 8 10 g acid citric.

Metoda de lucru: Se curata si se spala stafidel si se scot samburii

curmalelor, apoi acestea se maruntesc prin masina de tocat. Tocatura este

transferata in vasul de fermentare impreuna cu siropul de zahar preparat separat,

se adauga maiaua de drojdie, se amesteca bine si se acopera cu un tifon sau

panza curata. Fermentarea se face de obicei la temperatura de 20 - 28oC timp de

doua saptamani, timp in care amestecul se agita zilnic cu o lingura de lemn, timp

de 2 - 3 ori. Dupa limpezire, fructinul limpede este tras in vasele de pastrare

(damigene, sticle), avandu-se in vedere ca acestea sa fie complet pline. Peste

depozitul ramas se poate prepara o a doua transa de bautura prin adaugarea

ingredientelor amintite (cu exceptia fructelor deshidratate).

Acest fructin este o bautura cu un buchet deosebit de apreciat, are o

culoare galben-aurie si, in functie de concentratia zaharului adaugat si de cum

este condusa fermentatia, se obtin sortimente cu tarii alcoolice diferite (intre 8 o si

16o) si variante de desert, demiseci sau seci.

De asemenea pot fi realizate diferite cupaje, folosindu-se si alte fructe sau

musturi din fructe in amestec, avand caracteristici organoleptice specifice si chiar

anumite proprietati farmacologice (de ex. afrodisiace).

Fructinul din fructe de maces se prepara din fructe proaspete sau usacte

de maces. Fructele de maces sunt cunoscute si apreciate pentru continutul lor

ridicat de vitamina C si flavonoide (vit. P). Ele se recolteaza toamna, cand sunt

coapte. Apoi sunt curatate, spalate si uscate, iar daca se folosesc fructele

proaspete, acestea se maruntesc prin masina de tocat. Fructele uscate se

maruntesc prin spargere. Se mai poate folosi si pulpa de macese, fara samburi,

(feinschnitt), ce se procura de la magazinele de plante medicinale.

209

Page 210: Microbiologie generala

Ingrediente: 0.5 kg macese uscate (3.5 - 4 kg macese proaspete), 1.5 kg

zahar, 2 lamai, cca 20 g substante nutritive, 10 l apa.

Metoda de lucru: Fructele de maces, uscate sau proaspete se maruntesc.

Cele proaspete se transforma intr-o pasta grosiera din care este dificil sa se

extraga sucul si de aceea se adauga zahar pentru macerare (20% din cantitatea

totala de zahar necesar) si se amesteca bine. Amestecul rezultat se opareste cu 4

l apa fiarta, iar dupa racire se adauga drojdia de bere amestecata in prealabil in 2l

sirop racit la 20 - 25oC. Se ajusteaza cantitatea cu apa fiarta si racita. Vasul este

acoperit cu panza curata si pus la fermentare la 18 - 28oC, amestecandu-se zilnic.

Dupa 5 - 7 zile se adauga inca 1 - 2 l sirop, preparat din restul de zahar prevazut

in reteta, pentru inviorarea fermentatiei. Fermentatia continua inca cca. O

saptamana, iar dupa limpezire fructinul este transferat in recipientii de "asezare" a

sedimentului fin, avandu-se grija ca acestia sa fie complet plini. Dupa limpezire,

fructinul de macese este tras in buteliile sau recipientii de consum. Vasele de

limpezire se dezinfecteaza prin afumare cu bioxid de sulf sau metabisulfit, in

proportiile mentionate mai inainte, folosindu-se de obicei sticle incolore clatite in

prealabil cu bioxid de sulf, care se dopiuesc si se tin in camari racoroase, pentru

consumul curent. Pentru pastrari mai indelungate, sticlele se stivuiesc in pozitie

orizontala.

In vederea imbunatatirii buchetului se pot adauga, inainte de faza de

fermentare, flori de soc sau alte plante aromate, in cantitati mici (cca. 5 - 10 g la

10 l fructin). Modul de preparare poate fi simplificat in sensul folosirii intregii

cantitati de zahar inca de la inceput, inocularea de drojdii facandu-se dupa racirea

intregului amestec la temperatura de fermentare.

Vinuri de struguri. Lucrarea de fata, nefiind un manual de oenologie, va

trata tematica obtinerii diferitelor tipuri de vinuri in regim gospodaresc, din

resursele fermelor agricole proprii, sau folosind materii prime cumparate de la alti

producatori in cantitati mai mici.

210

Page 211: Microbiologie generala

Problemele legate de pregatirea inventarului gospodaresc au fost partial

prezentate anterior sau vor fi studiate din alte surse bibliografice, unele din ele

mentionate la sfarsitul acestui curs.

Principalele categorii de vinuri abordate in aceasta lucrare sunt: vinurile

albe, roze, rosii, aromate, spumante, din struguri hibrizi producatori, vinurile

amestec (crusoane), cocteilurile, etc.

Materia prima pentru obtinerea vinurilor o reprezinta strugurii - fructele vitei

de vie (Vitis vinifera) - iar tehnica aplicata acestora este asemanatoare celei

descrisa la prepararea fructinurilor. Se va rezuma totusi aceasta tehnologie fara a

intra insa in detalii. Prima etapa este culesul strugurilor. Se va recolta numai

cantitatea de struguri ce va fi prelucrata in aceeasi zi, evitandu-se zdrobirea

strugurilor. Pentru transport se pot folosi vase sau saci din materiale plastice

curate. Prelucrarea se va face imediat pentru a evita fermentarea, in special cea

acetica. Vinificarea incepe cu zdrobirea strugurilor cu ajutorul unui zdrobitor cu

cilindrii canelati din lemn. Zdrobirea se poate face impreuna cu ciorchinii sau dupa

dezbrobonirea (separarea boabelor) manuala sau mecanica pentru obtinerea

unor vinuri mai fine). Dupa zdrobire, mustuiala (zdrobitura) este transferata intr-un

vas cu fund perforat din care se poate scurge liber mustul ravac. Strugurii zdrobiti

ramasi dupa scurgerea ravacului, purtand denumirea de bostina, sunt supusi

presarii in piese simple confectionate din lemn sau alte materiale nemetalice -

care depreciaza calitatea mustului. Presarea se face lent, de mai multe ori, cu

pauze pentru a usura scurgerea mustului. Pentru presare in piese manuale de

lemn se folosesc panze albe, rezistente si curate. Mustul ravac si cel de presare

se colecteaza in vase curate si se lasa sa se limpezeasca natural timp de 16 - 24

ore la racoare sau artificial, prin adaugarea de 8 - 10g metabisulfit de potasiu

(dizovat in prealabil intr-un litru de apa) la fiecare hectolitru de must sau 5 - 10g

bioxid de sulf / hectolitru. Sulfitarea este necesara, avand mai multe roluri:

antiseptic, antioxidant, accelerator de sedimentare acidifiant, fixator de culoare.

Specialistii oenologi recomanda ca adaugarea bioxidului de sulf sa se faca in mai

multe etape, astfel incat toate adaosurile sa nu depaseasca 100mg/l SO2 total, din

care 10mg/l SO2 liber. Si adaugarea de taninuri (taninul de castan apropiat ca

structura de cel al vitei de vie) in cantitate de 5g/hl are rol stabilizator si de

accelerare a sedimentarii. In retetele de preparare a fructinurilor se recomanda

211

Page 212: Microbiologie generala

folosirea decoctului din frunze de ceai, datorita continutului mare de tanin,

recomandare valabila si in cazul mustului de struguri. Numeroasele impuritati

aflate in must, cunoscute sub denumirea de burba trebuie indepartate. Operatia

aceasta se numeste deburbare si poate fi realizata gravitational, prin filtrare sau

centrifugare. Rolul ei este asigurarea unui must limpede. Pentru marirea gradului

de limpezire, a protejarii impotriva oxidarii si stabilizarii mustului, acesta se

trateaza cu bentonita (dizolvata in prealabil in apa si nu in must, pana la

obtinerea unui gel). Bentonita se adauga in must inainte de fermentare, in

cantitate de 30 - 50 g/hl.

Mustul limpede astfel obtinut este supus fermentarii. In acest scop se face

insamantarea cu maia de drojdii (inoculare), selectionate sub forma lichida sau

uscata. Cantitatea de levuri uscate este de 10 - 15g/hl, iar in cazul celor sub

forma lichida este de cca. 5l/hl de must. Totodata, se adauga si nutrienti de fosfor

si azot(ex: fosfat acid de amoniu ) pentru activarea inmultirii drojdiilor, in doze de

pana la 0.06g/hl, dizolvati intr-o cantitate mica de must, inainte de adaugare.

Fermentatia mustului se face in vase de lemn, materiale plastice, sticla,

emailate sau inox, prevazute cu palnii de fermentatie - tip gat de lebada - cu dop

de apa sau cu dopuri avand tuburi flexibile introduse cu un capat intr-un vas cu

apa, care impiedica intrarea aerului dar permite iesirea dioxidului de carbon

rezultat din fermentare. Temperatura de fermentare este cea optima pentru drojdii

(18 - 28oC).

In primele 5 - 7 zile fermentatia se desfasoara viguros, cu zgomot, dupa

care timp de 10 - 15 zile ea are loc linistit. La sfarsitul fermentatiei palniile de

fermentare se scot si se pun dopuri fara sa fie presate, pentru a permite gazului

carbonic sa iasa afara.

Prepararea maialei de drojdii uscate active

Prepararea se desfasoara in patru etape succesive:

212

Page 213: Microbiologie generala

1. Rehidratarea drojdiilor: Intr-un vas bine spalat si dezinfectat se pune 1l apa

calda la 30oC in care se dizolva 500g zahar. Se presara drojdiile uscate

(granule sau pulberi) agitand energic si continuu apa, pentru evitatrea

cocoloaselor. Fermentarea incepe aproape imediat, iar dupa 30 minute ele

devin foarte active, fapt observat prin degajarea puternica a dioxidului de

carbon. Se lasa in acest stadiu inca 30 minute.

2. Adaptarea drojdiilor la must: Intr-un recipient cu capacitatea de 4 - 5 ori mai

mare ca primul, de preferat din sticla sau material plastic, se amesteca 1 l

must limpede, 1 l sirop sterilizat de zahar (250 g/l fiert cu 5 g acid citric intr-un

litru de apa timp de 15 minute si apoi racit la 40oC) si 1 l mediu nutritiv apos

preparat din 10 g fosfat acid de amoniu dizovat in apa calda la 40oC. Se

amesteca pentru omogenizare dupa care se adauga maiaua de drojdii. Se

amesteca bine, iar vasul se acopera cu o panza alba curata. Dupa doua ore

fermentatia alacoolica ajunge la stadiul de activitate intensa care va continua

24 ore. Temperatura ambientala va fi de 15 - 20oC, concentratia initiala de

zahar a amestecului intre 140g/l - 200g/l, aciditatea (exprimata in g/l H2SO4)

2.5 - 3.5, iar pH-ul 3.8 - 4.2. La sfarsitul acestui interval maiaua secundara va

avea urmatoarele caracteristici: Lichid tulbure mai deschis la culoare din cauza

continutului mare de levuri (drojdii), avand continut de zahar total de 30 - 45g/l,

o concentratie alcoolica de 10 - 11% si aciditatea totala de 3.5 g/l-6 g/l.

3. Prepararea maielei de productie se face in scopul asigurarii unei cantitati

suficiente de drojdii pentru intreaga cantitate de must, cunoscut fiind faptul ca,

pentru o buna fermentare, raportul dintre maia si cantitatea de must este de

1/5 - 1/4. Prepararea se face intr-un vas cu gura larga din sticla sau material

plastic cu capacitatea de 20 - 50 l, in care se amesteca 20 l must limpede

(continand 180 - 230 g/l zaharuri), 5 l mediu apos nutritiv (50 g fosfat acid de

amoniu sau alti nutrienti dizolvat in 5 l apa calda la 40oC) si maiaua secundara

de levuri. Se lasa la fermentat 24 ore, timp in care se amesteca de 3 - 4 ori

pentru omogenizare si acrare. Caracteristicile maielei de productie (tertiara) de

buna calitate trebuie sa fie urmatoarele: continutul de zahar 60 - 80 g/l,

continutul de alcool 10 - 11%, aciditatea totala de min. 4 g/l. Daca aspectul

maielei nu este laptos iar caracteristicile de mai inainte nu sunt indeplinite, se

mai adauga pentru activarea inmultirii drojdiilor inca 10 - 15 l must zaharat

213

Page 214: Microbiologie generala

(continand peste 200 g/l zaharuri), acid citric (cca. 5 g pentru marirea aciditatii

totale), vitamina B1 (cca. 50mg sau un comprimat farmaceutic) ori B complex

(un comprimat dizolvat) si fosfat acid de amoniu (cca. 5 g), lasandu-se la

fermentat inca 12 ore.

4. Maiaua astfel obtinuta se adauga in mustul limpede (1 - 1.5 hl) in care s-au

dizolvat nutrientii, vitaminele si eventual zaharul necesar pentru aceasta

cantitate. Fermentarea se va desfasura in conditiile aratate anterior.

Vinurile albe se prepara din soiuri de struguri albi (Feteasca alba,

Feteasca regala, Riesling, Pinot gris, Traminer, Chardonnay, Muscat, Chasselas,

Afuz - Ali, etc.) sau din rosii si negri cu sucul necolorat (Monastul, Chasselas

violet, etc.)

Vinurile rosii se prepara din struguri rosii sau negri, mustul fiind fermentat

pe bostina (pielite, miez si seminte) pentru ca substantele colorante, aromele,

taminurile din seminte si pielitele sa treaca in must. Strugurii folositi provin din

soiuri cu pielita colorata (Babeasca neagra, Feteasca neagra, Pinot noir,

Cabernet Sauvignon, s.a.) si cei cu pielita si miezul colorate (Alicante Bouchet,

Merlot, Muscat Hamburg, etc.), precum si din hibrizi rosii si negri producatori.

Prelucrarea se face numai la strugurii copti cu un continut de zaharuri de 180 -

200 g/l si aciditate de 4 - 5 g/l.

Mustuiala se sulfiteaza (5 - 10 g/hl) si se supune fermentarii adaugandu-se

2 - 3 l/hl maia de drojdii si nutrientii de activare a drojdiilor. Fermentarea vinurilor

rosii dureaza 5 - 6 zile, timp in care stratul de pielite format la suprafata lichidului

(asa-numita "caciula plutitoare") este periodic scufundat de 2 - 3 ori pe zi cu

linguroaie de lemn.

Cand vinul este destul de colorat si suficient de astringent se face tragerea

vinului (ravacitul) de sub bostina, printr-o canea, iar bostina se preseaza

amestecandu-se vinul ravac cu vinul rezultat de la presare. Amestecul este "tras"

in vase curate si afumate cu sulf, prevazute cu palnii de fermentare pentru

fermentarea in continuare. Opreratiile urmatoare sunt similare cu cele de la

prepararea vinului alb.

Prepararea vinurilor aromate (tamaioase) se face in mod similar cu

metoda aplicata la vinurile rosii, cu deosebirea ca fermentarea mustului pe

214

Page 215: Microbiologie generala

bostina este de numai 2 - 3 zile. Recoltarea strugurilor tamaiosi (Muscat Ottonel,

Tamaioasa romaneasca, Busuioaca de Bohotin, Busuioaca roza, Muscat

Hamburg, s.a.) se face cand incep sa se stafideasca (au 250 - 280 g/l zaharuri).

Se pot obtine vinuri aromate si prin adaugarea la inceputul fermentatiei a unor flori

sau parti de plante aromate ale caror arome se armonizeaza cu buchetul vinului

(ex: flori de soc, iasomie, frunze de indrusain, busuioc, etc.). Aceasta metoda se

poate aplica cu bune rezultate la vinificarea hibrizilor direct producatori (hibridul

Noah sau Nova) din care se obtin vinuri cu un buchet specific - denumit foxat

(deoarece il apropie de mirosul neplacut cu care vulpile isi marcheaza teritoriul).

Strugurii avariati, partial sau total, indiferent de culoare sau aroma, se

vinifica in alb, cat mai rapid posibil, luandu-se masuri de dezinfectie cu doze mai

mari de dioxid de sulf sau metabisulfit. Tescovina se trece la fermentat imediat in

vederea obtinerii rachiului de tescovina, iar mustul este insamantat cu drojdii

selectionate, preparate separat in must de calitate, cantitatea de maia fiind de 2 -

4 ori mai mare.

Se obtin rezultate bune prin pasteurizarea repetata (tindalizare) a mustului

limpede, ajustarea continutului de zahar si a aciditatii, adaugarea de tanin (5 - 10

g/l) si insamantarea cu drojdii selectionate sau uscate in cantitatile aratate la

vinurile albe.

Prepararea vinurilor aromatizate (vinul pelin, vermutul, bitterul, vinurile tonice,

vinurile aperitive, vinurile medicinale).

Vinul pelin este un sortiment de vin special, obtinut prin adaugarea florilor

uscate (200 - 300 g/hl in saculeti de panza) sau a maceratelor din flori de pelin in

mustul supus fermentarii, pentru a-i imprima gustul amarui si aroma de pelin.

Pentru ca vinul sa capete un gust mai placut, impreuna cu floarea de pelin se mai

adauga si o mica cantitate de gutui taiate felii, iar pentru a-l armoniza sub aspect

gustativ, el se cupajaza cu alt vin. Daca producatorul nu are inca experienta

necesara, este sfatuit sa faca in prealabil incercari pe microprobe, adaugand, la

inceput, cantitati reduse de extract, pe care le va mari progresiv, pana la

obtinerea gustului dorit.

215

Page 216: Microbiologie generala

Vinurile pelin se obtin in mai multe subsortimente: pelin sec, pelin dulce,

pelin "de mai".

Pelinul dulce se prepara din boabe de struguri care se pun la fermentat

intregi. In vase se adauga floare de pelin, gutui taiate si must proaspat. Dupa

umplere, vasul se infunda si se lasa sa fermenteze 3 - 4 luni, cand strugurii se

scot si se preseaza. El se mai poate prepara si dintr-un vin sec caruia i se adauga

macerat de pelin, must concentrat prin fierbere sau sirop de zahar (pana la o

concentratie de 180 - 200 g/l determinata refractometric).

Pelinul de mai se prepara din vin sec, must concentrat sau sirop de zahar

(15 - 20 g/l) si un macerat preparat din urmatoarele ingrediente (pentru 1 hl): 200

- 250 g flori de pelin (Artemisia absinthum), 50 g pelinita (Artemisia austriaca), 20

- 30 g samanta de coriandru (Coriandrum sativam), 20 g cuisoare (Caryophylli

flos), 30 - 40 g scortisoara (Cinnamomi cortex) si 25 - 50 g coji de gutui (Cydonia

vulgaris). Ingredientele se macereaza in 2 l alcool 60% timp de 8 - 10 zile,

alcoolatura astfel obtinuta adaugandu-se peste un hectolitru din vinul pregatit asa

cum s-a aratat mai inainte.

Vermutul este o bautura alcoolica obtinuta din vin cu adaos de alcool etilic,

macerat aromat din plante si zahar, avand concentratia alcoolica de 16 - 18%,

continut de zaharuri de 100 - 180 g/l (vermutul sec numai 64 g/l) si un gust

caracteristic, placut si catifelat, predominant de pelin. Vermuturile pot fi albe sau

rosii, seci sau desert si se servesc atat ca bauturi aperitive cat si ca deserturi. Ele

se servesc bine racite, in pahar aperitiv sau tumbler (pahar mare), fara gheata, cu

o rondela de lamaie sau portocala ca decor pe marginea paharului si, la cerere,

cu sifon foarte rece. Cele mai renumite marci de vermut sunt cele franceze

(Chastnet, Chambery, Dubonnet, etc.) si italiene albe si rosii, seci si dulci

(Cinzano, Martini, Riccadonna, Gancia, etc.).

Pentru obtinerea vermutului, ingredientele componente (vinul, siropul,

esenta si alcoolul) se amesteca in vederea cupajarii in vase de sticla sau plastic,

in urmatoarea ordine: esenta din plante, alcoolul, siropul si vinul, si eventual

cantitatea de acid organic (tartric sau citric). Componentele se amesteca bine

pana la omogenizare. Se corecteaza gustul si aroma vermutului preparat si se

lasa la macerat 1 - 3 luni pentru maturare si armonizare. Dupa aceasta perioada

216

Page 217: Microbiologie generala

de timp, vermutul se decanteaza de pe sedimentul format si se trage in sticle.

Acestea se pastreaza in pivnite racoroase si uscate.

In continuare sunt expuse doua retete de vermut:

Rosu: 10 l vin rosu (12o), 0.94 l alcool (80o), 1.6 kg zahar, 0.2 l macerat de plante,

15 g acid tartric (citric), 5 - 10 g caramel.

Alb: 10 l vin alb (12o), 0.94 l alcool (80o), 1.6 kg zahar, 15 g acid tartric (citric), 10

g flori de pelin, 5 g coji de protocale, 2 g coji de grapefruit, 10 g samanta de

coriandru, 1 g cuisoare, 1 g seminte de anason (Pimpinella anisum).

Bitterul este un aperitiv preparat din vin alb sau negru, esente si macerate

din plante aromate, fructe de citrice, alcool si zahar. Continutul de alcool variaza

intre 25 si 30%, iar cel de zahar intre 50 si 200g/l.

Sunt cunoscute 3 grupe de bitter: aperitive (Camparri, Rossi), stomahice

(Fernet) si amestecuri (Orange, Amer, Peach, s.a.). Campari este bitterul cu cea

mai mare popularitate. El are 27% alcool si 160 g/l zahar. Bitterul este limpede,

cristalin, fara sedimente, are gust si miros fin, caracteristic produsului (amarui).

Exista nenumarate retete de bitter, unele mai complicate ca altele, astfel

incat, in continuare, vom prezenta unele retete mai usor de realizat in gospodariile

agroturistice: 50 g gentiana (Gentiana punctata, G.lutea), 20 g scortisoara, 10 g

flori de pelin, 3 g coji de portocala, 10 g coji de lamaie, 100 g miez de nuca, 10 g

samburi de migdale amare (Prunus amygdalus), 10 l vin rosu. Bitterul autohton

"Taina plantelor" (dupa Maria Pop) contine urmatoarele plante din care se face

extractul: aloe, ghintura, ienupar, smirna, angelica, iris, tintaura, origan, salvie,

sanziana, pedicuta, galbenele, salcam, sofran, frasin, mesteacan, troscot, afin,

nuc, soc, coada soricelului, coada calului, menta, sunatoare, maces, pelin,

cimbrisor, fenicul, coacaz, scortisoara. Conform declaratiilor autoarei, bitterul

preparat din aceasta esenta (si respectand probabil caracteristicile compozitionale

ale bitterului) are proprietati terapeutice deosebite: inlatura oboseala si stressul,

stimuleaza digestia, dezintoxica organismul, etc. Un bitter "fortifiant" se poate

prepara si din 100 l must proaspat in care se adauga un saculet cu urmatoarele

cantitati de plante uscate: 3 g gentiana, 100 g tintaura, 100 g coaja de portocala,

100 g floare de pelin, 5 g radacina de obligeana, 100 g miez de alune maruntit, ,

217

Page 218: Microbiologie generala

80 g ciumarea, 50 g pelin mic, 50 g salvie, 50 g radacina de stanjenel, 5 g chinina

galbena, 30 g scortisoara si 15 g cuisoare.

Vinurile spumante sunt produse obtinute din vinuri obisnuite carora li se

adauga un supliment de zahar (eventual substante aromatizante), urmata de o a

doua fermentare in butelii. Acest tip de vin se prepara mai putin in gospodariile

rurale, producerea lui necesitand o activitate mai laborioasa si o grija deosebita

din partea producatorului. Totusi, in multe gospodarii, se produce acest tip de vin

din struguri sau alte fructe, fiind cunoscute sub numele de vinuri petiante, vinuri

spumante la care dioxidul de carbon este de origine endogena, dar are o presiune

mai mica (1 - 2.5 atmosfere) decat a vinurilor spumante (3.5 atm). Acestea sunt

produse dupa metoda champenoise sau metoda naturala (rurala), pe care o vom

prezenta pe scurt in continuare. In aceasta categorie pot fi incluse si vinurile si

fructinurile cu continut normal sau scazut de alcool (5 - 12%) si adaos de arome,

cele mai des intalnite dintre acestea fiind: socata, vinurile coober, fructinul de

coacaze rosii (vinul de rujincini), cidrul spumant, gama acestor bauturi fiind foarte

larga.

Materia prima a vinului spumant o constituie vinul sau fructinul, preparat

asa cum s-a aratat in sectiunile de mai inainte, sau vinul partial fermentat (9 - 10 o

alcoolice), oprindu-se fermentatia la un moment dat prin pritociri repetate la

intervale mai dese de timp, pentru inlaturarea generatiilor succesive de levuri si

odata cu ele saracirea mustului in elemente nutritive ale cresterii si inmultirii

acestora. Astfel, fermentatia alcoolica este incetinita inainte de consumarea

zaharului din must, acesta fiind introdus in butelii unde isi continua fermentatia

alcoolica, obtinandu-se vinul spumant.

In prezent, in locul pritocirilor repetate se procedeaza la filtrarea mustului

fermentat cand acesta contine 8 - 9% alcool si la continuarea fermentarii in butelii,

de cele mai multe ori dupa adaugarea unui sirop de zahar (pentru 10 l vin

spumant, siropul se prepara din 1.6 kg zahar dizovat la cald in 2 l de vin alb

limpede sau apa, peste care, dupa racire, se adauga 100 ml coniac sau

alcoolaturi (esente) aromate din plante si 10 g acid citric sau tartric), astfel ca in

final sa rezulte un must cu concentratie de zahar de 220 - 230 g/l. Fermentarea in

butelii presupune folosirea unor butelii rezistente la presiuni de 2 - 3 atm., a unor

218

Page 219: Microbiologie generala

dopuri legate de gatul buteliei cu sarma si timp mai indelungat (30 - 90 zile,

cateodata mai mult) la temperatura de 16 - 18oC.

Producatorii care vor sa faca deodata cantitati mai mari de vinuri (fructinuri)

spumante pot folosi recipienti din polistiren armat cu fibre de sticla (cu inchidere

etansa si robinet de scurgere amplasat la cca. 10 cm de fund) sau confectionate

artizanal din inox pentru apa carbogazoasa si prevazute cu un cap de sifon (teava

din interiorul sifonului va avea capatul la cca. 10 cm de fundul sifonului).

Capacitatea lor poate varia intre 100 si 200 l pentru primul tip si 5 - 25 l pentru

sifoanele din inox. Pot fi folosite si alte tipuri de recipienti si materiale din care se

confectioneaza acestea (fara materiale corozive sau care pot imprima gust si

miros neplacut bauturii), cu conditia ca ele sa reziste la presiuni ridicate de 2 - 5

atmosfere. Procedeul este apropiat de cel al vinurilor spumante obtinute prin

metoda rezervoarelor inchise in flux discontinuu: Charmant si Asti spumanti.

Vinurile speciale ameliorate dupa retete speciale, cunoscute si transmise

in plan familial, pot constitui ca "specialitate a casei" un punct de atractie pentru o

pensiune turistica rurala. Asemenea marci de vinuri au devenit celebre in intreaga

lume si fac faima locurilor lor de origine. Aceste vinuri sunt alcoolizate pana la 17 -

22% alcool si tratate dupa metode si retete speciale, unele tinute in secret pana in

zilele noastre.

Vinul de Xeres (Jeres sau Sherry), denumit astfel dupa orasul Xeres din

Spania, se obtine din soiurile de Palomina si Piedro-Ximenes. Strugurii sunt culesi

la continutul de 25 - 27% zahar si 4 - 5% aciditate, se zdrobesc si se preseaza,

obtinandu-se mustul care se fermenteaza mai lent, la 18 - 20oC, dupa metode

specifice. Vinul de Xeres are o tarie alcoolica de 18 - 20.65, continutul de zahar

de 20 - 67 g/l si are un gust asemanator nucilor verzi si foilor de tutun, precum si

un buchet placut catifelat, dificil de precizat. Alcoolizarea se poate face si cu

coniac de vin sau rachiu de drojdie sau tescovina provenite din aceiasi struguri.

Vinul de Malaga se obtine din soiurile de struguri Piedro-Ximenes, Lavren,

Perruna, Molar, Malvasia, cultivati in regiunea din jurul orasului Malaga (Spania),

culesi la coacerea deplina. Mustul obtinut se alcoolizeaza usor, se lasa sa

fermenteze, transformandu-se in vin care se foloseste ca materie prima pentru

pregatirea vinurilor tip Malaga. In afara de vin se mai folosesc si alte ingrediente:

219

Page 220: Microbiologie generala

Arropa - concentrat de must, Maestro - un amestec de must si alcool, Tierno - un

amestec hidroalcoolic, Color - un must colorat. Din aceste ingrediente, dozate in

proportii diferite, se obtin diverse tipuri de vinuri de Malaga. Vinul de Malaga are o

culoare de chihlimbar, gust amarui, miros specific, gudronat, continut de alcool de

16 - 17% si de zahar de 18 - 195. Cel mai bun si renumit sortiment este Malaga

Lagrima, obtinut din struguri stafiditi pe butuc cateva saptamani de la recoltarea

dupa coacerea naturala.

Vinul de Madeira se prepara din struguri Verdhelo, Sercial, Tinto, Malvasia, din care se obtine un must fara dezbrobonarea ciorchinilor, care sunt

fermentati, obtinandu-se la inceput un vin astringent care se alcoolizeaza cu

rachiu de tescovina pana la 20% alcool. Vinul brut se supune cupajarii si

tratamentului termic special (in camere de madeirizare), durata si intensitatea

tratamentului fiind secrete pastrate de secole. Vinul de Madera este sec (0.6 - 2%

zaharuri), are culoarea chihlimbarului, gust si nuanta de caramel, buchet specific,

placut si indescriptibil si un continut de alcool de cca. 18%.

Vinul de Porto se prepara din soiurile de struguri rosii Bastardo, Alvaretio,

Souzia si Turigo si din struguri albi din soiurile Muscat, Verdhelo si Malvasia.

Strugurii sunt recoltati la un grad de coacere avansat dar nestafiditi si se zdrobesc

impreuna cu ciorchinii. Dupa 14 ore de fermentare a mustuielii, mustul este

colectat si alcoolizat cu distilat de vin. Fermentarea mustului si prelucrarea lui se

fac in vase de lemn de mici capacitati, la temperaturi ridicate (28 - 32oC),

temperaturi la care se si pastreaza in depozite de suprafata. Se deosebesc 3

sortimente de vin de Porto: alb, rubiniu (rosu) si comun. Cel mai raspandit

sortiment este Porto alb, de culoare aurie, chihlimbarie, gust dulce, buchet placut,

catifelat si continut de alcool de 18 - 23%.

Vinuri si fructinuri amestecate. Aceste bauturi se prepara prin

amestecarea mai multor sortimente de bauturi alcoolice sau nealcoolice la care se

adauga fructe, siropuri de fructe, etc.

Crusoanele sunt amestecuri de vinuri cu lichioruri, distilate alcoolice si

fructe, preparate dupa retete diverse, purtand denumirea vinului care participa in

proportie de peste 70%: cruson de vin, cruson de sampanie, cruson de Madera.

Iata doua exemple:

220

Page 221: Microbiologie generala

1. vin rosu 2.5 l, lichior de cirese 200 ml, coniac 200 ml, fructe intregi si taiate

(cirese, piersici, caise, mere) in amestec 400 g se amesteca intr-un bol de

sticla cu capacitate adecvata. Se serveste rece, frapat.

2. vin alb 250 ml, vin rosu 750 ml, rom 50 ml, coniac 50 ml, zahar pudra 200 g,

fructe aromate (visine, caise, capsuni) 1 kg se amesteca, se frapeaza si se

serveste cu sifon rece in pahare aperitiv, tubulare sau cupe.

Cvasul este o bautura slab alcoolica, racoritoare, cu gust dulce acrisor,

preparata din fructe, cereale si apa, puse impreuna la fermentat timp de 12 - 14

ore la temperatura de 22 - 28oC. Apoi se trage in sticle unde fermenteaza in

continuare cateva zile la temperaturi mai scazute 10 - 15oC. Depozitarea se face

in incaperi reci. Gustul, aroma si culoarea sunt imprimate de fructele adaugate,

taria alcoolica este de 1.5 - 3.5%, aciditatea depaseste 10 g/l iar continutul de

zahar variaza, in functie de reteta folosita, intre 60 - 200 g/l. Sunt aratate, in

continuare, cateva retete de preparare a cvasului ce pot fi aplicate in gospodariile

rurale: 12 l apa, 1 kg paine de secara (paine neagra), 600 g miere (800 g zahar),

coaja unei lamai, 100 g stafide, 25 g drojdie de bere; painea taiata felii este

uscata in cuptor, feliile asezandu-se intr-un borcan de 15 l. Se pune coaja de

lamaie taiata marunt si se toarna deasupra apa clocotita. Se acopera cu o panza

alba, curata, lasandu-se la racit pana ajunge la 37 - 40oC. Intr-un alt borcan mic

se pregateste drojdia prin dizolvare in apa calduta (30oC) amestecata cu miere

sau zahar (250 g/l) pana cand se produce o spuma la suprafata, moment in care

ingredientele din reteta si drojdia preparata se amesteca cu apa calduta din

borcan. Dupa cca. 12 - 14 ore de fermentare, timp in care se amesteca cu o

lingura de lemn de 2 - 3 ori, mustul in fermentare este filtrat prin 2 panze avand un

strat de vata la mijloc si se transfera in buteliile de depozitare, in fiecare sticla

adaugandu-se 2 - 5 stafide. Sticlele se infunda cu dopuri ce se leaga cu sarma

pentru a rezista la presiune si se depoziteaza cateva zile in pivnite sau alte spatii

racoroase pentru fermentarea in buteliile de consum.

Cvas de lamaie: 5 l apa, 250 g zahar, 5 - 6 lamai, 2 linguri de miere,

drojdie de bere (5 g), stafide. Ingredientele, cu exceptia drojdiei, stafidelor si cojii

de lamaie, se fierb aproximativ o ora, dupa care se adauga coaja de lamaie si se

lasa sa se raceasca. Dupa racire se adauga drojdia si o parte din stafide si se

lasa la fermentat, restul operatiilor fiind aceseasi ca la cvasul clasic. Pentru

221

Page 222: Microbiologie generala

prepararea diverselor cvasuri se pot folosi si alte fructe si legume (visine, cirese,

capsuni, sfecla rosie, morcovi, telina, mere, pere, caise, etc.). Pentru reducerea

aciditatii este bine sa se adauge in amestec o jumatate de lingurita de bicarbonat

de sodiu alimentar.

6.2 BOLILE SI DEFECTELE DE ORIGINE MICROBIANA ALE BAUTURILOR FERMENTATE DIN FRUCTE SI LEGUME

6.2.1 Boli provocate de microorganisme aerobe

Floarea vinului se manifesta la vinurile slab alcoolice, ce nu contin dioxid

de C si de S liber, expuse la aer sau tinute in vase incomplet umplute, in incaperi

calduroase, prin aparitia unui voal alb sau galben cenusiu si se datoreaza

drojdiilor Mycoderma vini din genurile Hansenula, Pichia, Zygopichia, Torula, etc.

Culoarea vinului (fructinului) nu se schimba, insa celelalte caracteristici

organoleptice se schimba in rau iar concentratia alcoolului scade. Profilaxia bolii

se poate realiza prin mentinerea vaselor de vin pline si pastrarea lor in incaperi

racoroase. Vinurile trebuie sa aiba minimum 10% alcool. Boala poate fi oprita prin

filtrarea si pasteurizarea vinului, dupa care vinul se poate cupaja cu un vin sau

fructin mai alcoolic.

Otetirea vinului (cidrului) are loc in special la vinurile slab alcoolice, in

prezenta aerului. Boala se manifesta si la fructinuri si cidru, prin aparitia unui voal

transparent la suprafata lichidului, ce apoi se ingroasa si devine mat. Fermentatia

alcoolica si transformarea in acid acetic se datoreste bacteriilor acetice din genul

Acetobacter (A.orleanense, A.vini-acetati, etc.) Un rol in raspandirea bacteriilor

acetice il are musculita otetului (Drosophyla melanogaster).

Pentru prevenirea bolii, care nu are un remediu curativ, este recomandabil

tratamentul cu dioxid de sulf a vinului si inventarului de vinificare. Neutralizarea

acidului acetic cu carbonat de calciu sau tartrat de potasiu, urmata de filtrare,

pasteurizare termica si cupajare poate avea rezultate, cu conditia trecerii la

consumul imediat al vinului, dar acest lucru trebuie sa se petreaca numai la

222

Page 223: Microbiologie generala

inceputul bolii. Fiind o fermentatie aeroba, vasele continand vinul trebuie sa fie

pline si etansate.

6.2.2 Boli produse de microorganisme anaerobe

Borsirea vinului (manitarea) se datoreaza unei fermentatii manitice

(manita sau manitolul este un hexaalcool cu 6 atomi de carbon) provocata de mai

multe specii de bacterii, printre care Bacterium mannitopoeum, Bacterium

intermedium, Micrococcus acidovorax si se dezvolta la temperatura optima de 25

- 30oC, dar si la temperaturi mai ridicate (36oC) la care se face, uneori, vinificarea.

Combaterea bolii se face prin tratamentul termic peste 60oC al vinului, cresterea

concentratiei de dioxid de sulf la min. 100 mg/l, alcoolizarea vinurilor la peste

14%, marirea concentratiei de zahar a vinului. Prevenirea se poate face prin:

racirea mustului in timpul fermentatiei, acidularea musturilor prin adaugarea de

acid tartric sau citric.

Balosirea. Vinul atins de aceasta boala (in special cel alb) se tulbura,

devine vascos si isi pierde fluiditatea, iar cand boala este avansata, se transforma

intr-o masa mucilaginoasa din care se degaja bule de dioxid de carbon. Mirosul

vinului nu se schimba, dar gustul devine fad. Boala se manifesta mai ales la

vinurile tinere, cu aciditate slaba si continut scazut de alcool (sub 10%). Vinurile

rosii, mai bogate in taninuri, sunt mai rar atacate de microorganismele care

produc boala: Bacillus viscosus vini, drojdia Dematium pullulans sau specii din

genurile Pichia si Torula. Temperatura optima de dezvoltare a acestor

microorganisme este de 30oC. Microorganismele amintite nu actioneaza la vinurile

bogate in taninuri (> 20 g/hl), cu aciditate libera peste 19 la mie, concentratie

alcoolica mai mare de 14% si continut de SO2 de 10 g/hl. Boala poate fi

combatuta si prin pasteurizare.

Amareala vinului se intalneste mai ales la vinurile rosii si vechi. Vinurile

bolnave au un miros caracteristic intepator, de acizi volatili, gust amar-iute si

aspect tulbure datorita insolubilizarii materiilor colorante si numarului mare de

bacterii (Bacillus amaracryllus) care ataca glicerina transformand-o in acroleina

(aldehida acrilica). Boala poate fi prevenita prin ingrijirea vinurilor puse la

223

Page 224: Microbiologie generala

invechire, pritrociri repetate pentru aerarea vinului si tratarea cu dioxid de sulf. Ea

poate fi combatuta in faza initiala prin pasteurizarea vinului la 60 - 65oC timp de 1

- 2 minute, tratarea cu dioxid de sulf peste 50 mg/l, cleire si filtrare urmata de

reinocularea cu drojdii selectionate. Dupa tratament, vinul usor manitat se

cupajeaza cu un vin normal si se consuma cat mai repede.

Fermentarea propionica a vinurilor este provocata de mai multe specii de

bacterii: Bacillus saprogenes vini, Bacterium tartarophorum, Bacterium

mannitopoeum, B.gracile, etc. Vinurile atacate sunt cele slabe in alcool si zahar,

care devin tulburi, au un gust neplacut si se brunifica. Pus in pahar, acesta

formeaza valuri matasoase. Bacteriile ataca acidul tartric si sarurile lui pe care il

transforma in acid acetic, lactic si propionic. Profilaxia si combaterea sunt

asemanatoare celor aplicate la vinurile bolnave descrise pana acum. Boala mai

este cunoscuta de enologi sub denumirea de boala intoarcerii vinului.

BIBLIOGRAFIE SELECTIVA

Alton G., L.M. Jones – „Lab.Techniques in Brucelloxs” , W.H.O. Genf, 1967

Adamesteanu, I.- „ Patologia medicala”, vol II, Ed. Agrosilva, Bucuresti,

1967

Ademollo, A.- Bull. Epiz. Dis. Afr., 1999, 7-91

Atudosiei N.L, P. Stefanescu, E. Stefanescu- „ Microbiologie generala si

aplicata”, Ed. Universitas Bucuresti, 2000

224

Page 225: Microbiologie generala

Atudosiei N.L- „Sinteze Licenta pentru studentii Facultatii de Inginerie a

Produselor Alimentare”, Bioterra, Bucuresti, 2001

Balint, P. – „Klinische Laboordiagnostix II, Vol II, Gesondheit, Berlin, 1984

Balauca N.- Arch. Vet. Med., Leipzig, 1977

Balauca N.- Arch. Vet. Med., Leipzig, 30.6. 1976

Banciu A. S, Ciacoi-Dumitru Delia – „ Descoperiri epocale in biochimie”, Ed.

Albatros, Bucuresti, 1990

Barboni E. si col. – „Nuov. Ann. Ig. Microbiol., 1994, 5, 169

Barzoi D. - Microbiologia produselor alimentare de origine animala; Ed.

Ceres, Bucuresti, 1985

Buiuc D. – Microbiologie medicala; Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti,

1992

Carton P., Vittoz R – Bull Off. Int. Epiz, 1987, 48, 253

Craciun T., Craciun L.- „ Dictionar de microbiologie” , Ed. Albatros,

Bucuresti, 1989

Dan V.- „ Microbiologia alimentelor”, Ed. SC Alma Galati, 2001

Dinu V., Trutia E., Popa- Cristea E., Popescu A. –„ Biochimie medicala, mic

tratat”, Ed. Medicala, Bucuresti, 1998

Debeleac L., Popescu- Dranda M.C. – „ Microbiologie”, Ed. Medicala

Amaltea, Bucuresti, 1994

Dimache Gh., Panaitescu D.- „ Microbiologie si parazitologie medicala”, Ed.

Uranus, Bucuresti, 1994

Dubos R.J., Schaedler R.W- Jerp. Med., 1990,111,407

Gray M.L.- Amer. J. Vet. Res, 1991, 17, 510

Gheorghiu I. si col. – „Infectia si imunitatea”, Ed. Agrosilva, Bucuresti, 1966

Hatman M., Gheorghies C si colab.– „ Fitopatologie”, Ed Didactica si

Pedagogica, Bucuresti, 1989

Herlea V. – „ Microbiologie generala”, Ed. Univers, Bucuresti, 1998

Horsch F.- „Immunoprophylex der Hanstizre”,Web, Fischer Verlg., 1984

Kohler H, Springer D. – Zbl bakt I. Abt. Orig., 1992, 186, 287

Kiss St. si colab- „ Enzimologia mediului inconjurator, enzimele si fertilitatea

solului”, Ed. Ceres, Bucuresti , 1991

225

Page 226: Microbiologie generala

Ionescu A.- „ Protectia mediului, Ecologie si Societate”, Ed. Universitas,

Bucuresti, 2000

Ionescu- Sisesti V., Papacostea P., Stefaniuc G. – „ Compostul,

ingrasamant din deseuri organice”, Ed. Stiintifica si Enciclopedica,

Bucuresti, 1980

Iorbuie V., Tiboli F. –Vet. Ital, 1984, 15, 729

Istudor V.- Farmacognozie, fitochimie, fitoterapie”, Vol I, Ed Medicala,

Bucuresti, 1998

Martin D., Martin M.- „ Bauturi de casa din fructe si legume”, Ed. Ceres,

Bucuresti, 1986

Maximilian C., Ioan D.M.- „ Dictionar Enciclopedic de genetica”, Ed

Stiintifica si Enciclopedica, Bucuresti, 1984

Motoc D. –„ Microbiologia produselor alimentare”, Ed. Tehnica, Bucuresti,

1984

Nestorescu N. si col –„ Bacteriologie medicala”; Ed. Medicala, Bucuresti,

1965

Nicoll R. Si col. – „Nature”, London, 1958, 182, 606

Nicolae I., Butnaru G., Tamas E. –„ Genetica moleculara”, Ed. Mirton,

Timisoara, 1999

Nicolau St. si col. –„ Elemente de inframicrobiologie”, Ed Academiei, 1956

Panaitescu D., Brezeanu Al.- „ Microbiologie si parazitologie, manual

pentru licee sanitare”, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1986

Parvu C., Obrocea E., Piscan N. –„ Bauturi si preparate din fructe”, Ed

Tehnica, Bucuresti, 1999

Pop Al. si col. – „ Microbiologie, Parazitologie, Epidemiologie”, 1973, 7, 289

Popovici I., Lupuleasa D., Hriscu A.- „ Dictionar farmaceutic”, Ed. Didactica

si Pedagogica, Bucuresti, 1997

Prunet P. – Ann. Instit. Pasteur, 1984, 106, 426

Rabega M., Rabega C. –„ Vitamine, enzime si hormoni”, Ed. Albatros,

Bucuresti, 1983

Rott R. Si col. – „Virology”, 1982, 16, 207

Roux J. – Rev Immunol. Therapy Antimicrob., 1991,25, 32

226

Page 227: Microbiologie generala

Stanescu V. – „Igiena si controlul alimentelor”, Ed. Fundatia Romania de

maine, Bucuresti, 1998

Stefanescu E. –„ Biochimie generala si aplicata in agricultura, silvicultura,

industrie alimentara”, Ed. Bioterra, Bucuresti, 2000

Tudose I. Gh. – „ Genetica microorganismelor”, Ed. Didactica si

Pedagogica, Bucuresti, 1988

Vainberg B. G. si col. – J.M.E.I, 1987, 3, 91

Welmann G. – Zbl. Bact. Abt. Orig., 1990, 162, 261

Yebell C. R., Cobet A. – J. Bact., 1992, 84, 1228

Zarnea G. – „Tratat de microbiologie generala I si II”, Ed Academiei,

Bucuresti, 1984

Zibber L. – „ Bazele Imunologiei”, Ed Medicala, Bucuresti, 1967

Zironi A., Califanti E. – „ Cercetari asupra mecanismului formarii speciilor”,

Zbl. F. Bakt., 1993, 149

227