Subiecte Bacteriologie Semestrul 1:

1. Clasificati bacteriile dupa forma si dispunere (exemple) :

In functie de forma, bacteriile se pot grupa in mai multe categorii si pot avea:

a. Forma cocoidala, cu diametre egale sau inegale (coci), dispuse izolat sau grupat. Majoritatea streptococilor si stafilococilor sunt sferici, enterococii sunt ovalari, pneumococii sunt lanceolati, gonococii si meningococii pot fi reniformi.Dispunerea bacteriilor depinde de mediul de cultura in care se dezvolta, de varsta culturii bacteriene, de alte aspecte fiziologice precum si modul in care are loc diviziunea in cursul procesului de crestere si multiplicare (planul de diviziune).Modul de dispunere poate fi considerat, cu anumite rezerve, caracteristic pentru unele genuri de bacterii, de exemplu:- Stafilococii sunt coci sferici dispusi in gramezi ( ciorchine);- Pneumococii sunt coci lanceolati dispusi doi cate doi, eventual

inconjurati de o capsula comuna;- Streptococii sunt coci dispusi in lanturi.

b. Forma de bastonas (bacili, „rods”), drepti cu capetele usor rotunjite ( enterobacterii ), drepti cu capetele taiate drept ( Bacillus anthracis ), fuziformi, cu ambele capete ascutite ( Fusobacterium nucleatum ), dispusi uneori intr-un mod caracteristic ( de exemplu „in palisade”, ca si scandurile dintr-un gard – bacilii pseudodifterici );

c. Aspect cocobacilar ( H. influenzae, B. pertussis, B. abortus );d. Actinomicete, care in culturi tinere formeaza filamente lungi, ramificate;

aceste filamente se fragmenteaza si rezulta aspecte bacilare ( Actinomyces israelli );

e. Forma spiralata ( bacili curbi – V. cholerae, spirili si spirochete – T. pallidum ).

2. Strucutura peretelui la bacteriile gram-pozitive si gram-negative.

Peretele bacterian inconjoara membrana citoplasmatica. Lipseste la bacteriile din genul Mycoplasma. Are o grosime de circa 15-30 nm. Bacteriile Gram – pozitive contin aproximativ 80-90 % mureina. Mureina este un heteropolimer al carui schelet este format din lanturi polizaharidice.

Bacteriile Gram-pozitive retin violetul de metil si au culoare violet pe frotiul colorat Gram. La unele bacterii, reteaua de baza este acoperita de retele suplimentare cu specificitate antigenica, alcatuite de exemplu din acid teichoic, legat de regula covalent la peptidoglican. In cazul in care structurile fosfat se gasesc in cantitati limitate sau nu pot fi sintetizate, la nivelul peretelui bacterian putem intalni acidul teichuronic. Dintre bacteriile Gram-pozitive se pot aminti stafilococul, streptococul, enterococul, bacilul difteric, bacilul listeriozei, actinomicetele, bacilul antraxului, clostridiile.

In cazul bacteriilor Gram-negative se descrie un perete celular in general mai subtire dar mai complex. Peretele este alcatuit dintr-un strat fin de peptidoglican care este acoperit de o membrana externa. Bacteriile Gram-negative se decoloreaza cu alcool-acetona si se recoloreaza cu fucsina diluata ( rosu la coloratie Gram ). Dintre bacteriile Gram-negative am putea aminti meningococul, gonococul, enterobacteriile, vibrionul holeric, bacilul piocianic, cocobacilii Gram-negativi.

3. Rolul peretelui bacterian.- Prin rigiditate asigura forma caracteristica bacteriei;- Asigura rezistenta bacteriei;- Flexibilitatea peretelui celular la unele bacterii poate fi explicata atat

prin flexibilitatea membranei cat si prin grosimea redusa a peptidoglicanului;

- Are rol antigenic;- Prezinta receptori, de exemplu pentru bacteriofagi;- Are rol in diviziunea bacteriana participand la formarea septului

transversal;- La nivelul lui pot actiona unele antibiotice;- La bacteriile Gram-negative este asociat cu numeroase enzime.

4. Structura si rolul membranei citoplasmatice:

Intre perete si citoplasma exista membrana citoplasmatica avand grosimea de 7-10 nm; poate reprezenta circa o zecime din greutatea uscata a peretelui bacterian. Electronomicrografic apare formata din 2 straturi intunecoase separate de un strat mai clar. Este considerata un „mozaic fluid”, compusa dintr-un film fosfolipidic in care floteaza proteine globulare cu extremitatile polare hidrofile expuse spre spatiul intracelular, extracelular sau ambele. Aproape 10 % din proteinele celulei bacteriene, peste 200 de feluri de proteine, sunt localizate la nivelul membranei citoplasmatice. Fosfolipidele, dispuse in dublu strat, au extremitatile polare, hidrofile, expuse contactului cu apa pe ambele fete ale membranei si extremitatile nepolare, hidrofobe, orientate spre stratul mijlociu al membranei. Nu contine steroli.

Rolurile membranei citoplasmatice sunt de :

- Filtru selectiv, datorita permeazelor;- Bariera osmotica;- A contine enzime ale metabolismului respirator;- A fi sediul majoritatii activitatilor enzimatice ale celulei bacteriene;- Excretie a unor enzime hidrolitice;- A interveni activ in procese de biosinteza;- A contribui la formarea septului transversal;- A participa la procesul de chemotaxie prin receptorii de pe suprafata

sa.

5. Ribozomii-structura si rol:

Ribozomii au forma aproximativ sferica, pot fi vazuti la microscopul electronic. Marimea lor ( circa 10-20 nm ) depinde de concentratia ionilor magneziu si potasiu. Unii ribozomi sunt liberi in citoplasma, in timp ce altii apar legati de fata interna a membranei citoplasmatice. Din punct de vedere chimic contin circa 65% ARNr. Au constanta de sedimentare de 70 unitati Swedberg dar sunt constituiti din doua subunitati de cate 30S si respectiv 50S. In subunitatea mica intra o singura molecula de ARNr, 16S si 21 de tipuri de proteine ribozomale. In subunitatea mare intra mai multe tipuri de molecule de ARNr. Intre cele doua subunitati se formeaza canalul prin care trec moleculele de ARNm in cursul sintezei proteice. Se apreciaza ca intr-o bacterie cu dimensiuni medii, aflata in faza de crestere activa, se sintetizeaza circa 500 ribozomi/min, metabolismul bacterian fiind foarte intens.

Ribozomii au rol esential in procesul de biosinteza proteica. Au tendinta de a se grupa in polisomi cu eficienta sporita in biosinteza proteica. In aceste conditii, la un moment dat pe aceeasi molecula de ARNm se afla in scopul mesajului genetic mai multi ribozomi, care constituie un ansamblu care poarta numele de polisom.

6. Mezozomii,incluziile si vacuolele in structura celulei bacteriene:

Mezozomii sunt structuri care se formeaza prin invaginarea membranei citoplasmatice de care raman legati. Sunt prezenti in special la bacteriile Gram-pozitive. Au structura chimica a membranei citoplasmatice si aceleasi funcii in permeabilitate si respiratie. Cu un capat se pot fixa de materialul nuclear, favorizand distribuirea in mod egal a genomului intre cele doua celule fiice. Au rol si in formarea septului transversal.

Incluziile sunt formatiuni care apar in citoplasma la sfarsitul perioadei de crestere activa. Dimensiunea si forma incluziilor citoplasmatice pot varia in functie de conditiile externe. Pot contine polimeri anorganici, substante anorganice simple, polimeri organici, lipide, cristale, granulatii de sulf.

Vacuolele sunt formatiuni sferice care contin diferite substante in solutie apoasa. Au o membrana lipoproteica numita tonoplast. Au fost descrise in mai ales la bacteriile acvatice si ar putea avea un rol in plutirea acestora.

7. Masa nucleara bacteriana-structura,caracteristici:

Masa nucleara vine in contact direct cu citoplasma. Este localizata in partea centrala a celulei. Contine ADN, nu are nucleoli. Are afinitate pentru colorantii bazici, dar pe preparatele colorate uzual este mascat de bazofilia intensa a citoplasmei bogata in ARN.

Unicul cromozom bacterian este alcatuit dintr-o singura molecula de ADN dublu catenar, cu aspectul unui fir lung, inchis intr-un inel si replicat pe el insusi,

superspiralat. Marimea cromozomului poate sa difere in functie de specia bacteriana; cea mai mica celula bacteriana ar fi cea de Mycoplasma spp., la care dimensiunea este de 4.700 kpb, in timp ce cromozomul de E.coli poate avea o dimensiune de circa 3 ori mai mare. Avand in vedere ca dimensiunea bacteriilor este de circa 1-2 mm in cazul cocilor si de cateva ori mai mare in cazul bacililor, pentru ca materialul genetic sa poate fi continut in acest spatiu redus, acesta trebuie sa fie compactat intr-un mid remarcabil si astfel, rezulta nucleoidul bacterian care poate fi diferentiat microscopic. Nucleoidul este format din molecula de ADN asociata cu proteine si o cantitate variabila de ARN. Relativ recent s-a descoperit ca exista si bacterii care detin cromozomi lineari. Toate speciile din genul Borrelia detin si plasmide lineare.

Nucleul detine informatia genetica necesara proceselor vitale de crestere si multiplicare. Din punct de vedere functional, 3 nucleotide consecutive din structura moleculei de ADN formeaza un codon. Codonii detin informatia genetica pentru a plasa intr-o anumita secventa un anumit aminoacid, in lantul polipeptidic care va fi sintetizat la nivelul ribozomilor. Cistronul reprezinta o subunitate functionala a genei, capabila sa determine independent sinteza unui lant polipeptidic. Gena structurala reprezinta o portiune a genomului, respectiv o anumita secventa de nucleotide dispuse liniar. Genele structurale reprezinta circa 90% din ansamblul informatiei genetice. Poarta inscrisa in structura sa informatia genetica necesara pentru sinteza unei proteine specifice, structurale sau functionale.

8. Capsula bacteriana-structura,rol,localizare:

Numeroase bacterii sintetizeaza polimeri organici care formeaza in jurul celulei o matrice fibroasa, numita glicocalix.

La unele bacterii glicocalixul adera strans de celula bacteriana si reprezinta capsula. Exista bacterii care detin o capsula bine definita, cu structura polizaharidica ( S. pneumoniae, K. pneumoniae ) sau cu structura polipeptidica ( Bacillus anthracis ). La unele bacterii, glicocalixul formeaza o retea laxa de fibrile care se pierde partial in mediu si poate fi separata de corpul bacterian prin centrifugare, capsula flexibila, care nu este vizibila la microscopul optic.

Roluri:

- Factor de virulenta, impiedicand fagocitarea bacteriei si favorizand invazivitatea;

- Rezistenta fata de surfactanti, anticorpi;- Permite aderarea unor bacterii;- Bariera protectoare fata de bacteriofagi, protozoare;- Contine substante cu specificitate antigenica – antigenul K.

9. Flagelii bacterieni-strucutura,rol,localizare:

Cilii sau flagelii confera mobilitate bacteriilor. Mobilitatea poate fi evidentiata in preparatul proaspat sau pe anumite medii speciale. Mobilitatea germenilor din genul Proteus este observata pe orice mediu de cultura solid pe care aces microorganism foarte mobil se dezvolta.

Flagelii sunt formatiuni fine, alungite, flexibile, cu origine la nivelul corpusculului bazal. Acesta este alcatuit din patru discuri aranjate ca doua perechi pe o structura care trece prin mijlocul lor. Corpusculul bazal este plasat in perete si membrana citoplasmatica. Din punct de vedere chimic flagelul este de natura proteica.

Roluri:

- In mobilitate; cilul are o miscare de rotatie, asemanatoare unei insurubari in mediu si ca atare corpul bacterian este impins in directia opusa; energia este obtinuta din ATP;

- Antigenic;- In clasificarea bacteriilor, putand fi: monotriche (Vibrio cholerae,

Pseudomonas aeruginosa), lofotriche si peritriche ( E.coli, Proteus mirabilis).

10.Fimbriile bacteriene:

Sunt formatiuni scrutte, fine, nu au rol in mobilitate. De obicei pilii sunt mai subtiri decat cilii. Pot fi foarte numeroase pe suprafata majoritatii bacteriilor; pot fi observate numai la microscopul electronic.

Exista pili comuni, cu urmatoarele roluri:

- In aderenta bacteriana;- Contin receptori specifici pentru bacteriofagi;- Antigenic ( N. meningitidis si N. gonorrhoeae ).

Exista pili „F”, determinati genetic de factorul de fertilitate F. Acestia indeplinesc rolul canalului de conjugare.

11.Sporii bacterieni-structura,rol,localizare:

Fenomenul de sporogeneza este mai des intalnita la Bacillaceae. Pe sol, in conditii de uscaciune, la adapost de lumina solara directa, endosporii persista zeci si poate sute de ani. Materialul genetic este concentrat si impreuna cu apa legata, lipide, calciu, magneziu, este inconjurat de un strat protector.

Roluri:

- Forma de rezistenta si conservare a speciei;- Rezista la caldura, uscaciune, la anumite substante chimice si

antibiotice, raze UV.

Sporul poate fi localizat:

- Central sau subterminal, mai mic decat celula ( Bacillus anthracis );- Central sau subterminal, mai mare decat celula ( Clostridium

hystoliticum );- Terminal ( Clostridium tetani ).

12.Apa,substantele minerale si pigmentii in structura celulei bacteriene:

Apa reprezinta peste 75-85% din greutatea umeda a bacteriei. Sporii au putina apa, in special apa legata. Bacteriile sunt fiinte „acvatice” prin excelenta. Dintre rolurile indeplinite am putea aminti faptul ca apa reprezinta un mediu de dispersie, este reactiv in reactiile metabolice, reprezinta etapa finala a unor reactii oxidative. Prin deshidratare este posibila prezervarea culturilor bacteriene timp indelungat.

Substantele minerale reprezinta 2-30% din greutatea uscata a bacteriei si variaza in functie de specie, varsta culturii, compozitia chimica a mediului. Unele elemente intra in compozitia diferitelor structuri. Dintre rolurile indeplinite am putea aminti urmatoarele:

- Favorizeaza schimburile cu mediul;- Participa la reglarea presiunii osmotice;- Pot stimula cresterea si functia bacteriei;- Activeaza unele sisteme enzimatice, contribuie la reglarea pH-ului si a

potentialului de oxido-reducere.

Pigmentogeneza este caracteristica bacteriilor cromogene si este dependenta de conditiile de cultivare. Dupa localizarea pigmentului, bacteriile pot fi:

- Cromofore ( pigment legat in citoplasma );- Paracromofore ( pigmentul este prezent in perete sau in stratul

mucos );- Cromopare ( pigmentul este difuzibil in mediu ) .

13.Glucidele,proteinele si lipidele in strucutura celulei bacteriene:

In structura bacteriana se pot gasi glucide simple cu rol in metabolismul intermediar glucidic, precum si glucide complexe, de exemplu poliozide. Acestea din urma au o serie de roluri, spre exemplu participa la realizarea structurii peretelui celular, fac parte din capsula unor bacterii. Exista teste biochimice in care se urmareste utilizarea sau imposibilitatea utilizarii unui anumit zahar de catre o bacterie. Aceste teste sunt utile pentru identificarea bacteriei respective.

Exista proteine simple si proteine complexe, cum ar fi:

- Mucoproteinele;

- Cromoproteinele;- Nucleoproteinele.

Lipidele reprezinta mai putin de 10% din greutatea uscata a bacteriilor si variaza cantitativ in functie de specie, varsta culturii si compozitia mediului.Lipidele se pot gasi libere in vacuole, combinate sau facand parte din diferite structuri ale celulei bacteriene. Dintre lipidele bacteriene putem aminti:

- Acizii grasi speciali;- Cerurile;- Fosfolipidele.

14.Substante cu actiune antibiotica produse de bacterii:- Plasmidul „Col” codifica proprietatea unor bacterii de a elabora

bacteriocine, cu efect asupra altor bacterii receptive inrudite.- Unele bacterii din genul Bacillus produc antibiotice polipeptidice ( de

exemplu B. licheniformis produce bacitracina, B. brevis sintetizeaza gramicidina, iar B. polymyxa sintetizeaza polimixina ).

15.Nutritia principala la bacterii studiate;tipuri de nutritie:

Majoritatea bacteriilor comensale, conditionat patogene sau patogene importante pentru om, sunt chimiosintetizante, heterotrofe. Se diferentiaza in functie de tipul respirator. Exista si bacteriile paratrofe, a caror energie trebuie oferita de gazda. Bacteriile paratrofe sunt parazite strict intracelular.

Cresterea microbiana necesita polimerizarea unor substante mai simple pentru a forma: proteine, acizi nucleici, polizaharide si lipide. Aceste substante se obtin fie din mediul de cultura, fie sunt sintetizate de catre celulele in crestere. Substantele necesare si coenzimele implicate se pot obtine dintr-un numar relativ redus de precursori metabolici.

Daca o celula bacteriana primeste substantele necesare, va sintetiza diferite macromolecule, iar secventa aranjarii componentelor in aceste macromolecule este determinata fie dupa model ADN-ADN sau ADN-ARN, fie cu un determinism enzimatic pentru carbohidrati si lipide.

Dupa ce moleculele au fost sintetizate, ele se autoansambleaza, formand structuri supramoleculare: ribozomi, perete, flageli, pili. Rata sintezei macromoleculelor si activitatea cailor metabolice sunt foarte bine reglate.

16.Clasificarea bacteriilor in functie de tipul respirator:

In raport cu utilizarea proceselor pentru obtinerea energiei si de relatia cu oxigenul din mediu, bacteriile se pot grupa in 4 „tipuri respiratorii” principale:

- Strict aerob, atunci cand bacteriile ( spre exemplu Bordetella pertussis ) se dezvolta numai in prezenta unei presiuni crescute a oxigenului, care este folosit ca acceptor final unic. Unele specii aerobe ( Pseudomonas aeruginosa ) se pot dezvolta in medii lipsite de oxigen, daca in mediu sunt prezenti nitratul sau nitritul;

- Strict anaerobe, atunci cand bacteriile ( Clostridium tetani, Clostridium botulinum, Fusobacterium ) cresc numai in absenta oxigenului. Nu pot supravietui in prezenta oxigenului, care nenfiind redus are o actiune bactericida. Aceste bacterii folosesc pentru obtinerea energiei numai procese de fermentatie. Pentru cultivarea lor este necesara utilizarea unui mediu cu potential redox foarte scazut.

- Aerob facultativ anaerob, atunci cand bacteriile ( E.coli, S. aureus ) se dezvolta mai bine in mediile cu oxigen, prin procese de respiratie, dar pot prezenta ambele tipuri respiratorii, in functie de potentialul redox. In acest tip se incadreaza majoritatea bacteriilor studiate.

- Anaerob microaerofil, atunci cand bacteriile ( Campylobacter ) tolereaza mici cantitati de oxigen.

17.Definiti factorii de crestere bacteriana(ex):

Factorii de crestere sunt metabolitii esentiali pe care bacteria nu-i poate sintetiza pe baza substantelor care se gasesc in mediul extern. Factorii de crestere trebuie neaparat inclusi in mediul de cultura in cazul in care dorim sa izolam microorganismul respectiv, numit „microorganism pretentios” ( Haemophilus influenzae ) .

Bacteriile patogene sunt heterotrofe. Adaptandu-se la viata parazitara, devin dependente de o serie de astfel de factori de crestere ( Mycobacterium leprae ).

18.Clasificati bacteriile in functie de temperatura optima de dezvoltare(ex):

In functie de temperatura optima de dezvoltare, bacteriile pot fi:

- Mezofile, cu temperatura optima de 30-37 grade Celsius;- Psichrofile, cu temperatura optima in jur de 20 grade Celsius ( Listeria ).

Ele sunt adaptate la acest mediu prin numarul mare de acizi grasi nesaturati continuti in membrana plasmatica. Gradul de nesaturare al unui acid gras se coreleaza cu timpul de solidificare sau stadiul de tranzitie termica. Acizii grasi nesaturati raman in faza lichida la temperaturi joase, dar sunt denaturati la temperaturi moderate. Fie ca acizii grasi din membrana se afla in faza lichida sau solida, ei afecteaza fluiditatea membranei, care afecteaza in mod direct capacitatea de a functiona.

- Termofile, cu temperatura optima de 50-60 grade Celsius ( Thermus aquaticus ). Bacteriile termofile sunt adaptate sa reziste la temperaturi de peste 60 grade Celsius printr-o varietate de modalitati. Acizii grasi

din membrana bacteriilor termofile sunt acizi grasi saturati, permitand membranelor sa ramana stabile si functionale la temperaturi ridicate.

- Extrem termofile sau hipertermofile, cu temperatura optima de 80 grade Celsius sau mai mare si o temperatura de dezvoltare maxima de 115 grade Celsius. Nu sunt patogene.

Bacteriile studiate de microbiologia medicala sunt in marea lor majoritate mezofile.

19.Structura si sinteza peptidoglicanului:

Sinteza peptidoglicanului se desfasoara pe parcursul mai multor etape. Incepe prin sinteza in citoplasma a UDP-acid N-acetil muramic-pentapeptid ( NAM ). Aceasta structura se ataseaza de bactoprenol, dupa care urmeaza un lant de reactii biochimice. Legarea incrucisata finala se realizeaza printr-o reactie de transpeptidare in care terminatiile amino libere ale pentaglicinei inlocuiesc reziduurile terminale ale D-Ala de la peptidul invecinat. Reactia este catalizata de transpeptidaze, un set de enzime numite si PBPs care au atat activitate de transpeptidaze si carboxidaze, dar controleaza si gradul de legare a peptidoglicanului. La nivelul lor se pot lega penicilinele si alte medicamente beta-lactamice.

Aceasta cale de biosinteza are o importanta particulara in medicina, oferind si baza activitatii selective a unor antibiotice. Spre deosebire de celulele gazdei, microorganismele sunt izotone cu fluidele organismului. In interiorul lor presiunea osmotica este foarte mare si viabilitatea lor depinde de integritatea peretelui pe tot parcursul ciclului celular. Orice compus care inhiba o etapa in biosinteza peptidoglicanului la o bacterie in crestere va putea produce liza bacteriana ( efect bactericid ) .

20.Definiti notiunea de crestere si multiplicare bacteriana:

Cresterea oricarui organism are loc prin sinteza de noi molecule. Deoarece cresterea volumului celular raportata la cresterea suprafetei este mai mare, in cursul cresterii se ajunge la un pucnt critic. Multiplicarea celulara este o consecinta a cresterii. Se restabileste raportul optim dintre volumul si suprafata celulei.

Multiplicarea majoritatii bacteriilor se face prin diviziune simpla. Sporii nu reprezinta forme de multiplicare.

21.Fazele dezvoltarii unei culturi bacteriene:

Teoretic, dinamica unei populatii bacteriene ar trebui sa evolueze exponential. Dinamica reala a populatiei bacteriene in cultura discontinua are insa o evolutie

caracterizata printr-o curba la care distingem patru faze: faza de larg, faza de multiplicare logaritmica, faza stationara si faza de declin.

Faza de larg: numarul bacteriilor insamantate ramane stationar sau scade; germenii se adapteaza la conditiile mediului. Bacteriile sunt foarte active metabolic, isi consuma pana la disparitie incluziile, cresc mult in dimensiuni, sintetizeaza enzime, proteine, azici nucleici, dar nu se divid; sunt foarte sensibile la antibiotice. Faza de larg dureaza aproximativ 2 ore. Aceasta faza este aparent dependenta de o varietate de factori incluzand dimensiunea inoculului, timpul necesar pentru a-si reveni din socul fizic datorat trasnportului, timpul necesar pentru sinteza coenzimelor esentiale sau a factorilor de diviziune si timpul necesar pentru sinteza a noi enzime ce sunt necesare pentru a metaboliza stratul prezent in mediu.

Faza de multiplicare logaritmica: celulele bacteriene prezinta caracteristicile tipice speciei, citoplasma este intens bazofila si omogena, lipsita de incluzii. Bacteriile sunt foarte sensibile la antibiotice. Aceasta faza este adecvata pentru studierea bacteriilor sau pentru recoltarea lor in vederea prepararii de vaccinuri. Faza de multiplicare exponentiala dureaza aproximativ 2-3 ore.

Faza stationara: multiplicarea este realizata in progresie aritmetica, dar pentru ca numarul bacteriilor care sunt distruse este aproximativ egal cu numarul bacteriilor nou aparute rata de crestere devine nula. Germenii au morfologia caracteristica speciei; in aceasta faza realizam identificarea germenilor. Apar incluziile caracteristice. La speciile sporogene incepe formarea sporilor. Faza stationara dureaza aproximativ 2-3 zile.

Faza de declin: substratul nutritiv saraceste, apar metaboliti toxici, bacteriile sunt distruse progresiv, se produc si enzime autolitice, rezervele de hrana din incluzii se consuma, pentru un timp sursa de energie ramane doar ARN-ul celular. Unele bacterii pot persista 2-3 luni. In acest scop se pot activa mecanisme speciale de reglare si se exprima o serie de gene care duc la sinteza unor proteine speciale care permit adaptarea pentru o durata limitata de timp. La speciile sporogene, fenomenul se sporogeneza devine foarte intens.

22.Definiti notiunile de sterilizare si dezinfectie(ex de dezinfectante ;aplicatii):

Dezinfectia reprezinta distrugerea formelor vegetative microbiene din anumite medii sau de pe suprafete. Se realizeaza cu ajutorul unor agenti fizici sau cu ajutorul substantelor dezinfectante bactericide. Impiedica raspandirea bolilor infectioase.

Produsul pentru dezinfectie „de nivel scazut” este un agent chimic care distruge bacteriile vegetative, unii fungi, virusurile capsulate si virusurile mari necapsulate.

Produsul pentru dezinfectie „de nivel intermediar” este un agent chimic care distruge bacteriile vegetative, fungii, virusurile capsulate, virusurile necapsulate si mycobacteriile.

Produsul pentru dezinfectie „de nivel inalt” este un agent chimic care, in conditii bine definite de timp si temperatura, distruge microorganismele, are actiune sporicida si reprezinta un potential sterilizant chimic.

Sterilizarea reprezinta distrugerea sau indepartarea tuturor microorganismelor patogene sau nepatogene, forme vegetative sau spori, de pe o suprafata sau dintr-un mediu.

23.Definiti notiunile de asepsie si antisepsie(ex de antiseptice;aplicatii):

Asepsia reprezinta ansamblul de metode prin care evitam contaminarea mediului ambiant cu germeni microbieni sau prin care putem mentine „sterilitatea” tesuturilor, mediilor de cultura, medicamentelor injectabile.

Antisepsia reprezinta inlaturarea sau distrugerea formelor vegetative microbiene de pe tegumente, mucoase sau din plagi. Se realizeaza cu ajutorul substantelor antiseptice, netoxice pentru tegument ( ex: alcool etilic 70°, tinctura de iod 5%, KMnO4 o.1%, detergenti cationici ).

24.Sterilizarea prin caldura umeda-metode,presiune,temperatura,aplicatii:

Sterilizarea prin caldura umeda este cea mai eficienta metoda de sterilizare si are ca mecanism coagularea proteinelor si degradarea enzimelor. Se poate folosi pentru diferite substante in solutie, sticlarie, instrumentar chirurgical, medii de cultura, aparate de filtrat.

Autoclavarea este esentiala atat pentru laboratoarele de microbiologie cat si pentru unitatile sanitare in general, indiferent de sistemul public sau privat. Vaporii de apa realizeaza:

- La o.5 atmosfere o temperatura de 115 grade Celsius;- La 1 atmosfera o temperatura de 121 grade Celsius;- 134 grade Celsius la 2 atmosfere.

Tindalizarea este o metoda de sterilizare prin caldura umeda care evita depasirea unei temperaturi de 100 grade Celsius.

Pasteurizarea foloseste caldura umeda si are aplicatii in conservarea pentru scurta durata a unor alimente. Exista o pasteurizare joasa ( 30 minute la 56-65 grade Celsius ) , o pasteurizare medie ( 15 minute la 65-75 grade Celsius ) si o pasteurizare inalta ( 2-5 minute la 85-90 grade Celsius ). Prin pasteurizare sunt distruse bacteriile in forma vegetativa dar nu si sporii.

Fierberea poate fi utilizata atunci cand nu dispunem de alte metode eficiente de sterilizare, iar mecanismul de actiune este denaturarea proteinelor. Fierberea timp de 30 minute la 100 grade Celsius, distruge bacteriile in forma vegetativa, fungii si virusurile, dar nu si sporii bacterieni. Timpul se inregistreaza dupa ce apa a inceput sa fiarba. Eficienta acestei metode poate fi crescuta prin adaugarea de carbonat de sodiu 1-2%.

25.Sterilizarea prin caldura uscata-metode,presiune,temperatura,aplicatii:

Sterilizarea prin caldura uscata are ca mecanism oxidarea sau carbonizarea structurilor bacteriene. Amintim cateva dintr variantele tehnice:

Sterilizarea prin incalzire la incandescenta reprezinta introducerea si mentinerea in flacara becului Bunsen pana la inrosire, pe toata lungimea, a obiectului care urmeaza a fi sterilizat. Se poate aplica pentru ansa bacteriologica sau pentru spatula.

Sterilizarea cu aer cald se realizeaza in etuva. Etuva este o cutie metalica cu pereti dubli. Cu ajutorul unor rezistente electrice si a unui termostat se obtine si mentine temperatura pentru sterilizare. Uniformizarea temperaturii in interiorul aparatului este realizata cu ajutorul unui sistem de ventilatie. Pentru majoritatea materialelor care urmeaza a fi sterilizate, temperatura din etuva trebuie sa atinga 180 grade Celsius, pentru o durata de 1 ora sau 160 grade Celsius pentru o durata de 2 ore.

Incinerarea reprezinta arderea pana la obtinerea de cenusa. Exista anumite reguli stricte privind incinerarea, pentru a preveni diferitele tipuri de poluare.

26.Bacteriofagii-definitie,structura,tipuri de interactiune fag-bacterie:

Bacteriofagii sunt virusuri care paraziteaza bacteriile. Fagii au fost descoperiti in 1915. Profesorul Mihai Ciuca obtine in anul 1921 primele tulpini lizogene. Fagii au o structura mai complexa decat a cea a virusurilor obisnuite. Se descriu:

a. Capul fagului are forma de prisma hexagonala bipiramidala.b. Coada fagului are structura proteica, simetrie helicoidala; are rol de

absorbtie, ajutand fagul sa penetreze bacteria

Relatii bacteriofag-bacterie:

- De tip litic sau productiv;- De lizogenizare sau de tip reductiv.

27.Interactiunea fag-bacterie:ciclul litic-etape,evidentieri:

Ciclul litic are mai multe etape si anume:

a. Adsorbtie: atasarea este specifica. Exista receptori strict specifici la nivelul bacteriofagului, ce recunosc receptori de la nivelul bacteriei. Fixarea pe receptori este initial reversibila, apoi ireversibila. Adsorbtia fagica modifica permeabilitatea membranei citoplasmatice bacteriene.

b. Penetrarea: fagul elibereaza muramidaza care lizeaza mureina din peretele bacterian.

c. Multiplicarea: dupa aproximativ 4-5 minute, functia ADN-ului bacterian este blocata si preluata de ADN-ul fagic ce coordoneaza sinteza componentelor proprii. Se sintetizeaza un numar insemnat de proteine vitale.

d. Maturarea faguluie. Liza bacteriei si eliberarea bacteriofagului matur, virulent.

Evidentierea ciclului litic la nivelul culturilor bacteriene:

- In mediu lichid;- Pe mediu solid;- Daca se amesteca o suspensie de fagi cu o picatura de cultura pura

bacteriana;- Bacteriofagii infecteaza bacteriile- O parte din bacterii nu sunt infectate si in timp se multiplica iar cultura

bacteriana opacizeaza mediul.

28.Interactiunea fag-bacterie:ciclul lizogen-proprietatile bacteriilor lizogene:

Ciclul reductiv are aceleasi etape, initial. Dupa adsorbtie si penetrare, ADN-ul fagic:

- Fie se integreaza liniar in cromozomul bacteriei gazda si se replica sincron cu aceasta,

- Fie se circularizeaza si atasat de membrana citoplasmatica se replica sincron cu diviziunea bacteriei.

Bacteria a devenit lizogena, se reproduce si transmite descendentilor fagul latent.

Proprietatile bacteriei lizogene:

a. Este imuna fata de un fag omolog profagului.b. Pot aparea fenomene importante din punct de vedere genetic:

- Transductia;- Conversia genetica;- Recombinarea genetica;- Inductia fagica.

29.Substante antibiotice si chimioterapice-definitia lor,utilizari in clinica si in laborator:

Antibioticele si chimioterapicele antimicrobiene reprezinta un grup de substante medicamentoase capabile sa distruga sau sa inhibe multiplicarea unor microorganisme implicate etiologic in bolile infectioase. Au o actiune selectiva asupra celulelor microorganismelor, exercitand actiuni minime asupra celulelor organismului gazda.

Aceste substante pot fi:

- Antibacteriene;- Antivirale;- Antifungice;- Antiparazitare.

In mod clasic, in aceasta grupa de medicamente au fost incluse si antineoplazicele ( ex: dactinomycina, doxorubicina, bleomycina ). Exista si antibiotice folosite ca:

- Inhibitori enzimatici ( Lipstatin )- Imunosupresori ( Ciclosporina )- Hipocolesterolemiante ( Lovastatin )- Insecticide- Ierbicide.

30.Antibiotice bactericide si bacteriostatice-definitie,exemple:

In functie de efectul lor, medicamentele antimicrobiene pot fi bacteriostatice si bactericide.

Un antibiotic este bacteriostatic daca efectul sau se limiteaza la oprirea multiplicarii bacteriene ( ex: tetraciclinele, cloramfenicolul, eritromicina, clindamicina, sulfonamidele ).

Un antibiotic este bactericid daca actiunea sa duce la distrugerea bacteriilor ( ex: penicilinele, cefalosporinele, polimixinele, aminoglicozidele, rifampicina, vancomicina, streptograminele ).

Trebuie cunoscute situatiile patologice in care se poate administra un antibiotic bacteriostatic, precum si situatiile in care este absolut necesara administrarea unui antibiotic cu efect bactericid.

31.Clasificarea substantelor antimicrobiene dupa mecanismul de actiune(ex):a. Agenti antimicrobieni care actioneaza prin inhibarea sintezei peretelui

celular; au efect bactericid si sunt reprezentati de antibioticele bete-lactamice ( peniciline, cefalosporine, carbapeneme), glicopeptidele ( vancomicinele, teicoplanina), bacitracina, cicloserina, fosfomicina, izoniazida.

b. Agenti antimicrobieni care actioneaza prin inhibarea functiei membranei celulare; au efect bactericid si sunt reprezentati de polimixine, gramicidina, tirocidina, imidazoli, nistatina.

c. Agenti antimicrobieni care actioneaza prin inhibarea sintezei proteice la nivelul ribozomilor; de ex aminoglicozidele, tetraciclinele, cloramfenicolul, macrolidele, lincosamidele, acidul fusidic, streptograminele.

d. Agenti antimicrobieni care actioneaza prin inhibarea sintezei acizilor nucleici, de exemplu rifampicina, chinolonele, sulfonamidele, trimetoprimul, pirimetamina, novobiocina.

32.Rezistenta la actiunea antibioticelor-definitie,tipuri:

Utilizarea cu succes a oricarui agent terapeutic poate fi compromisa de dezvoltarea rezistentei. Rezistenta poate sa apara atat pentru antibioticele utilizate in tratamentul infectiilor bacteriene cat si pentru antifungice, antivirale, antiparazitare sau pentru medicamente utilizate in tratamentul unor boli cronice.

Trei conditii trebuiesc indeplinite ca un anumit antibiotic sa inhibe bacteria susceptibila:

- Antibioticul trebuie sa poata sa ajunga la tinta intr-o concentratie suficienta;

- Antibioticul nu trebuie sa fie inactivat inainte sa se lege de tinta;- Trebuie sa existe in celula bacteriana o tinta vitala susceptibila la

actiunea antibioticului.

Rezistenta microbiana la antibiotice reprezinta capacitatea unor microorganisme de a supravietui si de a se multiplica in prezenta antibioticului. Rezistenta poate fi naturala sau dobandita.

Rezistenta naturala reprezinta rezistenta tuturor membrilor unei specii bacteriene fata de un antibiotic si este determinata genetic, de exemplu rezistenta bacilului tuberculozei la penicilina G.

Rezistenta dobandita este acea rezistenta necaracteristica unei specii bacteriene, dar achizitionata de anumite subpopulatii din acea specie in circumstante date.

33.Definiti notiunile de simbioza,omensalism,parazitism(ex):

Cu o parte din microorganismele intalnite organismul stabileste relatii de simbioza, convietuirea fiind folositoare pentru ambii parteneri. Foarte multe dintre microorganismele care alcatuiesc microflora normala se afla in relatii de comensualism cu organismul, germenii depinzand nutritional de gazda, careia nu ii creeaza prejudicii. Aceasta convietuire exprima insa un echilibru instabil, care poate fi usor tulburat. Diferiti factori pot modifica aceste relatii, astfel incat unele microorganisme din flora normala pot manifesta aspecte patogene – este vorba de microorganismele conditionat patogene.

Relatia de parazitism tipic apare insa doar atunci cand microorganismele se dezvolta in detrimentul gazdei, cu manifestari clinice mai mult sau mai putin evidente. Astfel, in cazuri extreme unele bacterii sunt obligatoriu parazite, nu se pot dezvolta decat in organismul gazdei ( Mycobacterium leprae, Treponema pallidum, Chlamydia pneumoniae ). Alte bacterii sunt facultativ parazite, putand trai si libere in natura, dar o data patrunse in organism stabilesc cu acesta relatii de parazitism ( Clostridium tetani, Clostridiile gandrenei gazoase ).

34.Definiti patogenitatea si virulenta(ex de factori de patogenitate):

Patogenitatea reprezinta capacitatea unui germen de a declansa in organismul gazda fenomene morbide, patogene, modificari locale, generale si „functio laesa”. Patogenitatea este un atribut de specie si este determinata genetic.

Virulenta reprezinta gradul diferit de patogenitate exprimat in cadrul unei specii. Este un atribut al tulpinii microbiene agresoare. Variabilitatea in exprimarea patogenitatii depinde de conditiile in care traieste microorganismul respectiv. Virulenta poate fi cuantificata de exemplu prin numarul de microorganisme necesare in conditii standard pentru a omori 50% dintr-un grup de animale.

Factorii care conditioneaza patogenitatea si virulenta unei specii microbiene pot fi:

- Multiplicarea si invazivitatea manifestata de germenii patogeni;- Multiplicarea si elaborarea de toxine de catre germenii toxigeni.

35.Flora microbiana normala a organismului uman:

Flora microbiana a organismului poate fi divizata in doua grupuri:

- Flora normal rezidenta, care se gaseste in mod regulat si care daca este perturbata se restabileste prompt

- Flora tranzitorie care poate coloniza gazda pe o perioada variabila de timp, de la ore la saptamani.

Flora microbiana prezinta tropism pentru anumite regiuni anatomice:

- La nivelul tegumentului;- La nivelul conjunctivei oculare;- La nivelul mucoasei nazale;- La nivelul cavitatii bucale;- La nivelul tractului respirator;- La nivelul tractului digestiv;- La nivelul urogenital.

Flora microbiana normala din sistemul intestinal: cea mai putin inteleasa parte a organismului indeplineste functii esentiale fiziologice, nutritionale si de protectie.

Complexitatea acestui sistem ascunde mecanisme ce influenteaza anatomia, fiziologia, cat si patologia umana. Flora normala intestinala cantareste aproximativ 1 kg si contine o buna parte din celulele corpului uman. Speciile bacteriene ce colonizeaza sistemul intestinal sunt foarte variate. Flora normala este unica, variind semnificativ de la un individ la altul, iar compozitia ei se mentine constanta lungi perioade de timp. Astfel a aparut notiunea de „amprenta microbiana unica”. Aceste bacterii sunt de 10 ori mai numeroase decat celulele eucariote ale corpului uman. In colon exista cele mai multe microorganisme comensale. Colonul este organul cel mai activ metabolic din intreb organismul.

36.Definiti notiunile de exotoxina si endotoxina(ex):

Exotoxinele sunt elaborate in general de microbi Gram-pozitivi lizogenizati ( bacilul difteric, streptococul beta hemolitic de grup A ) sau codificat plasmidic ( Clostridium tetani ), dar si de bacilii Gram-negativi, prin mecanism cromozomial ( V. cholerae ) sau sub control plasmidic ( unele tulpini de E.coli ). Exotoxina nu isi exercita efectele toxice decat dupa ce portiunea A este eliberata din structura initiala. Sunt secretate in timpul vietii germenilor.

Endotoxinele au fost evidentiate la germenii Gram-negativi, la nivelul membranei externe. Sunt elaborate de acestia si apoi incluse in peretele bacterian, eliberandu-se in umra distrugerii germenilor. Au structura lipopolizaharidica in constitutia lor intrand acizi grasi, un lipid A si lanturi de polizaharide. Au efecte toxice la nivelul celulelor majoritatii mamiferelor, aceste efecte sunt similare indiferent de specia bacteriana care le elibereaza. Toxicitatea lor este mai redusa dar pot actiona la mai multe nivele inducand aparitia febrei, leucopeniei, hiperpermeabilitatii vasculare.

37.Definiti notiunile de anatoxina si antitoxina(ex):

Exotoxinele pot di detoxifiate intr-un anumit interval de timp sub actiunea conjugata a temperaturii si formolului. Prin acest procedeu isi pierd puterea toxica, dar isi mentin puterea imunogena si devin anatoxine. Anatoxinele se utilizeaza in profilaxia bolilor produse de germenii respectivi, precum si pentru hiperimunizarea animalelor in scopul obtinerii de seruri antitoxice.

Avand structura proteica, exotoxinele sunt imunogene si determina aparitia de anticorpi specifici ( antitoxine) care pot neutraliza in vitro sau in vivo activitatea toxica prin cuplare specifica cu toxina.