NTRODUCERE N MICROBIOLOGIE. METODELE MICROBIOLOGICE DE DIAGNOSTIC. CLASIFICAREA I NOMENCLATURA MICROORGANISMELOR. MORFOLOGIA BACTERIILOR.

Microbiologie (mikros bios logos mic,

viu, studiu). Microbiologia studiaz microorganismele i activitile lor.

Microorganisme / microbi organisme microscopice, cu dimensiuni de ordinul m (10-6 m) sau nm (10-9 m).

Mi/o reunesc bacteriile i alte tipuri de organisme: alge, ciuperci microscopice (fungi, micete), protozoare, virusuri i agenti subvirali, de ex. prioni.

Termenul microb a fost utilizat n 1878 de chirurgul francez Charles-Emmanuel Sedillot.

LUMEA MICROBIAN

Vrsta (3,5 mlrd ani!!!)

Abundena i diversitatea

60% din biomas;

ap, aer, sol - scoara terestr la 15 km!, surse termale la 100 grade C;

4000 specii descrise mai puin de 1% din apr. 106 specii necultivabile n laborator

Informaia genetic

genomul Pseudomonas aeruginosa - 5000 gene,

diversitate genetic superioar eucariotelor, schimb intens de material genetic

Sisteme eficiente de percepere a lumii, comunicare i adaptare la condiii variate ale mediului

Microbiologia studiaz:

forma mi/o

structura

nutriia

metabolismul

creterea i multiplicarea mi/o (pentru a le identifica)

urmrete relaiile mi/o cu organismele-gazd i cu mediul ambiant

DE CE STUDIEM MICROORGANISMELE?

Studiul mi/o patogene i oportuniste

- Prevenirea i controlul maladiilor infecioase

Studiul mi/o utile, inofensive

Producerea antibioticelor

Obinerea medicamentelor (streptokinaza, insulina), vaccinurilor, etc. prin tehnologii de ADN recombinant

Producerea alimentelor: unt, brnz, cacaval, chefir, yaurt, oet, alcool, cacao, cafea, etc.

Rol de insecticide biologice Fabricarea plasticului biodegradabil Descompunerea deeurilor i metanului Extragerea metalelor din minerale

Asigurarea rolului major n ciclurile geochimice, etc Disciplinile microbiologice n raport cu:

Particularitile biologice ale mi/o:

Algologia, Protozoologia, Micologia, Bacteriologia, Virologia

Implicaiile n activitile umane: Microbiologia medical, veterinar, industrial, alimentar, etc

Habitatul: Microbiologia solului, Microbiologia marin, Microbiologia cosmic, etc

Taxonomia microbian Genetica microbian Ecologia microbian

MICROBIOLOGIA MEDICAL STUDIAZ:

Relaiile dintre microorganisme i gazda lor uman Capacitile patogene ale mi/o

Capacitile antiinfecioase ale gazdei

Principiile i metodele diagnosticului etiologic al infeciilor

Bazele terapiei antimicrobiene

Bazele profilaxiei antimicrobiene

METODELE MICROBIOLOGICE DE DIAGNOSTIC

DIAGNOSTICUL DIRECT Const n detectarea agentului patogen, a componentelor lui sau a unui produs (ex. toxina)

n prelevate de la bolnav sau din mediul extern1.Examenul microscopic - studierea mi/o n stare vie/nativ sau n frotiuri colorate. Este o metod de orientare. Informeaza despre prezena bacteriilor, forma lor, structura, numrul.

2.Depistarea antigenelor microbiene solubile n lichide biologice (ser sangvin, LCR, urin)

3.Examenul bacteriologic izolarea pe medii nutritive a culturilor pure de bacterii, care vor fi identificate i testate la sensibilitate fa de antibiotice

4. Examenul biologic (metoda experimental) inocularea directa a produsului patologic la animale de laborator receptive. Mi/o se multiplic provocnd maladia tipic. Din lichide biologice sau esuturi afectate bacteria poate fi izolat i identificat.

5. Identificarea ADN sau ARN microbian prin tehnici de biologie molecularDIAGNOSTICUL INDIRECT (imunologic)

1.Serodiagnosticul depistarea i titrarea anticorpilor specifici n serul bolnavului. Ei apar peste 7-10 zile de la debutul maladiei si persist deseori dup vindecare

2.Intradermoreaciile (metoda alergic) ntroducerea pe cale epidermic sau intradermic a alergenului microbian i apariia, peste 2-4 zile, a unei reacii celulare locale (eritem, infiltrat). Reacia pozitiv semnific o stare de hipersensibilitate specific (ntlnire repetat cu acest agent)

CLASIFICAREA I NOMENCLATURA MICROORGANISMELOR

Lumea microbian este extrem de divers, ceea ce determin necesitatea aranjrii lor n grupe conform asemnrii lor.

Se disting 3 noiuni:

Taxonomie tiina despre clasificare

Clasificare aranjarea organismelor n grupe sau taxoni n funcie de asemnri sau nrudiri

Nomenclatura numirea tiintific a grupelor taxonomice conform unor reguli internaionale Clasificarea fenotipic (prima tentativ Carl von Linne n sec. XVII) - reunirea mi/o n baza caracterelor fenotipice comune (caractere morfologice, de cultur, fiziologice, biochimice, antigenice, etc)

Clasificarea genotipic

Gradul de omologie al secvenelor nucleotidice ale ADN microbian. Tulpinile cu gradul de omologie de cel putin 70 % aparin unei specii, de 30 % - aceluiai gen, etc

Gradul de omologie al secvenelor nucleotidice ale ARN ribosomal

Coninutul relativ de guanin+citozin (GC%) al ADN purificat. La bacterii variaz ntre 25 i 75 %.

Clasificarea filogeneticDetermin locul mi/o ntr-un arbore filogenetic i se bazeaz pe studiul fosilelor sau al HLA.

Principalele grupe taxonomice (taxoni)

Domeniu

Regn

Tip

Clas Ordin

Familie

Gen

Specie (unitate fundamental)

Culturile microbiene ce aparin unei specii, dar sunt izolate n laborator din diverse prelevate sau n perioade de timp diferite reprezint tulpini bacteriene (sue). Tulpinile corespund n general caracterelor de specie, dar pot manifesta variaii nesemnificative. n cadrul speciilor pot fi delimitai taxoni infraspecifici (variante / tipuri), care prezint diferene minore n activitatea biochimic sau fiziologic (biovar), n structura antigenic (serovar), n gradul de patogenitate (patovar), n sensibilitatea la bacteriofagi (lizovar) sau la antibiotice (antibiovar).

Pot fi utilizai ca markeri epidemiologici pentru descifrarea unor focare epidemice (infecii nozocomiale, toxiinfectii alimentare, etc)

Conform ultimei clasificri internaionale ale microorganismelor (Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, 2001) se disting:

Forme acelulare (virusuri, viroizi, prioni)

Forme celulare, repartizate n 3 domenii:

1.Bacteria procariote (bacterii adevrate, eubacterii). - Bacterii cu perete celular fin, gram-negative; - Bacterii cu perete celular gros, gram-pozitive;

- Bacterii lipsite de perete celular (micoplasme).

2.Archaea procariote, perete celular fr peptidoglican, cu habitat n condiii extremale

3.Eukarya eucariote. Include regnurile Fungi, Animalia (subregnul Protozoa) i Plantae

Nomenclatura mi/o

Numirea mi/o este stabilit de ctre Comitetul Internaional de Bacteriologie Sistematic.

Nomenclatura taxonilor are la origine un substantiv grec sau latin, care definete cel mai evident caracter al mi/o studiate, la care se adaug un anumit sufix latin.

Ordinul Actinomycetales, SpirochaetalesFamilia Enterobacteriaceae, Spirochaetaceae

Genul Staphylococcus, Leptospira, Clostridium, Pseudomonas

Specia denumire binar (Gen + specie): Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Mycobacterium tuberculosis, etc.

EXEMPLU:

Specia Escherichia coli

Genul Escherichia

Familia Enterobacteriaceae

Ordinul Enterobacteriales

Clasa Gammaproteobacteria

Tipul Proteobacteria

Domeniul - Bacteria

BACTERIOLOGIA GENERALA. CELULA BACTERIANBacteriile sunt organisme unicelulare procariote autonome, cu dimensiuni ntre 0,2 i 10 m (Spirochaeta 250 m) i care difer esenial de celulele eucariote animale sau vegetale.

Celule eucarioteCelule procariote

Aparatul nuclear nucleu cu nucleoli, nconjurat de membran nuclearMolecul de ADN circular,

lipsa membranei nucleare

Cromozomi cu structur complex, histone asociate, set diploidStructur cromozomic simpl,set haploid

Celula se divide prin mitoz sau meiozDiviziune binar

Lipsa peretelui celular (n caz de prezen conine chitina sau celuloza)Prezena peretelui celular ce conine obligator peptidoglican

Prezena organitelor celulareAbsena organitelor celulare,

citoplasma omogen, ne-compartimentat

2 tipuri de ribosomi n citoplasm i n mitocondrii sau cloroplasteToi ribosomii sunt identici

Coeficientul de sedimentare al ribosomului

80 S (citoplasma)

70 S (mitocondrii) 70 S (50S , 30 S)

MORFOLOGIA BACTERIILOR

Morfologic se disting 4 grupe de bacterii:

Forme sferice (coci)

Forme alungite (bastonae)

Forme ncurbate/spiralate Bacterii polimorfe: Actinomyces, Rickettsia, Chlamydia, Mycoplasma Formele sferice (coccus)

Micrococi (Micrococcus) celule izolate

Diplococi (Diplococcus) perechi (neisserii - bob de cafea, pneumococi - lanceolati)

Streptococi (Streptococcus) - lanuri

Tetracoci (Tetracoccus) cte 4 celule

Sarcine (Sarcina) pachete din 8-16-32 coci

Stafilococi (Staphylococcus) grmezi neregulate de coci

Formele alungite (bastonae)

1. Bacterium bastonae cu capetele rotunjite,

nu formeaz spori (Mycobacterium, Corynebacterium, enterobacterii, etc)

2. Bacillus bastonae mari cu capetele retezate, formeaz spori ce nu depesc diametrul celulei (ex.: Bacillus anthracis). Posibil aranjarea n lanuri - streptobacili

3. Clostridium bastonae cu capetele rotunjite, formeaz spori ce depesc diametrul celulei

(ex.: Clostridium tetani, Clostridium botulinum, C. perfringens, etc)

Formele ncurbate (spiralate)

- Vibrio bastonae ncurbate (1/2 spir, aspect de virgul) (ex.: Vibrio cholerae)

- Campylobacter, Helicobacter 2 spire, aspect de pasre n zbor (ex.: Campylobacter jejuni)

- Spirillum celule spiralate rigide

- Spirochaeta celule spiralate, cu 5-25 spire, flexibile (ex.: Treponema, Leptospira, Borrelia)

EXAMENUL MICROSCOPIC

Studiaz morfologia i structura bacteriilor, precum i caracterele lor tinctoriale.

Examenului microscopic pot fi expuse lichide biologice sterile (snge, LCR, lichid pleural), precum i prelevate nesterile din cile respiratorii, tubul digestiv, aparatul uro-genital, tegument, urechi, ochi, etc

Examenul microscopic poate fi efectuat: n stare nativ (preparate umede, necolorate: ntre lam i lamel, pictur suspendat). Studiaz morfologia, mobilitatea bacteriilor, unele activiti (ex.: sporogeneza) n frotiuri (preparate fixate i colorate)

Prepararea frotiului1. Etalarea materialului microbian (produs patologic, cultur microbian) n strat subire pe suprafaa unei lame de sticl degresat

2. Uscarea

3. Fixarea (termic, chimic). Omoar microbii i marete afinitatea lor pentru colorani4. Colorarea. Asigur contrastul dintre microbi i fondul preparatului5. Examinarea frotiului la microscopul optic cu imersieCaracter tinctorial capacitatea bacteriilor de a fixa diferii colorani

Coloranii bazici (violetul de genian sau de metil, fucsina bazic, albastrul de metilen, vezuvina, chrizoidina, etc) au afinitate pentru structurile acide ale celulei bacteriene

Tipuri de coloraii: simple, complexe (difereniale, speciale)

ETAPELE ISTORICE DE EVOLUIE A MICROBIOLOGIEII EMPIRIC (pn n sec. XV) Hippocrate considera c maladiile infecioase sunt cauzate de modificarea aerului prin miasme

Girolamo Fracastoro, de la Universitatea din Padua, a presupus existena unei seminaria contagiosus , mi/o infectante, capabile s se multiplice

II MORFOLOGIC (sec. XVI XVIII)

Antonie van Leeuwenhoek, 1673 prima observare i descriere a mi/o

III - FIZIOLOGIC (sec. XIX)

Theodor Schwann i Frantz Schultze discrediteaz teoria generaiei spontane. Louis Pasteur, Robert Koch confirm teoria germenilor.

Louis Pasteur a demonstrat specificitatea proceselor fermentative (bolile vinului), a identificat agenii cauzali ai bolii viermilor de mtase, a preparat vaccinuri eficiente pentru prevenirea turbrii, antraxului, holerei ginilor, a susinut necesitatea sterilizrii instrumentelor, bandajelor, etc.

Robert Koch a utilizat frotiul, a ntrodus mediile de cultur solide, a izolat agentul antraxului i al tuberculozei. Autor al teoriei de confirmare a rolului etiologic al unui mi/o (postulatele lui Koch)

Ilia Mecinicov argumenteaz rolul antagonist al florei intestinale normale, a descoperit fagocitoza

i rolul inflamaiei n aprarea antimicrobian.

Alexander Fleming descoper penicilina

Emil Roux propune mediul de cultivare a agentului difteriei, obine i utilizeaz serurile imune antitoxice contra difteriei, fondator al imunitii umorale

Victor Babe fondator al microbiologiei n Romnia, autor al primului manual de microbiologie. Studiaz rabia.

Ion Cantacuzino a studiat patogeneza holerei, tuberculozei, vaccinul i vaccinarea antiholerica. Fondatorul colii de microbiologie din RomniaPAGE 5