microbiologie-cursuri an 2
Post on 08-Feb-2016
61 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
CURS NR.1
Introducere in studiul MICROBIOLOGIEI
Studiaza organisme vii care sunt prea mici pentru a le putea vedea cu ochiul
liber (micros = mic, bios = viata, gr.), cum sunt:
Bacteriile à Bacteriologia
Virusurile à Virusologia
Protozoarele à Protozoologia, Parazitologia
Fungi (ciupercile microscopice, levuri)àMicologia
algele verzi à Algologia
MICROORGANISMELE
- Sunt ubiquitare, sunt prezente peste tot unde viata este posibila.
- Indeplinesc ROLURI BENEFICE:
indispensabile ecosistemului nostru,
ciclul carbonului, oxigenului, azotului si sulfurilor in sistemul
nostru terestru si acvatic.
descompunerea materiei organice, mentinand fertilitatea
solului.
formarea zacamintelor petroliere, de carbune, etc.
utilizate in industria alimentara
Lapte, bere, vin, muraturi
utilizate in industria medicamentelor
Antibiotice, vaccinuri, vitamine
-Cauzeaza si EFECTE NEGATIVE
MICROBIOLOGIA MEDICALA-Studiaza microorganismele implicate in
patologie .
MICROORGANISMELE -Efecte positive :sinteza de vitamine,apararea
naturala.
-efecte negative:Infectii, boli, uneori foarte grave, letale.
IMPORTANTA MICROBIOLOGIEI MEDICALE
Mai mult de ¾ din patologia umana este de natura infectioasa!!!
Diagnostic
Tratament
Profilaxie
Scurt istoric al Microbiologiei
1674 Anton van Leeuwenhoeck (biolog olandez) decoperă lumea
microbilor (“animicules” – animale mici) într-o picatură de apă -
examinată cu ajutorul unor lentile primitive.
1840 Friedrich Henle propune teoria “germenilor” care susţinea că
microorganismele sunt cauza anumitor boli .
1870 – 1880 Robert Koch şi Louis Pasteur confirmă aceasta teorie prin o
serie de experimente (antraxul, rabia, ciuma, holera, tuberculoza). Koch
este considerat fondatorul microbilogiei diagnostice, iar Pasteur tatăl
medicinei moderne.
1890 Dimitri Ivanovski şi Martinus Beijernick au descoperit independent
unul de celălalt primul virus (virusul mozaicului tutunului).
1910 chimistul german Paul Erlich descoperă primul agent antibacterian,
un compus eficient împotriva spirochetei Treponema pallidum, care
produce sifilisul.
1928 Alexander Fleming descoperă penicilina.
1935 Gerhard Domagk - sulfamida.
1943 Selamn Waksman – streptomicina.
1946 John Enders a reuşit să cultive pentru prima oara virusuri în culturi
de celule – deschizând astfel calea pentru producerea de vaccinuri
antivirale.
Victor Babeş (1854-1926), prin organizarea primului institut de cercetări
medicale „Inst. V. Babeş” din Bucureşti (1887) şi a primelor laboratoare
de igienă şi bacteriologie din România, se poate spune că Babeş a
introdus diagnosticul microbiologic în ţara noastră.
Ioan Cantacuzino (1863-1934), biolog şi medic, om de o vastă cultură, cu
cercetări privitoare la patogenia holerei şi vaccinarea antiholerică, asupra
scarlatinei, infecţiei tuberculoase şi vaccinării antituberculoase,
Dar, realizarea de amploare a profesorului Cantacuzino este reprezentată
de Institutul care îi poartă numele, Institutul „Dr. I. Cantacuzino”,
înfiinţat în 1921. centru de cercetare stiintifică fundamentală si
aplicativă, centru de învătământ de specialitate.
Acesta reprezintă instituţia de bază a ţării noastre pentru profilaxia şi
combaterea bolilor infecţioase, în care în prezent se prepară seruri,
vaccinuri si alte produse biologice utile în diagnosticul bolilor
transmisibile.
Agenţii răspunzatori pentru producerea de boli infecţioase la om aparţin
urmatoarelor grupuri majore:
BACTERII: regnul Monera
FUNGI: regnul Fungi
PROTOZOARE: regnul Protista
HELMINTI: Regnul Animalia
VIRUSURI
PRIONI
ACARIENI: Regnul Animalia
Helminţii sunt organisme complexe multicelulare care sunt clasificate în clasa
Metazoare a regnului animal.
Protozoarele şi helmintii sunt denumiţi generic PARAZITI
Virusurile sunt distincte de restul microorganismelor, ele nu sunt celule, dar se
pot multiplica (replica) în interiorul celulelor pe care le infectează
Prionii sunt molecule proteice care pot cauza boli degenerative ale SNC (de e.
boala Creutzfeldt-Jakob, kuru, maladia Kuru şi sindromul Alpers (întâlnit numai
la copii), iar la animale: scrapie (la oi şi capre), encefalopatia spongiformă
bovină (BSE) sau “boala vacilor nebune
Artropode: rolul lor patogen direct este minor (scabia sau râia- cauzata de
acarianul Sarcoptes scabiei), dar intervin ca vectori in transmiterea multor
infectii bacteriene (capuse-boala Lyme), virale (tântari – virusul West Nile),
parazitare (tântarul anofel – malaria)
Comparaţie între microorganismele cu importanţa medicală
Caracteristica Virusuri Bacterii Fungi Protozoare si
helminti
Celula Nu Da Da Da
Dimensiuni nm mm mm mm/m
Acizi nucleici ADN sau
ARN
ADN si ARN ADN si
ARN
ADN si ARN
Tipul nucleului procariot eucariot eucariot
Ribozomi absenti 70 S (50 S,
30S)
80 S 80 S
Mitocondrii absente Absente Prezente Prezente
Natura
suprafeţei
externe
Capsida
proteică si
anvelopa
lipoproteică
Perete
celular rigid
conţinând
peptidoglican
Perete
celular
rigid
continând
Membrană
flexibila
chitina
Mobilitate - unele - majoritatea
Mod de
replicare
Nu prin
diviziune
binara
Diviziune
binara
Diviziune
binara,
inmugurire
Diviziune
binară, ciclu
de viata
sexuat
BACTERIOLOGIA MEDICALA
Clasificarea bacteriilor:
1. După caracteristici fenotipice
-proprietaţi morfologice (microscopice - forma, col. Gram, macroscopice -
aspectul coloniilor, forma lor, culoare, proprietaţi hemolitice, etc)
- proprietaţi biochimice, cel mai frecvent utilizate pentru identificarea
bacteriilor,
-serotiparea – mai ales pentru bacteriile inerte din punct de vedere
metabolic, pentru cele greu sau imposibil de cultivat, are importanta
epidemiologica, tipizarea cu ajutorul bacteriofagilor,
-profile de sensibilitate la antibiotice,
-tipizarea pyocianinei, etc.
2. După caracteristici analitice
-analizarea peretelui celular – determinarea acizilor micolici prin
cromatografie, etc
-conţinutul lipidic
-analiza proteinelor
-tipizarea enzimelor
1. DIMENSIUNEA
Dimensiunea bacteriilor este de ordinul micrometrilor.
(1µm =10 -3 mm)
In medie: 0,5 – 1 µm grosime/3 – 6 µm lungime,
-exista variatii in functie de:specie,forma bacteriei,mediul de cultura si varsta
culturiii.
- Stafilococii au diametrul de aprox. 1 µm
- Ps. aeruginosa: lungime: 1,5 – 3 µm/grosime: 0,5 – 0,6 µm
- Bacillus anthracis:lungime: 3 - 10 µm/grosime: 1 - 1,3 µm
- Francisella turalensis:lungime: 0,3 – 0,7 µm/grosime: 0,2 µm.
2. FORMA
Există trei forme fundamentale ale bacteriilor:
sferică = coci,
bastonaşe = bacili,
spirală =
spirili (rigizi) sau
spirochete (flexibile)
1. Cocii au diametrul de aproximativ 1 micrometru (μm) şi pot fi sferici, ovalari,
formă de boabă de cafea, lanceolati.
2. Bacilii pot fi
cu capetele taiate drept: B. anthracis
cu capetele rotunjite: E. coli
forma de piscot sau haltera: C. diphtheriae
forma de racheta de tenis: B. botulinum
forma de fus: Fusobacterium
forma de virgula: Vibrio cholerae.
Forme intermediare: cocobacili: Brucella, Bordetella, Yersinia
3. Forma de spirala:
Spirilii (PC rigid): Spirillium
Spirochete (PC flexibil) Tr. pallidum, Borrelia, Leptospira
ASEZAREA, GRUPAREA BACTERIILOR.
Este data de orientarea in spatiu a diferitelor planuri succesive de
diviziune, si de tendinta celulelor fiice de a ramane unite.
Planuri paralele:
- perechi: N. gonorrhoeae, N. meningitidis
- lanturi: streptococii, streptobacilii
- grupuri: V, M, L, armonica, palisada
Doua planuri perpendiculare: tetrade: micrococii
Trei planuri perpendiculare:
asezarea in ciorchine de strugure: stafilococii sau
sub forma octade; genul Sarcina
Aranjamentul bacililor este foarte divers:
lanturi (streptobacili) B. anthracis
diplo Klebsiella
palisade
X, Y, Z – B. Koch
Litere chinezesti b. difteric
CURS NR.2
STRUCTURA CELULEI BACTERIENE
FORMATIUNI OBLIGATORII: NUCLEOID,CITOPLASMA,
MEMBRANA CITOPLASMATICA,PERETE CELULAR.
FORMATIUNI FACULTATIVE:CAPSULA,CILII SAU FLAGELII
,PILII SAU FIMBRIILE,SPORUL (ENDOSPORUL)
1.NUCLEOIDUL
Este alcatiut dintr-o singura molecula de ADN dc, superhelicoidal, inchis
Contine aprox. 2000 gene
Nu este marginit de mb nucleara
Nu prezinta nucleol
Nu are aparat mitotic
Nu contine histone
Nu prezinta introni
Poate fi in legatura cu mb. citoplasmatica prin 1-2 mezozomi
ROL: Codifica informatia genetica pt. autoreplicare si organizare structurala si
functionala .
2.CITOPLASMA
Reprezinta un sistem coloidal care contine
80%: apa,
20%: molecule organice, ioni anorganici, enzime, ribozomi,ARN,plasmide,
transpozomi, vacuole gazoase, mezozomi.
Ribozomii sunt 70S (50S+30S): sunt diferiti de cei ai celuleor eucariote, fiind o
tinta buna pentru antibiotice
Incluziunile citoplasmatice sunt de:
Polizaharidice: glicogen (Bacillus) sau amidon
(Neisserii)
Lipidice - polibetahidroxibutirat, la multe specii
Polifosfati anorganici sau corpusculii metacromatici
Babes Ernst (granule de volutina) la corynebacterii
Mezozomii se formeaza prin invaginarea membranei citoplasmatice leaga
nucleoidul de aceasta ; participa la: replicarea ADN-ului, diviziunea celulara,
procese de sinteza si secretie de exoenzime.
Plasmidele sunt molecule mici, circulare de ADN dublucatenar,
extracromozomial.
Sunt capabile de replicare independenta de cromozomul bacterian.
Cu toate ca de obicei sunt extracromozomiale, ele se pot integra in cromozomul
bacterian.
Codifica gene razpunzatoare de: rezistenta la antibiotic, rezistenta la metale
grele (mercur, argint), rezistenta la lumina ultravioleta ,prezenta pililor (fimbrii)
care mediaza aderarea bacteriilor de celulele epiteliale ,sinteza de exotoxine si
elaborarea de bacteriocine (enzime sau toxine produse de anumite bacterii care
sunt letale pentru alte bacterii).
Transpozomii sunt fragmente de ADN care se deplaseaza dintr-un loc in altul,
fie in cadrul aceleias molecule de ADN, fie de la o molecula de ADN la
alta .Poarta porecla de “jumping genes”
Spre deosebire de plasmide si bacteriofagi, nu se pot replica independent, ei se
replica in cadrul ADN-ului recipient.
Codifica enzime raspunzatoare de rezistenta la antibiotice.
MEMBRANA CITOPLASMATICA
Margineste la exterior citoplasma, separand-o de PC
STRUCTURA: modelul mozaicului fluid (la fel ca alte mb biologice): 2 straturi
de molecule de fosfolipide cu partile hidrofobe fata in fata, printre care se gasesc
molecule globulare proteice.
Nu contine steroli (cu exceptia Mycoplasmelor)
Mb. semipermeabila, cu rol de bariera osmotica, regleaza schimburile dintre
bacterie si mediul exterior prin procese active si pasive
Este sediul enzimelor implicate in metabolismul respirator, fosforilarea
oxidativa, transportul activ, sinteza lipidelor, componentelor PC, PZ capsulare,
replicarea ADN
Are astfel 4 roluri importante :
1. Transport activ al moleculelor in celula
2. Generarea energiei prin fosforilare oxidativa
3. Sinteza precursorilor peretelui celular
4. Secretia de enzime si toxine
PERETELE CELULAR
Este o structura rigida, un veritabil exoschelet
Prezent la toate bacteriile cu exceptia Mycoplasmelor
Este o structura multistratificata situata la exteriorul membranei citoplasmatice
Alcatuieste un invelis, ca un sac, ce imbraca intraga bacterie
In compozitia PC intra PEPTIDOGLICANUL sau MUREINA
PEPTIDOGLICANUL sau MUREINA este un heteropolimer alcatuit din
lanturi polizaharidice legate intre ele prin punti peptidice
Lanturile polizaharidice sunt alcatuite din unitati repetitive de
N-acetilglucozamina (G) si
acid N-acetil muramic (M)
Puntile peptidice sunt alcatuite din tetrapeptide care se leaga de acidul N-acetil
muramic (M)
Pentru ca este o structura specifica bacteriilor (PC), reprezinta o tinta buna
pentru antibiotice.
Penicilinele, cefalosporinele si vancomicina inhiba sinteza PG prin inhibarea
transpeptidazelor care formeaza puntile peptidice dintre lanturile polizaharidice.
Lizozimul prezent in lacrimi, saliva, mucus, etc, actioneaza si el asupra PG, la
nivelul legaturilor glicozidice, contribuind la rezistenta naturala.
Exista 2 tipuri de PC 1. PC al bacteriilor GRAM POZITIVE
2. PC al bacteriilor GRAM NEGATIVE.
PERETELE CELULAR AL BACTERIILOR GRAM +
Relativ gros (200-800 Å)
Contine un strat gros de PG (150-500 Å)
Contine:
acizi teichoici si acizi lipoteichoici cu rol de antigene de suprafata, promoveaza
atasarea
Proteine: proteina M si R la Streptococcus pyogenes, proteina A la
Staphylococus aureus
Polizaharide: polizaharidul C la streptococci
PERETELE CELULAR AL BACTERIILOR GRAM -
In general mai subtire decat la G+
Cu un strat mai subtire de PG (→100 Å)
Structura mai complexa
La exteriorul PG se afla membrana externa (ME)
Intre suprafata externa a mb. citoplasmatice si suprafata interna a ME se afla
spatiul periplasmic.
Spatiul periplasmic contine:
Enzime hidrolitice (proteaze, fosfataze, lipaze, nucleaze)
Factori de virulenta litici: colagenaze, hialuronidaze, proteaze, beta-lactamaze.
Membrana externa este alcatuita din:
Fosfolipide
Lipopolizaharide
Proteine: cu gm mica, proteine mari, care traverseaza ME si proteine
transmembranare= porine (formeaza canale, pori pt moleculele hidrofile
<700dal, permitand astfel intrarea unor substante esentiale: glucide, aminoacizi,
vitamien, metale, precum si a antibioticelor, de ex. peniciline)
LIPOPOLIZAHARIDUL (LPZ)
Dispus la suprafata externa a membranei externe la bacteriile gram -.
Poarta numele de endotoxina Este alcatuit din trei unitati distincte:
Un fosfolipid denumit lipidul A, responsabil de efctele toxice
Un miez polizaharidic, alcatuit din 5 zaharuri (core)
Un polizaharid extern, care poarta numele de antigenul somatic O, structura
antigenica importanta in identificarea bacteriilor gram negative
ROLURI LPZ:
Puternic stimulator al raspunsului imun
Activeaza limfocitele B
Induce eliberare de interleukine IL-2, IL-6, TNF alfa din macrofage si alte celule
Cauzeaza febra
Poate cauza socul endotoxinic
Eliberarea unor cantitati crescute de LPS in sange pot cauza sindromul CID
(coagulare intravasculara diseminata)
ROLURILE PERETELUI CELULAR:
Asigura forma si rezistenta bacteriei
Constituie o bariera, permitand trecerea spre mb citoplasmatica a substantelor cu
anumita greutate moleculara
Este sensibil la unele antibiotice si lizozim
Prezinta receptori pentru bacteriofagi (virusuri ale bacteriilor)
Prezinta antigene de suprafata
Constitutia PC determina caracterul de colorabilitate gram pozitiv sau gram
negativ.
FORMATIUNI FACULTATIVE
CAPSULA
CILII SAU FLAGELII
PILII SAU FIMBRIILE
SPORUL (ENDOSPORUL)
CAPSULA
Este o structura de natura polizaharidica in general, cu unele exceptii (de ex. la
B. anthracis este de natura proteica)
Inveleste la exterior celula bacteriana
Capsula nu este esentiala pentru viabilitatea bacteriei, in cadrul unei specii pot
exista tulpini capsulate si tulpini necapsulate.
Cand este bine definita poarta numele de capsula, iar cand nu este foarte bine
definita poarta numele de GLICOCALIX sau “slime layer”: structuri de origine
bacteriana, ce alcatuiesc o retea de fibre polizaharidice, situate la exteriorul
celulei bacteriene
tipuri de glicocalix:
“Slime layer”: structură laxă, neumiforma in densitate si grosime,
este penetrata de particule colorate, evidentiabila doar la
microscopul electronic sau prin metode chimice
Capsular: structura densa, bine organizata, nu permite penetrarea
particulelor colorate, este vizibila la microscopul optic prin coloratii
speciale
Exemple de bacterii capsulate:
Streptococcus pyogenes, Staph. aureus, prezinta o microcapsula sau slyme layer
Klebsiella, Str. pneumoniae – capsula obisnuita, vizibila la MO
Bacillus anthracis – capsula proteica
Bacteriile formează capsulă mai ales în organismul uman si animal si în conditii
optime pe medii de cultură.
Pe medii solide coloniile sunt lucioase, de consistentă mucoasă, iar mediul lichid
devine vâscos
ROLURI:
Protectie fata de:
factorii nefavorabili din mediu
bariera selectiva pt molecule mari (enzime litice plamatice)
desicare
surfactanti
Agenti antibacterieni
Anticorpi,
Fagocite – PMN si monocite (are rol antifagocitar prin mascarea
determinantilor antigenici)
Factor de virulenta: asigura aderenta si colonizarea bacteriei
Rol antigenic (antigene capsulare K)
Prezinta receptori pentru bacteriofagi
Activeaza Complementul pe cale alterna
Induce sinteza de interferon
CILII SAU FLAGELII
Sunt structuri filamentoase, flexibile, fragile, subtiri: 0,01 µm - 0, 02 µm ,lungi
6 – 15 µm ,dispuse la suprafata bacteriei
Au forma de spiralata (in suspensie)
Lungimea, grosimea, numarul si dispozitia sunt un caracter de specie
Nu se vad la MO decat prin coloratii special.
Dupa dispozitie si numarul flagelilor, bacteriile se pot clasifica astfel:
Atriche
Monotriche (Vibrio cholerae)
Amfitriche,
Lofotriche (Helicobacter pylori)
Peritriche (Proteus, Bacillus cereus)
Corpusculul bazal prin acesta flagelul se ataseaza de corpul bacterian
La Gram negativi: 4 discuri paralele + o tija centrala:
2 interne M si S (M are originea in mb citoplasmatica, S in
spatiul periplasmic)
2 externe P si L(P are originea in PDG, iar L in LPZ)
La Gram pozitivi:2 discuri paralele + tija centrala
Unul intern: originea in mb citoplasmatica
Unul extern: originea in PG
Carligul: structura scurta ,situat in afara corpului celulei bacteriene
Filamentul flagelar -partea flexibila, spiralata in general
Din punct de vedere chimic flagelii sunt alcatuiti din proteine denumite flageline
ROL:1. locomotie: miscari de rotatie a flagelilor, insurubare, cu consum
de ATP ;spre hrana sau fug de agentii nocivi: chemotaxie pozitiva sau
negativa
2. antigenic : antigenel H
PILII SAU FIMBRIILE
Se descriu mai ales la bacteriile Gram negative, mai rar Gram pozitive (str.
salivarius sau B. cereus)
Sunt: mai subtiri decat flagelii
Drepti sau usor incurbati
Rigizi
Scurti
Mult mai numerosi (zeci-sute/celula)
Originea lor este in mb. Citoplasmatica
Nu au rol in locomotie (prezenti si la bacterii imobile)
Din punct de vedere functional se impart in:
Pili de conjugare (de sex): codificati de plasmide transmisibile si sunt implicati
in conjugarea bacteriana, in procesul de transfer genetic de la o bacterie la alta
Pili comuni (somatici) sunt determinati de gene cromozomiale
Din punct de vedere chimic sunt alcatuiti din proteine: pileina .
ROLURI:
Conjugare
Prezinta receptori specifici pentru bacteriofagi
Aderare
Mediaza hemadsorbtia
Rol in atasare si colonizarea epiteliilor si mucoasselor (de ex. N. gonnorhoeae)
SPORUL (ENDOSPORUL) BACTERIAN
Sunt forme celulare care se dezvolta in interiorul celulei bacteriene
Reprezinta o forma de rezistenta a bacteriilor la conditii nefavorabile de mediu
Nu reprezinta o forma de inmultire
Rezista la:
tempertauri ridicate si scazute, uscaciune, radiatii, agenti chimici, presiuni inalte
si joase
Exista 2 genuri de bacterii sporulate de interes medical: CLOSTRIDIUM si
BACILLUS.
Sporul poate sa fie :
Deformant: Clostridii
Nedeformant Bacillus
Terminal C. tetani
Subterminal: B cereus, C. botulinum
Central: B. anthracis
Sporulare: trecerea din forma vegetativa in spor (in conditii nefavorabile de
mediu)
Germinare: trecerea din forma de spor in forma vegetativa (in conditii
favorabile de mediu)
CURS NR.3
METABOLISMUL BACTERIAN
Înţelegera creşterii şi multiplicării bacteriilor, a metabolismului bacterian este
esenţială pentru înţelegerea funţionării bacteriilor, a dinamicii lor şi de asemenea
pentru tratamentul infecţiilor bacteriene. La
bacterii se întâlnesc sub forme asemănătoare sau identice principalele căi
metabolice şi cicluri de la celulele eukariote. Multe din reacţiile biochimice
privind metabolismul celular au fost descrise iniţial la bacterii. Celulele umane
prezintă variaţii mici în ceea ce priveşte caracteristicile metabolice sau
activităţile biochimice. Bacteriile trăiesc în condiţii foarte variate, şi ele diferă
considerabil în capacitatea lor de a ocupa nişe ecologice.
CARACTERISTICI:
este un metabolism unicelular
este un metabolism necompartimentat (pentru că lipsesc organitele celulare)
este un metabolism teleonomic – în cursul evoluţiei unei specii bacteriene au
fost selectate acele căi metabolice şi mecanisme de reglare care să asigure
eficienţa maximă a procesului metabolic.
bacteriile au o mare flexibilitate metabolică, prin care acestea se adaptează la
condiţiile variate de mediu.
este un metabolism de mare intensitate, care are drept rezultat multiplicarea
rapidă a celulelor bacteriene. Tg mediu=20 min.
în complexitatea metabolică a lumii bacteriene, se vorbeşte despre un
metabolism cu restricţie genetică, determinat de capacitatea de asimilare
asigurată de cromozomul bacterian (molecula de ADN), în care se găsesc
numeroase gene care codifică mai multe tipuri de molecule de proteine (aprox.
3000), din care aprox. 2000 sunt proteine-enzime codificate în ADN-ul
cromozomial.
În funcţie de condiţiile de mediu, se remarcă o diversitate metabolică legată de:
temperatură, oxigen, pH, osmolaritate şi substanţe nutritive.
a) Temperatura
Temperatura optimă este acea temperatură la care rata de creştere este
maximală.
Temperatura minimă de creştere – sub această valoare, creşterea nu mai
are loc.
Temperatura maximă de creştere – cauzează denaturarea termică a
proteinelor şi posibil şi a membranelor.
1. Bacterii psycrophile sau cryophile (iubitoare de rece) – temperatura
optimă este sub 20°C.
2. Bacterii mezophile – ele cresc între 20°C - 45°C, dar temperatura
optimă este de 35°C - 37°C – majoritatea bacteriilor de importanţă
medicală. 3. Termophile – temperatura optimă 45°C –
60°C 4. Stenotermophile – cel mai
bine cresc la aproximativ 60°C. 3 şi 4 sunt bacterii
care cresc in izvoarele calde sau alte medii cu temperatură înaltă.
4 – au structuri terţiare ale proteinelor stabile la temperatură.
b) Oxigenul
Pe baza necesităţilor de oxigen, bacteriile se pot clasifica în bacterii
aerobe, anaerobe şi microaerophile.
Multe bacterii sunt aerobe şi cresc doar în prezenţa oxigenului atmosferic.
Deseori aceste bacterii sunt patogeni ai căilor respiratorii sau a mucoaselor, ca
de ex. Mycobacterium tuberculosis.
Unele bacterii sunt anaerobe, ceea ce înseamnăcă ele nu folosesc oxigenul, în
timp ce unele sunt strict anaerobe, ceea ce înseamnă că pe acestea oxigenul
atmosferic le omoară.
Majoritatea bacteriilor anaerobe trăiesc în tractul gastrointestinal şi pot cauza
abcese profunde (de ex. Bacteroides spp), iar altele sunt prezente în mediul
înconjurăror sub formă de spori şi pot cauza boală când sunt introduse intr-un
mediu care le asigură anaerobioza (Clostridium spp).
Ar părea ciudat, dar există anaerobi în cavitatea bucală a omului (Bacteroides,
Fusobacterium, streptococi anaerobi – în şanţurile gingivale).
Facultativ anaerobe, (de ex. Escherichia coli) sunt bacterii capabile să crească
atât în condiţii aerobe, cât şi de anaerobioză. Multe din aceste bacterii se găsesc
la nivelul tractului digestiv şi pot cauza infecţii ale plăgilor, leziuni ale tractului
gastrointestinal, infecţii urinare, etc.
Bacterii microaerophile au nevoie de oxigen, dar nu pot creşte în aerul
atmosferic, ele au nevoie de o presiune mai redusă de oxigen (de ex. Neisseria
spp, Campylobacter spp.)
Majoritatea bolilor infecţioase sunt cauzate de bacterii aerobe sau facultativ
anaerobe, dar odată cu îmbunătăţirea tehnicilor microbiologice de cultivare a
bacteriilor, implicarea anaerobilor şi a microaerofililor în patologia umană a
devenit evidentă. Aceste bacterii necesită medii de cultură şi condiţii de incubare
speciale.
c) pH-ul
pH-ul necesar dezvoltării majorităţii bacteriilor este situat în zona neutralităţii,
pH 7. Există bacterii care necesită un pH acid pentru dezvoltarea optimă:
lactobacilii – bacilii lactici de la nivelul vaginului.
Vibrio cholerae se dezvoltă bine la un pH de 9,2.
d) Osmolaritatea
Osmolaritatea - concentraţia în săruri a mediului.
Majoritatea bacteriilor sunt osmotolerante.
Cu toate că se dezvoltă mai bine la o concentraţie fiziologică, există şi bacterii
care se dezvoltă la concentraţii mari de NaCl, de ex. Staphylococcus la 9 %
NaCl.
e) Substanţe nutritive
În general, bacteriile necesită o sursă de carbon şi azot, o sursă de energie, apă şi
diferiţi ioni pentru dezvoltare.
Cu toate că unele bacterii pot obţine energia direct prin oxidarea ionilor metalici
precum fierul, sau alte bacterii (cum sunt algele verzi) sunt capabile de
fotosinteză, bacteriile patogene (cu importanţă medicală) obţin energia prin
metabolizarea glucidelor, grăsimilor şi a proteinelor.
Principalele tipuri de nutriţie la bacterii sunt:
• în raport cu obţinerea energiei:
bacterii fototrofe, care folosesc energia din radiaţia luminoasă, bacteriile
fotosintetice;
bacterii chimiotrofe: folosesc energia prin oxidarea chimică a diferitelor
substrate (organice sau anorganice, majoritatea bacteriilor cu importanţă
medicală)
În raport cu sursa de carbon, bacteriile se clasifică:
bacterii autotrofe: capabile să se dezvolte pe medii alcătuite numai din
substanţe anorganice, care utilizează de obicei CO2 dizolvat în mediu ca
sursă de carbon.
• bacterii mixotrofe, pot folosi atât substanţe organice cât şi CO2 din
substanţe anorganice
• bacterii heterotrofe, folosesc ca sursă de carbon substanţele organice, ele
sunt bacteriile cu imporanţă medicală.
bacterii paratrofe, care nu se dezvolta decat pe celule vii (Ricketsii si
Chlamydii)
Unele bacterii, precum E. coli, pot creşte pe medii de cultură simple, care conţin
doar săruri, clorură de amoniu şi glicerol.
Alte bacterii sunt extrem de pretenţioase şi au un necesar nutritiv complicat.
Mai mult decât atât, Treponema palllidum are un necesar de creştere atât de
complex, încât încă nu s-a reuşit obţinerea unui mediu de cultură sintetic, care
să-i permită dezvoltarea.
Bacterii cu dezvoltare strict intracelulară (Chlamydiae şi Rickettsiae) nu au
crescut niciodată pe medii de cultură sintetice, şi ele se cultivă pe linii celulare
eukariote (celule fibroblastice de şoarece sau celule de embrion de găină) sau pe
ou embrionat.
Acest fapt nu înseamnă că ele sunt virusuri (ele sunt de fapt bacterii gram
negative), ci le face extrem de greu de lucrat cu ele. Laboratoarele clinice nu au
posibilitatea cultivării lor.
Importanţa medicală a cunoaşterii proprietăţilor metabolice ale bacteriilor sunt
în principal legate de cunoaşterea necesităţilor nutritive ale bacteriilor patogene,
în vederea izolării acestora din produsele patologice ale bolnavului cu scopul de
ale identifica, de a le cunoaşte proprietăţile patogenice şi cu scopul de a
determina gradul lor de sensibilitate la antibiotice
METABOLISMUL BIOENERGETIC
La bacterii, ca şi la alte organisme vii se produc procese de anabolism şi
catabolism.
Procesele de oxidoreducere sunt principalele mecanisme prin care bacteriile îşi
procură energia mai ales din substanţe organice, în urma cedării de electroni de
către un substrat donator, unuia acceptor, care va fi redus.
Donarea de electroni este însoţită de eliberare de hidrogen, reacţie de
dehidrogenare.
Substanţele care acceptă şi donează elecronii sunt legate de membrana celulară.
În raport cu eliberarea de energie, cu substratul donator şi acceptorul final de
electroni se disting următoarele trei tipuri de respiraţie :
Respiraţie oxibiotică, aerobă,
Respiraţia anaerobă
Fermentaţia
Respiraţie oxibiotică, aerobă
donatorul de electroni este o substanţă organică, iar acceptorul final este
oxigenul;
transferul are loc prin lanţul respirator, cu implicarea citocromilor; se produc 38
de molecule de ATP;
calea metabolică este: calea Embden-Mayerhof (glicoliza),
şuntul pentozofosfaţilor şi apoi ciclul acizilor tricarboxilici.
Respiraţia anaerobă
este întâlnită la bacterii care folosesc drept donor de electroni substanţe
organice,acceptorul final fiind o substanţă anorganică: nitriţi, nitraţi, sulfaţi, etc.,
în care intervine de asemenea lanţul respirator, însă cu alţi cytocromi;
calea metabolică: ciclul Embden-Mayerhof şi apoi CAT;
se produc 16-38 (de obicei mai puţin de 30) molecule ATP.
Fermentaţia
procese care se realizează folosind cantităţi mici de oxigen, printr-o oxidare
parţială a substratului, donatorul şi acceptorul final de electroni este o substanţă
organică.În majoritatea cazurilor, fermentaţia are loc în absenţa oxigenului sau
în prezenţa, dar fără participarea lui.
CREŞTEREA ŞI MULTIPLICAREA BACTERIILOR
Bacteriile se multiplică prin sciziparitate sau diviziune binară. Prin acest proces,
bacteria se alungeşte, îşi dublează volumul şi formează un sept, care împarte
bacteria în două segmente egale. Când septul este complet, iau naştere două
celule fiice identice.
Astfel, bacteriile se multiplică logaritmic: dintr-o celulă mamă iau naştere două
celule fiice, din cele două celule, dau naştere la rândul lor la patru, apoi la opt,
şi aşa mai departe. Sciziparitatea este un proces asexuat. Ciclul celular de
înmulţire al bacteriilor este controlat prin replicarea moleculei de ADN, cu care
începe diviziunea celulară şi prin care este coordonată sinteza proteică
Curba de creştere bacteriană
Dacă o cultură bacteriană s-ar dubla o dată la fiecare 20 de minute (majoritatea
bacteriilor) şi ar continua să se multiplice neabătut 48 de ore, o bacterie (de ex.
Escherishia coli) ar produce 2144 celule bacteriene.
E. coli este o bacterie relativ mică cu o masă de aproximativ 1 x 10-12 g.
Astfel, la sfârşitul celor 48 de ore, ar apărea o colonie bacteriană cu greutatea de
2,2 x 10 31 g., adică de 4000 de ori greutatea Terrei.
Din fericire, creşterea bacteriană este autolimitantă. Chiar şi în condiţii ideale,
majoritatea culturilor bacteriene se multiplică logaritmic doar pentru 3 – 5 ore.
Ele repede îşi consumă nutrienţii esenţiali şi acumulează produşi toxici de
metabolism. Din acest motiv, curba de creştere a bacteriilor care se multiplică
într-un mediu lichid are aspectul curbei din figură
Fazele creşterii:
• 1. Faza de latenţă (Lag);
• 2. Faza de multiplicare logaritmică (Log);
• 3. Faza staţionară;
• 4. Faza de declin (de moarte celulară
1. Faza de latenţă (Lag):
Când bacteriile sunt transferate într-un nou mediu de cultură, este o perioadă
iniţială când bacteriile trebuie să se acomodeze la noile condiţii. Pot fi
modificări de temperatură, nutrienţi disponibili, etc.
În această fază, bacteriile nu se multiplică, ele îşi programează activitatea
metabolică pentru aceste noi condiţii ale mediului de cultură respectiv.
2. Faza de multiplicare logaritmică (Log) sau exponenţială:
Odată multiplicarea începută, numărul bacteriilor sporeşte exponenţial.
Timpul de generare (Tg) este timpul necesar populaţiei bacteriene pentru a-şi
dubla numărul (1 celulă à 2 celule). Tg: 20 min. pt E coli, 24 ore pt. My.
tuberculosis. În această fază celulele bacteriene sunt foarte sensibile la condiţiile
de mediu, deci sunt susceptibile şi la antibiotice.
3. Faza staţionară.
La un moment dat, mediul de cultură va rămâne fără substanţele nutritive cheie,
şi se vor acumula produşi de metabolism toxici.Când aceasta începe, timpul de
generaţie se prelungeşte simţitor, iar rata de creştere a bacteriilor se va echilibra
cu numărul de bacterii care mor. Această fază staţionară alterează mult
susceptibilitatea bacteriilor la antibiotic.
4. Faza de declin (de moarte celulară).
În această fază finală, lipsa substanţelor nutritive cumulată cu acumularea de
produşi toxici de metabolism, duce la moartea celulelor.
Metode de numărare a bacteriilor
Numeroase tehnici efectuate în laboratorul clinic sau în laboratoarele de
cercetare necesită numărarea bacteriilor.
Există două metode principale de numărare a bacteriilor dintr-o cultură în mediu
lichid: numărarea directă în camere de numărare (celule vii+ celule
moarte),aprecierea numărului de celule vii prin însămânţarea unui volum
cunoscut de mediu lichid pe mediu de cultură solid, astfel încât să se obţină pe
plăci Petri colonii izolate, numărabile.
CURS NR.4
GENETICA BACTERIANĂ
Aportul geneticii bacteriene în domeniul biologiei moleculare este considerabil.
Pentru bacteriologia medicală, acest aport este important mai ales pentru:
diagnosticul bacteriologic, în principal, identificarea unor variante bacteriene şi
explicarea achiziţiei sau pierderii virulenţei;
descifrarea mecanismului de instalare a rezistenţei la antibiotice a bacteriilor
patogene;
tratamentul unor maladii infecţioase.
Ereditatea: însuşirea tuturor vieţuitoarelor de a transmite caracterele specifice
speciei la urmaşi .
Variabilitatea: apariţia unor caractere diferite de cele ale genitorilor.
Suportul material al eredităţii: ADN.
Structura şi replicarea acestuia este similiară cu cea de la celulele eucariote.
Proporţia de baze complementare este constantă în cadrul unei specii. Raportul
adenină-timină/guanină-citozină (AT/GC) serveşte drept criteriu taxonomic de
bază în clasificarea modernă a bacteriilor.
Organizarea materialului genetic la bacterii
Repliconi = formaţiuni genetice ce se replică independent
-cromozomul bacterian
-elementele genetice extracromozomiale :plasmidele ,genomul bacteriofagilor
-elementele genetice transpozabile :fragmentele de inserţie transpozonii).
1. Cromozomul bacterian haploid
codifică informaţiile absolut necesare supravieţuirii speciei în condiţii normale
organizarea dublu spiralata ADN asigură “împachetarea” economică a ADN şi o
configuraţie optimă activităţii funcţionale a ADN (replicare, transcripţie,
recombinare).
2. Formaţiunile genetice extracromozomiale
2.1. PLASMIDELE
Sunt molecule mici, circulare de ADN dublucatenar, extracromozomial.
Sunt capabile de replicare independenta de cromozomul bacterian.
Cu toate ca de obicei sunt extracromozomiale, ele se pot integra in cromozomul
bacterian.
Codifica gene razpunzatoare de:
Rezistenta la antibiotice
Rezistenta la metale grele (mercur, argint)
Rezistenta la lumina ultravioleta
Prezenta pililor (fimbrii) care mediaza aderarea bacteriilor de celulele epiteliale
Sinteza de exotoxine
Elaborarea de bacteriocine (enzime sau toxine produse de anumite bacterii care
sunt letale pentru alte bacterii)
determinanţii genetici esenţiali ai plasmidelor codifică informaţiile legate de
replicarea lor autonomă
determinanţii accesori codifică caractere fenotipice neesenţiale supravieţuirii
celulei bacteriene în condiţii naturale
gene de transfer (tra),
gene de rezistenţă la antibiotice (factorul R),
gene de secreţie a unor toxine etc.
Plasmide de interes medical
A. Plasmidele de virulenţă poartă determinanţii genetici ai unor factori de
virulenţă
secreţia de enterotoxina (termolabilă şi termostabilă)
factorul de colonizare la Escherichia coli,
hemolizina la Staphylococcus aureus, Streptococcus faecalis şi E.coli
exfoliantina la S. Aureus
gena de invazivitate la Shigella
B. Plasmidele R -de rezistenţă (Factorul R) sunt molecule circulare de ADN
care constau în esenţă din două regiuni genetice:
genele care codifică rezistenţa la antibiotice “R”, unice sau multiple (prin
aglomerarea mai multor gene de rezistenţă R, pe acelaşi plasmid,)
genele “RTF” care conferă plasmidului capacitatea de a se transfera
Peste 90% din tulpinile de spital prezintă o rezistenţă de tip plasmidic:
familia Enterobacteriaceae, genurile:Escherichia, Salmonella,
Shigella, Proteus, Providencia, Klebsiella, Serratia
genurile Pseudomonas, Acinetobacter, Vibrio, Yersinia,
Pasteurella, Campylobacter, Haemophilus, Neisseria, Bacteroides,
Staphylococcus, Streptococcus, Bacillus, Clostridium, şi
Corynebacterium.
Plasmidele prezente la bacilii gram-negativi sunt mai mari decât
cele evidenţiate la bacteriile gram-pozitive.
C. Plasmidul F –plasmid de de sex –
factor de fertilitate şi conţine genele de transfer ”tra”
se pot transmite prin conjugare
mediază transferul de gene de la o celulă donor la una receptor
în funcţie de prezenţa factorului F
bacterii F- lipsite de factorul F, denumite celule femele şi care sunt
receptoare de material genetic,
bacterii F+, masculine, care au factorul F+, autonom, ca plasmid
în citoplasmă şi care sunt celule donoare,
bacterii Hfr care au factorul F+ integrat în cromozom, de
asemenea masculine,
bacterii F ‘ care au factorul F+ ca plasmid autonom, după ce
acesta a fost integrat în cromozom şi l-a părăsit rupând un fragment
ADN din cromozom.
2.2. Bactriofagii (fagii)
sunt virusuri care infectează bacteriile.
Se cunosc numeroase specii de fagi (peste 1700).
Aceste virusuri conţin un singur tip de acid nucleic (ADN) înconjurat de o
capsidă de natură proteică.
Fagii existenţi în stadiul de virioni – particule fagice extracelulare – infectează o
bacterie
Morfologie
un cap hexagonal alcătuit dintr-un înveliş proteic caracteristic virusurilor
(capsida) şi adăposteşte ADN
un gât
o prelungire numită picior (coadă). Coada este un cilindru rigid învelit într-un
manşon proteic asemănător miozinei şi se termină cu o placă hexagonală ce
conţine o enzimă de tipul lizozimului. De placa bazală se aprind 6 fibre cu rol în
fixarea bacteriofagului pe suprafaţa bacteriei
2.3 Elemente genetice transpozabile
Fragmentele de inserţie (IS)
fragmente mici de ADN (fac parte in mod normal din plasmid/cromozom)cu
limite structurale bine precizate; se pot integra repetat în mai multe situsuri
dintr-un genom.
Transpozoni (Tn) Sunt fragmente de ADN care se deplaseaza dintr-un loc in
altul, fie in cadrul aceleias molecule de ADN, fie de la o molecula de ADN la
alta .Poarta porecla de “jumping genes”Spre deosebire de plasmide si
bacteriofagi, nu se pot replica independent, ei se replica in cadrul ADN-ului
recipient.Codifica enzime raspunzatoare de rezistenta la antibiotice.
Genetica bacteriana
Studiul variantelor bacteriene a permis explicarea apariţiei variaţiilor fenotipice
şi genotipice, la bacterii, prin mai multe mecanisme, cum sunt: mutaţiile
cromozomiale; transferul de material genetic;ingineria genetică.
1.Mutatiile cromozomiale
Mutaţiile pot fi întâlnite la două nivele:
molecular – mutaţii genetice moleculare, caracterizate prin modificări la nivelul
secvenţelor de nucleotide a unei gene din ADN-ul bacterian;
celular – determină apariţia, în sânul unei populaţii suşe, de bacterii diferite faţă
de cele de origine. De exemplu, apariţia unor mutante rezistente la unele
antibiotice (streptomicina)
Constau în schimbări ale mesajului genetic apărute ca urmare a unor modificări
accidentale în secventa nucleotidică a unei gene.
Mutatiile pot apărea prin: substitutii, insertii, inversii, deletii la nivelul
materialului genetic
Mutatia spontană –apare în conditii de mediu obisnuite fără a se putea identifica
interventia unui factor.
Mutatia indusă –se produce sub actiunea unor factori fizici (raze UV, radiatii
ionizante etc.) sau chimici (agentii alchilanti, coloranŃi etc.) – factori sau
agenti mutageni. Mutatiile induse sunt mai frecvente decat cele spontane
2.TRANSFERUL DE MATERIAL GENETIC LA BACTERII
Schimbul de gene este posibil prin transferul unor fragmente de ADN de la o
bacterie donatoare la alta, receptoare. Acest schimb este posibil prin trei
mecanisme:
transformare – sau adiţie de fragmente de ADN „străin”;
transducţie – rezultat al infecţiilor bacteriilor cu bacteriofagi;
conjugare – un proces care se realizează prin contactul prealabil al
bacteriilor donatoare ca conţin un factor de fertilitate, notat F+, cu
bacteria receptoare – F-.
În urma transferului de material genetic de la o bacterie la alta, are loc un proces
de recombinare între exogenat (genele bacteriei donatoare) şi endogenat (genele
complementare ale bacteriei receptoare), luând naştere un cromozom
recombinat. Astfel, informaţia transferată (achiziţionată), fiind stabilă, va fi
transmisă în urma diviziunii celulare la bacteriile fiice.
2.1.Transformarea
Acest mod de transfer al genelor este de obicei un fenomen de laborator, dar
natural transformarea poate fi observată în culturi pentru unele bacterii. Astfel,
transferul de ADN poate avea loc spontan, prin liză celulară, în urma eliberării
acestuia în mediul de dezvoltare al bacteriei (sau mai frecvent prin extracţie
chimică). Transformarea constituie, din punct de vedere istoric, primul model de
transfer cunoscut şi care este realizabil doar pentru un număr limitat de specii
bacteriene.
Acest fenomen a fost descoperit de Griffith în 1928, în urma inoculării
subcutanate la şoareci a unei tulpini de pneumococi capsulaţi, vii, dintr-o cultură
de tip S, provocând astfel, o septicemie mortală.
Prin inocularea aceleaşi tulpini de pneumococi omorâţi prin căldură, nu se mai
produce moartea animalelor. De asemenea, şoarecii nu mor nici atunci când le
sunt inoculaţi pneumococi neîncapsulaţi, obţinuţi din colonii de tip R. Dar, dacă
inocularea se face cu un amestec de neîncapsulaţi (R), vii şi de pneumococi
încapsulaţi omorâţi prin căldură, animalele de laborator fac septicemie mortală.
Din hemocultura acestor animale s-au izolat colonii de pneumococi S
(virulente), ceea ce demonstrează reversia din pneumococi nevirulenţi în
pneumococi virulenţi, în urma transformării ADN –ului bacterian.
Acest fenomen descoperit iniţial la o bacterie gram pozitivă interesează şi unele
bacterii gram negative. Transformarea cuprinde mai multe faze:
apariţia stadiului de competenţă şi fixarea la suprafaţa celulei
receptoare a ADN-ului celulei donatoare;
– penetrarea ADN-ului donator şi integrarea acestuia în cromozomul
bacteriei receptoare.
Practic, transformarea, pe lângă importanţa istorică, prezintă interes în :
– genetica microbiană (analize genetice şi cadrul genetic) şi
– în ingineria genetică (utilizată pentru penetrarea genelor de origine
umană sau animală, fie direct, fie prin intermediul unor vectori sau
a plasmidelor, într-o bacterie – şi elaborarea de proteine care pot fi
extrase ulterior – insulină, somatostimuline, etc).
2.2. Transducţia
Este modalitatea de transfer al unui fragment de ADN de la o bacterie donatoare
la alta receptoare, prin intermediul bacteriofagilor temperaţi.
Bacteriofagii (fagii) sunt virusuri care infectează bacteriile.
Se cunosc numeroase specii de fagi (peste 1700).
Aceste virusuri conţin un singur tip de acid nucleic (ARN sau ADN) înconjurat
de o capsidă de natură proteică.
Fagii existenţi în stadiul de virioni – particule fagice extracelulare – infectează o
bacterie.
Se disting două tipuri de infecţie cu bacteriofagi:
– infecţia litică – determinată de fagii virulenţi (de exemplu, fagii T2
ai bacteriei Escherichia coli) – care se multiplică în celula
bacteriană şi duce întotdeauna la liza acesteia;
– infecţia lizogenă – produsă de fagii temperaţi (exemplu, fagul
lambda al bacteriei Escherichia coli) care infectează bacteria fără a
o distruge obligatoriu
Dar, între bacteriile infectate există unele în care se produc fagi care vor fi
eliberaţi prin liza celulei bacteriene. În cele mai multe bacterii însă există ADN-
ul fagic, integrat în ADN-ul bacterian, împreună cu care se replică.
În această stare integrată ADN-ul fagic, poartă numele de profag.
Unii profagi pot modifica fenotipul şi genotipul bacterian – conversie lizogenă –
care poate duce la apariţia de noi funcţii (de exemplu: modificarea proprietăţilor
antigenice - Salmonella), producerea de toxine (Corynebacterium diphteriae,
Streptococcus pyogenes – toxina eritrogenă).
• Se disting două variante ale fenomenului de transducţie:
– transducţia specializata sau restrictivă;
– transducţia generalizată.
Transducţia specializata sau restrictiva fagul transductor transferă un număr
mic de gene aflate în imediata apropiere a situsului de legare a profagului în
cromozomul bacterian.
Transducţia generalizată sau nerestrictiva. În urma infecţiei fagice,
bacteriofagul poate încorpora nu numai genomul fagic ci şi o foarte mică parte
din genomul bacterian, pe care noul bacteriofag îl poate introduce într-o altă
bacterie.
Acest fragment de ADN bacterian transferat poate fi integrat în cromozomul
noii bacterii infectate prin recombinare, obţinându-se astfel, bacterii cu noi
caractere – mutante, rezistente, de exemplu.
2.3. Conjugarea
Este cel de al treilea mecanism de transfer genetic la bacterii şi care contact
direct între celula donatoare şi celula receptoare
Reprezintă modul de transfer al plasmidelor, care sunt molecule de ADN
extracromozomial, purtătoare de informaţii foarte variate.
Dintre cele mai bine cunoscute plasmide fac parte:
• factorii de sex – notaţi F+;
• factorii col – purtători de gene care codifică producerea de colicine
(toxine letale – bacteriocine, produse de bacteriile coliforme);
• factori de rezistenţă (R) – la antibiotice şi antiseptice; un singur plasmid,
de exemplu, poate fi purtător de gene pentru rezistenţă la streptomicină,
cloramfenicol, tetraciclină şi sulfamide;
• plasmide pentru penicilinază ale stafilococilor; acestea sunt purtate de
către gene pentru sinteza penicilinazei, gene diferite de factorii R;
• factori de virulenţă – prin care poate fi mediată plasmidic patogenitatea
unor suşe bacteriene.
Majoritatea plasmidelor pot fi transferate prin mecanism de conjugare şi mai
ales plasmide col, R şi plasmidele F.Plasmidul F poate trece de la o bacterie F+
la altă bacterie F- - păstrându-se în stare autonomă.
Plasmidul F poate trece cu uşurinţă din stare autonomă (F+) în stare integrată în
cromozom şi atunci a fost notat Hfr (high frequency of recombination).
În cazul bacteriilor Hfr, plasmidul F integrat asigură transferul liniar şi orientat
al genelor, dar cu origini şi direcţii diferite.
Convenţional s-au definit mai multe etape ale procesului de conjugare:
formarea perechilor specifice donor – receptor – care depinde de prezenţa
pililor de pe suprafaţa celulelor donor;
formarea unei punţi de legătură, între celula donor şi receptor, punte care a
fost vizualizată la microscopul electronic şi care serveşte la realizarea
transferului de material genetic;
transferul materialului genetic, care are loc după replicarea unei catene a
plasmidului conjugativ, fie din plasmid fie dintr-o regiune a cromozomului, care
pătrunde prin puntea de legătură în celula receptoare.
Ingineria genetică
Existenţa vectorilor (plasmide, bacteriofagi şi în ultimul timp descoperirea
existenţei unor transpozoni ce se pot transmite de la o celulă bacteriană la alta)
permite transferul de gene celulei bacteriene, ceea ce consituie baza ingineriei
genetice.
Bacteria preferată a ingineriei genetice este E.coli, care în mod natural nu este
capabilă de transformare, dar căreia prin clonare i s-au introdus în genom cei
mai diverşi determinanţi genetici provenind de la organisme îndepărtate
filogenetic, cum sunt omul şi animalele.
Prin această tehnică se introduc în genomul bacterian gene care codifică sinteza
unor substanţe ca, de exemplu, interferoni, insulină, STH etc., a căror obţinere
pe cale chimică ar fi fie imposibilă, fie foarte costisitoare.
Aplicaţiile biotehnologiei moleculare în diagnosticul clinic
Au permis apariţia unei noi discipline: diagnosticul molecular – reprezentând
utilizarea probelor de acizi nucleici în diagnosticul bolilor
– boli infecţioase,
– neoplasme,
– boli ereditare
O altă aplicaţie : amprenta ADN - permite diferenţierea indivizilor prin
utilizarea unor fragmente minuscule de ţesut sau probe de sânge.
CURS NR.5
ACŢIUNEA AGENŢILOR FIZICI ŞI CHIMICI ASUPRA
BACTERIILOR
Efectele complexe ale factorilor din mediul înconjurător sunt influenţate de
natura microorganismelor (caracterele de specie), compoziţia chimică şi faza de dezvoltare (vârsta culturii), dar şi de forma vegetativă sau sporulată a bacteriilor.
Pe de altă parte, efectul acţiunii este determinat de
intensitatea sau concentraţia agentului, timpul de expunere, concentraţia ionilor de H+ sau OH- etc.
Efectele pot fi: stimulatoare, de atenuare, de oprire a multiplicării sau de distrugere a bacteriilor.Efect bacteriostatic: inhibă înmulţirea bacteriilor fără ale omorî, fenomen reversibil; Efect bactericid: omoară microorganismele prin lezarea integrităţii sau a funcţiei bacteriene, fenomen ireversibil.
Agenţii fizici şi chimici au o largă aplicare în: practica sterilizării, dezinfecţiei, obţinerea de variante şi de produse biologice
conservarea bacteriilor etc.Septic – infectat, contaminat cu germeni patogeni.Aseptic (steril) – lipsit de microbi patogeni sau nepatogeni.Asepsie – ansamblul de metode prin care se evită contaminarea unui substrat steril.Sterilizare – distrugerea sau îndepărtarea oricăror forme de viată, a tuturor microorganismelor patogene sau nepatogene, forme vegetative sau sporulate de pe o suprafată sau dintr-un substrat inert Dezinfectie – distrugerea formelor vegetative microbiene (mai rar a celor sporulate) din sau de pe suprafata unor substraturi inerte, cu ajutorul dezinfectantelor.Dezinfectant – substantă chimică, toxică pentru tesuturi vii, cu actiune microbicidă, ireversibilă.Antisepsie – distrugerea sau îndepărtarea temporară a formelor vegetative microbiene de pe substraturi vii (mucoase, tegumente, plăgi), cu ajutorul antisepticelor.Antiseptic – substantă chimică, netoxică pentru tesuturile vii, cu actiune reversibilă, bacteriostatică asupra microorganismelor.Prezervare –prevenirea multiplicării unor microorganisme în produse farmaceutice, vaccinuri, alimente etc.
STERILIZAREA cuprinde mijloacele prin care toate formele de viaţă microbiană vegetativă şi sporulată sunt omorâte şi utilizează metode drastice, de obicei fizice (caldura, radiatii,), prin care se obţine un efect bactericid. ţine cont de existenţa sporilor, mult mai rezistenţi decât formele vegetative
DEZINFECTIA Dezinfecţia – urmărind distrugerea unor grupe de microorganisme, mai ales a celor patogene, vegetative (mai puţin sporii) – apelează la substanţe chimice.
Antisepsia (de la sepsis – putrefacţia ţesuturilor) constă în utilizarea locală pe ţesuturi vii (tegumente, mucoase, plăgi) a unor substanţe care să împiedice multiplicarea bacteriilor sau să le distrugă, fără a fi toxice pentru celulele organismului.
Agenţii fizici
Temperatura poate fi favorabilă sau defavorabilă microorganismelor, cea din urmă acţiune datorându-se ruperii legăturilor intramoleculare ale proteinelor şi ale altor molecule în stare nativă, prezenţa apei mărind labilitatea legăturilor chimice. În general, formele vegetative ale bacteriilor patogene sunt omorâte începând de la 50 – 70°C. Sporii, prezentând o compoziţie chimică diferită (cu deosebire în natura proteinelor şi lipidelor – conţinând acid dipicolinic) şi conţinut de apă foarte redus, sunt mult mai rezistenţi, fiind omorâţi la temperaturi de 100 - 160°C. Cea mai eficientă metodă de sterilizare, faţă de spori, este cea prin autoclavare la o atmosferă (121°C) – timp de 15 minute.Căldura umedăAre ca mecanism de actiune coagularea proteinelor si degradarea enzimelor.
1. temperaturi sub 100°C – sunt aplicate pentru formele vegetative ale bacteriilor mezofile si criofile aflate în solutii apoase.
pasteurizarea – expunere termică + refrigerare imediată; tindalizarea – Autoclav cu robinetul de vapori deschis
2.temperatura de 100°C – metoda imperfecta de sterilizare fiind utilizată la decontaminarea apei, alimentelor, lenjeriei, instrumentarului etc. Se folosesc fierbătoare încălzite electric sau la flacără.
3. temperatura de peste 100°C – este temperatura la care se realizează sterilizarea. Se folosesc autoclave care folosesc vapori de apă sub presiune: 0,5 atm - 115°C; 1 atm - 121°C; 2 atm - 134°C.
Căldura uscată
Are ca mecanism de actiune carbonizarea structurilor bacteriene. 1. flambare – metodă de completare a sterilitătii, metodă deasepsie; 2. încălzire la incandescentă – pentru ansa sau acul de platină; 3. incinerare – pentru materiale contaminate, reziduuri, animale; 4. sterilizare cu aer supraîncălzit– se realizează în cuptorul Pasteur
(Poupinel; etuvă) la 180°C timp de 1 or ă, sau la 160°C timp de 2 ore.
FRIGULrefrigerarea – temperaturi de 0 – 7° au efect bacteriostatic asupra majoritătii microorganismelor; unele bacterii mor (Neisseria meningitidis, N.gonorhoeae, Haemophilus influenzae) altele se pot multiplica.congelarea – dacă este făcută lent, la temperaturi de (-20°C) favorizează formarea cristalelor de apă care lezează membrana citoplasmatică a celulei bacteriene care va fi distrusă (efect microbicid). Congelarea rapidă la (-80°C) în bulion glicerinat duce la solidificarea amorfă a apei intracelulare ceea ce face ca celula microbiană să rămână în viată.s ocul rece – unele bacterii pot fi distruse prin scăderea bruscă a temperaturii, de la 45°C la 15°C.
DESICAREAPrin îndepărtarea apei din celula bacteriană, în citoplasma lor apar numeroase schimbări chimice şi fizice, precum şi denaturarea proteinelor.Formele vegetative ale unor bacterii, mor repede prin desicare, în ore (pneumococul, gonococul, vibrionul holeric) sau în câteva zile (bacilul tuberculozei), în timp ce sporii îşi pot păstra viabilitatea un timp îndelungat.Uscarea în vid a culturilor congelate (liofilizarea) în prezenţa unei soluţii protectoare de proteine, prin zăpadă carbonică la -78°C, este o metodă de conservare.
PRESIUNEA OSMOTICĂÎn medii hipotone are loc acumularea apei în celula bacteriană care devine turgescentă, peretele bacterian spărgându-se. În mediul hiperton bacteria pierde apă (plasmoliza), fenomen cu efecte letale asupra bacteriei.
RADIATIILERadiatii neionizante – radiatiile UV au efect microbicid, dar au putere de penetrabilitate mică.
Se pot folosi la dezinfectia aerului
în încăperi din boxele de lucru
la dezinfectia suprafetelor în laboratorul de microbiologie, ca o metodă
complementară măsurilor de curătenie si dezinfectie chimică.
Radiaţiile X se pare că îşi exercită efectul bactericid prin ionizare, cu formare de radicali oxigen bactericizi.Acestea, ca şi razele beta, gama şi alte tipuri de radiaţii penetrante, produc ionizarea moleculelor, formarea peroxidului de hidrogen, inactivarea proteinelor, inclusiv a enzimelor, locul important al acţiunii lor fiind ADN-ul Această metodă de sterilizare se utilizează pentru medicamente, instrumentar confectionat din material degradabil termic. Ca surse de radiatii gama sunt folosite cobaltul 60 sau cesiul 137.
ULTRASUNETELEAu actiune microbicidă prin actiune mecanică, spărgând peretele celular acele sunete care ating 16.000 cicli/sec. Determină liza celulelor bacteriene prin ruperea peretelui celular şi dezintegrarea structurilor, ca urmare a ruperii şi golirii conţinutului celular prin procesul de cavitaţie. De asemenea, în cursul acţiunii undelor ultrasonice, se ating temperaturi de 50 - 80°C, care determină moartea microorganismelor. Bacteriile diferă mult în privinţa sensibilităţii lor la efectele sonice. Sporii sunt extrem de rezistenţi.
FILTRAREA
Prin procesul de trecere a unui lichid sau gaz printr-un material poros, pot fi retinute, mecanic sau electrostatic, cele mai multe dintre bacterii dacă dimensiunea porilor este de aproximativ 0,22 μm. Filtrele cu dimensiunea porilor de 0,01 μm pot retine si virusurile mici, aceste filtre având în mod real rol sterilizant al materialului filtrat. Este o metodă se sterilizare la rece aplicată solutiilor denaturabile termic. Se poate aplica si aerului din incaperi.
LASERULLaserul (light amplification by stimulated emission of radiation) are efect microbicid instantaneu.
AGENTII CHIMICI Pe lângă substantele chimice necesare dezvoltării si multiplicării
bacteriene, există o serie de alte substante chimice cu efect bacteriostatic sau bactericid.
Aceste substante sunt
antibiotice, chimioterapice, antiseptice, dezinfectante.
Agenţii chimici aplicaţi în cadrul metodelor de dezinfecţie duc la distrugerea formelor vegetative, un dezinfectant fiind un agent chimic care omoară microorganismele patogene şi nepatogene
Un antiseptic este un agent chimic aplicat pe ţesuturi vii, care inhibă sau omoară microorganismele.
Un bun antiseptic trebuie să îndeplinească o serie de condiţii: să omoare bacteriile la concentraţii joase într-o perioadă scurtă şi să
prezinte un spectru microbian larg; să fie solubil şi stabil în apă sau într-un solvent, fără a pierde puterea
bactericidă; să fie relativ netoxic pentru ţesuturi; să fie cât mai penetrant şi să nu se combine cu materialul organic etc. Acţiunea bactericidă a agenţilor chimici se poate realiza pe mai multe căi,
care pot să stea la baza clasificării lor, după cum acţionează: prin blocarea grupărilor active ale proteinelor, prin alterarea permeabilităţii peretelui bacterian, concomitent cu alterarea enzimelor
Dintre agenţii chimici care acţionează prin denaturarea coloizilor proteici, inclusiv a enzimelor, mai importanţi sunt: acizii şi alcalii - prin disociaţia electrolitică şi concentraţia ionilor de H+ şi OH-, sau acizii organici neionizaţi care sunt bacteriostatici pentru enterobacterii ; alcooli (izopropilic, etilic, metilic)– la concentraţii de 50 – 70% - acţionând asupra complexelor lipidice membranare şi prin denaturarea proteinelor; ionii metalici de mercur, argint, cupru - a căror eficacitate este în raport cu disociaţia electrolitică şi cu potenţialul de reacţie cu gruparea SH a proteinelor enzime.
Agenţii chimici care acţionează prin halogenare şi prin oxidare (halogenii, cloraminele, iodul, peroxidul de hidrogen – H2O2, permanganatul de potasiu) au o deosebit de largă întrebuinţare.
Agenţii chimici alchilanţi cu acţiune reducătoare: sub formă gazoasă (oxidul de etilenă, formolul, glutaraldehida, etc).
Dintre aceştia, oxidul de etilenă, este mult mai eficient pentru sterilizarea materialului chirurgical, produselor de cauciuc, de plastic, ce nu suportă temperatură înaltă.
Astfel de sterilizare se practică sub presiune, controlând umiditatea şi temperatura.
Coloranţii, larg utilizaţi în bacteriologie pentru colorarea germenilor, dar şi pentru activitatea lor bacteriostatică şi bactericidă (violetul de genţiană, cristal violetul, etc), interferând cu sinteza acizilor nucleici. Cristal violetul este folosit în tratarea infecţiilor bacteriene gram pozitive şi unele infecţii fungice, ex. infecţiaorală cu Candida (cu o soluţie de 0,5%).
Detergenţii sunt clasificaţi în trei grupe: cationici, anionici şi neionici.
Detergenţii cationici: cei mai importanţi fiind grupul compuşilor de amoniu cuaternar. În soluţii apoase, ca rezultat al disociaţiei, se formează cationi cu încărcătură pozitivă (radicalul amoniu) care se absoarbe pe suprafaţa membranei, fiind activi atât faţă de bacteriile gram negative cât şi gram negative, prin ruperea şi liza membranei. Exemplu, Zefiranul este detergent cationic cu acţiune de suprafaţă folosit ca antiseptic al mucoaselor şi pielii.
Detergenţii anionici, prin disociaţie, eliberează ioni negativi (anioni) cu efect toxic, sunt eficienţi mai ales, asupra bacteriilor gram pozitive. În acest grup se includ şi săpunurile, care deşi au o acţiune antimicrobiană mai slabă, determină îndepărtarea mecanică prin emulsionarea secreţiilor lipoidice
În functie de actiunea antimicrobiană pe care o au dezinfectantii vorbim despre efect antimicrobian
a. de nivel înalt – substante care distrug toate microorganismele cu exceptia unui număr redus de spori bacterieni, cu conditia timpului de contact de cel putin 20 de minute
peroxid de hidrogen stabilizat (6%), acid peracetic, hipoclorit desodiu (5%, 25%), glutaraldehida (2%), cloramina B (2%);
b. de nivel mediu – substante care distrug virusuri, fungi, formele vegetative bacteriene (inclusiv Mycobacterium tuberculosis) dar nu distrug endosporii bacterieni si unele virusuri fără învelis extern (rhinovirus, enterovirus).
Timpul de contact este de 10 minute: fenoli, iodofori, alcooli, compusi pe bază de clor etc;
c. de nivel scăzut – substante care distrug majoritatea formelor vegetative bacteriene, unele virusuri, unii fungi dar nu distrug M.tuberculosis, endosporii bacterieni si virusurile nude.
Timpul de contact este de 10 minute: clorhexidina, compusi cuaternari de amoniu
Actiunea antimicrobiană a antisepticului sau dezinfectantului depinde de concentratie, timpul de contact si de prezenta substantelor organice
Agenti sterilizantiSunt substante chimice, cu bună penetrabilitate, care se folosesc:
în incinte închise etans, în anumite concentratii, într-un timp de contact bine stabilit, în conditii stricte de temperatură si umiditate au actiune
microbicidă. Se folosesc :glutaraldehida 2%, acidul peracetic, peroxidul de hidrogen stabilizat 6%. Atunci când nu există alt mijloc de sterilizare adecvat se foloseste oxidul de etilenă.
CURS NR.6
ANTIBIOTICE
ANTIBIOTICE – definitiiCHIMIOTERAPIC: substanta obtinuta prin sinteza chimica
ANTIBIOTIC: substanta obtinuta prin purificarea unor produsi de metabolism bacterian sau fungic Astazi majoritatea substantelor antimicrobiene sunt obtinute sau sunt imbunatatite prin sinteza chimica .De aceea este mai corecta utilizarea termenului de antibiotic, pentru a evita confuzia cu termenul de chimioterapic care desemnează produse utilizate în tratamentul unor afectiuni neoplazice.ANTIBIOTIC: orice substanta care manifesta o actiune antibacteriana, impiedicand multiplicarea in doze mici, printr-o actiune selectiva asupra bacteriilor, la nivel molecular, interferand specific cu o cale metabolica, calea respectiva trebuie sa fie absenta in organismul uman sau sa nu fie afectata datorita unor particularitati structurale sau functionale.Spectru antibacterian de actiune: totalitatea speciilor asupra carora are actiune antibioticul respectiv Spectru larg: inhiba un numar o varietate mare de bacterii Gram pozitive si Gram negative (ex. Tetraciclina) Spectru ingust: antibioticul este activ asupra unui numar limitate de specii bacteriene (ex. Penicilina) Efect bacteriostatic:
– inhiba multiplicarea bacteriana – efect reversibil – este nevoie de apararea organismului (fagocitoza) pentru
omorarea bacteriilor – Ex: tetracicline, cloramfenicol, eritromicina, sulfamide
Efect bactericid:
– omoara bacteria– efect ireversibil – Ex: peniciline, cefalosporine, aminoglicozide,
Exista antibiotice cu efect static la concentratii mai mici si efect bactericid la concentratii mai mari. Exista antibiotice cu efect static asupra unor specii bacteriene si efect bactericid asupra altora.
Combinatii de antibiotice: antibioticele se pot administra in combinatii:
– In prevenirea infectiei la pacienti imunosupresati sau debilitati – Pentru a acoperi un spectru mai larg atunci cand
• ele se administreza empiric • in infectiile polimicrobiene
– Pentru a evita aparitia rezistentei la antibiotice in timpul terapiei, in boli cronice
– Pentru a obtine un efect sinergic
Efect sinergic: combinatia celor 2 AB are o activitate bactericida mai buna decat administrate separat (ex: Penicilinele sau cefalosporinele in combinatie cu amninoglicozidele) Efect antogonist: unul dintre antibiotice inhiba activitatea celuilalt, de ex. Ampicilina (bactericid) + cloramfenicol (bacteriostatic)
ANTIBIOTICE- CLASIFICARE DUPA MECANISMUL DE ACTIUNE
1. INHIBAREA SINTEZEI PERETELUI CELULAR:2. ALTERAREA MEMBRANEI CITOPLASMATICE3. INHIBAREA SINTEZEI PROTEICE4. INHIBAREA SINTEZEI SI ALTERAREA STRUCTURII ACIZILOR NUCLEICI5. ANTIMETABOLITI
1.INHIBAREA SINTEZEI PERETELUI CELULAR
• BETA-LACTAMINE
– PENICILINE
– CEFALOSPORINE
• ANTIBIOTICE GLICOPEPTIDICE (teicoplanina si vancomicina)
• BACITRACINA
• CYCLOSERINA
BETA – LACTAMINELE
Beta-lactaminele sunt AB care contin un inel beta-lactam in structura lor si care reprezinta situsul activ al AB.
Blocheaza activitatea transpeptidazelor (enzima care catalizeaza formarea legaturilor moleculare din fazele finale ale sintezei PG), datorita similitudinii dintre gruparea beta-lactamica si D-alanil-D-alanina (din structura PG)
Transpeptidaza se leaga de beta-lactamina, enzima este inactivata, iar sinteza PG este stopata.
Enzima care leaga antibioticul se numeste Penicillin-Binding-Protein (PBP) Exemple de PBP: transpeptidaze, carboxipeptidaze .Cand sinteza PC este incompleta se activeaza niste autolizine bacteriene (amidaze si glicozilaze) care duc la liza bacteriei .
PENICILINE
• Peniciline naturale
– Penicilina G (benzilpenicilina)
– Penicilina V
• Peniciline semisintetice:
– Peniciline-penicilinazo-rezistente: Oxacilina, Meticilina, Cloxacilina, etc
– Peniciline cu spectru largit: (Amoxicilina, Ampicilina, etc)
– Peniciline antipseudomonas (Piperacilina, Ticarcilina, Carbenicilina, etc)
– Analogi: (acidul clavulanic, sulbactam, tazobactam)
Ampicilina/Sulbactam (Unasyn), Amoxicilina/Acid clavulanic=Augumentin, Ticarcilina/Acid clavulanic, Piperacilina/tazobactam= Tazocin
• Antibiotice penicillin-like:
– Carbapeneme: Imipenem, Ertapenem, Meropenem
– Monobactami: Aztreonam
Penicilina G (benzilpenicilina) este disponibila in 3 forme:
– Penicilina G apoasa (se metabolizeaza rapid)
• (flacoane de 400.000 UI, 1.000.000 UI, 5.000.000 UI)
• i.m. din 6 in 6 ore; i.v. in perfuzie
– Penicilina G conjugata cu procaina (se metabolizeaza mai lent si este mai putin dureroasa la injectarea i.m) (Efitard)
• fl 800.000 UI
• i.m. monodoza
– Benzathin- penicilina G – penicilina retard (Moldamin)
• fl. 600.000, 1.200.000 UI
• i.m. 1/saptamana
• SPECTRU DE ACTIUNE
– Bacterii gram pozitive:• Pneumococi • Streptococi • Enterococi
• Stafilococi • Corynebacterium diphtheriae
– Bacterii gram negative• Neisseria meningitidis • Neisseria gonorrhoeae
– Treponema pallidum – anaerobi
Avantaje:– Ieftina – Netoxica – Eficienta pe coci G+, cociG-
Dezavantaje:– 1. Nu sunt suficient de eficiente asupra bacililor G- – 2. Hidrolizata de aciditatea sucului gastric, nu se pot administra
oralàadministrare im/iv.– 3. Inactivate de beta-lactamaze – 4. Pot declansa reactii de hipersensibilitate, chiar soc anafilactic la
unele persoane !!! 1. Eficienta penicilinelor asupra bacililor G- a fost sporita considerabil prin o serie de modificari la nivelul lantului lateral:
– Ex. Ampicilina, Amoxicilina 2. Al doilea dezavantaj major- hidroliza acida in stomac a fost contracarata prin obtinerea penicilinei V, OSPEN,
– peniclina cu administrare orala – cp. 400.000 UI, 1.000.000 UI– Asemanatoare Penicilinei G, cu actiune mult mai slaba – Administrae
• pe stomacul gol cu o ora inainte de masa;• doze duble fata de Penicilina G;din 6 in 6 ore.
3. Al treilea dezavantaj –inactivarea penicilinei G de catre – beta-lactamazele stafilococice à obtinerea penicilinelor
penicilinazo-rezistente, antistafilococice: Meticilina, Oxacilina, Cloxacilina
– beta-lactamazele bacililor G- (E.coli, Klebsiella, Proteus): utilizarea analogilor:Acid clavulanic, Sulbactam ,Tazobactam
Principalele prod. comerciale IBL+BETALACTAMINE• 1. ACID CLAVULANIC + AMOXICILINA = AUGMENTIN,
AMOXIKLAV• susp., caps., fl., la 8 ore• 2. ACID CLAVULANIC + TICARCILINA = TIMETIN• fl. (i.m., i.v.) la 6 ore
• 3. SULBACTAM + AMPICILINA SULTAMICILINA • = UNASYN• susp, caps, fl.(i.m., i.v.) la 8 ore
4. Riscul declansarii reactiilor de hipersensibilitate – 1-10% din persoane sunt sensibile (alergice) la peniciline – Reactiile de hipersensibilitate includ:
• Eruptii cutanate, • urticarie, • Edem Quinke • Anemie hemolitica • Soc anafilactic (0,5% din pacienti)
– Reactia alergica poate sa apara la Penicilina G, V, Oxacilina, Ampicilina sau chiar cefalosporine (mai rar)
CEFALOSPORINE• GENERALITATI:
Cefalexin, Cefalotin, Cefazolin, etc– Foarte active fata de:– Coci Gram pozitivi:
• pneumococi, • streptococi, • stafilococi Meticilino-sensibili
– Bacili Gram pozitivi • Corynebacterium diphtheriae • Clostridium perfringens
– Bacili Gram negativi:• E. coli, Klebsiella, Proteus
Cefaclor, Cefuroxim, Cefamandol – Active si fata de:
• Haemophilus influenzae • Neisseria • Enterobacter, citrobacter, Serratia
– Nu se recomanda in tratamentul infectiilor cu Gram pozitivi pentru ca nu au o eficienta mai buna decat generatia I (si sunt mai scumpe)
Ceftazidime, Cefoperazona, Ceftriaxon – Au un spectru larg de activitate, in special asupra bacilior Gram
negativi – Efect relativ slab asupra bacteriilor Gram pozitive
– Strabat bariera hematoencefalica si se pot administra in meningite (pneumococi, menigococi, H. influenzae)
– Au activiate anti-pseudomonasCefepime
– au un spectru de actiune mai bun pentru unele bacterii Gram pozitive
– Au activiate anti-pseudomonas– Unii le considera tot generatia a III-a
Rezistenta fata de Beta-lactamine1. Prevenirea interactiunii dintre AB si PBP prin modificarea permeabilitatii
membranei externe (la G-)2. Esecul legarii AB de PBP prin modificarea PBP – mutatii in gena PBP,
achizitionarea de noi PBP3. Beta-lactamaze – s-au descris peste 200 de betalactamaze, unele pt
peniciline, altele pt cefalosporine, sunt codificare de plasmide 4. Esecul inducerii autolizei
VANCOMICINA• Este un glicopeptid complex• Inhiba formarea PG interactionand cu D-alanin-D-alanina, blocheaza
transpeptidarea, nu se mai formeaza puntile dintre lanturile polizaharidice
• Utilizata in infectii cu – Stafilococi oxacilino-rezistenti, – Enterococi – Bacterii G+ rezistente la betalactamine
• Inactiva pe G-, molecula este prea mare pt a strabate ME• Efecte adverse: ototoxica, nefrotoxica, duce la elimerare de histamina
BACITRACINA• Mixtura de polipeptide • Inhiba sinteza PC prin defosforilarea lipidului caraus (prim mb
citoplasmatica) al precursorilor PG• Poate si sa altereze mb. Citoplasmatica si sa inhibe sinteza ARNm • Are actiune pe bacterii G+• Este toxica, se administreaza doar local
2.INHIBAREA SINTEZEI PROTEICEA.SUBUNITATEA RIBOZOMALA 30S
A1. AMINOGLICOZIDE (EFECT BACTERICID) A2. TETRACICLINA (EFECT BACTERIOSTATIC)
B.SUBUNITATEA RIBOZOMALA 50S B1. CLORAMFENICOLUL (EFECT BACTERIOSTATIC) B2. MACROLIDELE B3. LINCOSAMIDELE
A1. AMINOGLICOZIDELEEx: Streptomicina, Kanamicina, Neomicina, Gentamicina, Tobramicina, Amikacina, Netilmicina Prezinta un nucleu aminociclitol Se leaga ireversibil de subunitatea ribozomala 30S ducand fie la productia de proteine aberante prin citirea gresita a ARNm sau la intreruperea sintezei proteice prin eliberarea prematura a ribozomilor din ARNm.Utilizare:
– Infectii cu bacili Gram negativi aerobi (Pseudomonas, Acinetobacter, Enterobacter), unii bacili Gram pozitivi
– Se utilizeaza in tratamentul empiric al infectiilor grave: septicemii, infectii intraabdominale, infectii urinare complicate, etc
– Tratamentul tuberculozei (streptomicina)– Gentamicina si Tobramicina au un spectru larg – Se pot utiliza si in tratamentul cu bacterii Gram pozitive – Au efect sinergic cu betalactaminele de ex. in tratamentul inf.
streptococice: peni + genta Dezavantaje:
– Ototoxice – Toxice renale – Ineficiente asupra anaerobilor – Ineficiente asupra bacteriilor situate in zone ale corpului cu
concentratii crescute de acizi sau saruri – Penetreaza greu celula gazda, nu prea au efect asupra bacteriilor
cu dezvoltare intracelulara
A2. TETRACICLINIELE• Tobramicina, Clortetraciclina, Oxitetraciclina, Doxiciclina, Minociclina, etc• Bacteriostatic • Eficient doar asupra bacteriilor cu multiplicare rapida • Blocheaza legarea acil-ARNt de complexul 30S ribozom-ARNm
Actiune:• In primul rand asupra bacteriilor cu dezvoltare intracelulara:
Chlamydii, Rickettsii, Mycoplasme, dar si pe alte bacterii G+ sau G-Efecte adverse:
• Au tendinta (administrate oral) de a reduce microgflora digestiva à colite
• Irita tractul digestiv: greturi, varsaturi, diaree • Pot afecta calcifierea tesutului osos • Duc la ingalbenirea dintilor la copii • Inactivate de ionul de Ca2+, nu se administreaza impruna cu lapte
sau iaurt • Inactivate de antiacide
B1. CLORAMFENICOLUL
• Bacteriostatic • Inhiba peptidil-transferaza (50S)à inhiba elongarea lantului polipeptidic • Actiune:
– Spectru larg de actiune: bacterii G+ si G-, inclusiv anaerobi – Chlamydia psitacci – H. influenzae (meningite), patrunde si se concentraza in LCR– Rickettsii, Salmonella (typhi), Yersinia – Eficient in inf cu bacterii cu dezvoltare intracelulara
• Efecte adverse– Toxic pe maduva hematogena à anemie aplastica
B2. MACROLIDE• Molecule mari, ciclice continand un inel lactona • Eritromicina, Azithromycina, clarithromycina, spiramycina, etc• Bacteriostatice la c% mici, bactericide la c% mari • Se leaga ireversibil de subunitatea ribozomala 50 S, blocand elongarea ERITROMICINA• Actiune:
• Spectru asemanator Peniclinienei G, nu sunt susceptibile la betalactamine
• Infectii cu: Legionella, Mycoplasme, Chlamydia, difterie, Bordetella pertusssis
• Efecte adverse:• Tulburari gastro-intestinale, dar nu este toxica
Macrolidele mai noi au un spectru mai mare de actiune si sunt mai bine tolerate la nivelul tractului gastrointestinal
Azithromycina are efect:
• Boala Lyme (Borrelia burgdorferi), • H. influenzae • Toxoplasma gondii (parazit) à toxoplasmoza
Clarithromycina: mycobacterii atipice
B3. LINCOSAMIDE• Efect bacteriostatic • Lincomicina, Clindamicina, Linezolid • Se leaga ireversibil de subunitatea ribozomala 50 S, blocand elongarea • Actiune: spectru asemanator Penicilinei G, dar in primul rand asupra
anaerobilor • Bacteroides fragilis, Actinobacillus, Actinomyces, Clostridii, Fusobacterii,
Peptostreptococi, etc• Clindamicina se administreaza cu predilectie in infectii profunde cu
stafilococi.
3. ALTERAREA MEMBRANEI CITOPLASMATICE Polimixinele sunt antibiotice cu structura polipeptidica ce contin acizi grasi, numeroase sarcini electrice si un lant lung alchil Polimixina B si polimixina E (colistin) se leaga de LPS si de fosfatidilenolamina din membrana externa a bacteriilor G- Efect bactericid prin ruperea membranei Efecte adverse: toxixitate mare, sunt utilizate doar in infectii grave.
4. INHIBAREA SINTEZEI ACIZILOR NUCLEICI• Deoarece enzimele raspunzatoare de
– Mentinerea structurii superhelicoidale a AND cromozomial – Copierea cromozomului – Sinteza ARN
• Sunt diferite de cele ale celulelor eucariote, aceste enzime sunt o tinta buna pentru antibiotice
4.1 RIFAMYCINELE Rifampin, Rifabutin Structura: un sistem de inele aromatice cu un lant lung alifatic Efect bactericid, Spectru larg Mecanism de actiune: inhiba transcriptia Actiuni: foarte activa fata de Mycobacterium tuberculosis, coci G+
aerobi (staf, strepto)
4.2 QUINOLONELE Bactericide Inhiba sinteza ADN prin legarea desubunitatea A a ADN-girazei
(topoizomeraza) si inhiba capacitatea girazei de aforma legaturi fosfodiester à intefera cu superinfasurarea ADN bacterian
Actiune: Acidul nalidixic se administreaza in infectii urinare, dar bacteriile castiga
relativ rapid rezistenta Fluoroquinolonele: Ciprofloxacin, Norfloxacin, Ofloxacin, Lomefloxacin,
Moxifloxacin, etc Infectii urinare, gonoree, infectii ale pielii, boli diareice Nu se recomanda la copii sau la gravide (altereaza cartilajul de crestere)
5. ANTIMETABOLITI 1. SULFONAMIDELE
Efect bacteriostatic Analogi ai PABAPABA + PTERIDINAà DIHIDROFOLATULàTETRAHIDROFOLATUL à inhiba sinteza acidului folic (bacteriile folosesc acidul folic) Actiune: ITU necomplicate
2. TRIMETOPRIMAnalog cu pteridina din dihidrofolat Sulfometoxazol + TMP = Biseptol
Rezistenta microbiană la antibioticeEste capacitatea microorganismelor de a supravietui si a se multiplica în prezenta antibioticului. Rezistenta poate fi
– naturală – dobândită.
Rezistenta naturală fată de un antibiotic este prezentă la toti membrii unei specii bacteriene, este determinată genetic.Dobândită: în cadrul unor specii natural sensibile unele tulpini dezvoltă sau achiziţionează rezistenţăMecanismele genetice ale rezistenţei dobândite:
1. Mutaţia 2. Infecţia cu un plasmid 3. mediata de transpozomi
Mecanismele biochimice ale rezistenţei
Alterarea ţintei – a unei enzime sau a altui situs sau scăderea afinităţii pentru substanţa antibacterianăAbsorbţie scăzută - prin creşterea inpermeabilităţii peretelui celular (pierderea unor proteine bacteriene – porine), sau prin mărirea activă a efluxului de antibiotic Inactivarea antibioticului în exteriorul celulei bacteriene - prin producerea unor enzime care modifică sau distrug agentul antibacterian (de ex. beta lactamazele, enzime de modificarea a aminoglicozidelor)
Rezistenta microbiană la antibiotice• Rezistenta dobândită fată de un antibiotic este achizitionată de o
subpopulatie a unei specii în anumite circumstante. Mecanismele implicate sunt multiple:
▪ scăderea permeabilitătii peretelui sau membranei citoplasmatice pentru antibiotic;▪ producerea de către bacterie a unei enzime care inactivează antibioticul (penicilinaza, codificată plasmidic);▪ amplificarea sintezei de acid paraaminobenzoic care anulează prin diluare actiunea sulfamidelor etc.
CURS NR.7MICROBIOCENOZELE CORPULUI UMAN
Reprezinta o asociatie microbiana dinamica sub forma de microorganisme rezidente permanente (bacterii si fungi) cunoscute sub denumirea de flora normala, comensala, intalnite in diferite zone ale organismului, in special pe
tegument, orofaringe, colon, vagin
Virusurile si parazitii nu sunt considerate ca facand parte din flora normala, cu toate ca se pot intalni la persoane asimptomatice.Membrii florei normale variaza atat ca numar, cat si ca si componenta de la un situs (loc) la altul Organele interne sunt lipsite de flora, sunt sterile:
– SNC, – Sangele, – Bronhiolele ,– Alveolele pulmonare,– Ficatul – Splina,– Rinichiul – Vezica urinara
Este important sa se faca o diferentiere intre prezenta acestor microorganisme la nivelul microbiocenozelor si statusul de “purtator”, “purtator sanatos sau asimptomatic”Intr-un anumit sens, noi toti suntem “purtatori” ai acestor microorganisme comensale Sensul medical al termenului de “purtator” se refera la persoane care poarta un organism cu potential patogen si astfel, pot reprezenta o sursa de infectie pentru altii Termenul de “purtator” se utilizeaza cel mai frecvent pentru:
– persoane cu infectie asimptomatica sau pentru – Persoane care sunt in faza de convalescenta a infectiei, continua
inca sa “poarte” microorganismul si sa il raspandeasca, uneori perioade indelungate de timp.
De asemenea, trebuie sa distingem intre membrii florei normale (comensale), care sunt rezidenti permanenti si colonizarea individului cu un nou microorganism.Intr-un anumit sens, noi suntem “colonizati” cu flora microbiocenozelor, dar termenul de “colonizare” se refera la achizitionarea unui microorganism nou.Dupa ce un organism nou colonizeaza (se atasaza, adera de receptori si se multiplica), el poate
– cauza boala, infectia sau – poate fi eliminat de apararea naturala.
O persoana colonizata poate reprezenta o sursa de infectie pentru altii Majoritatea componentelor microbiocenozelor sunt nepatogene şi au rol în:
menţinerea echilibrului local sau starea de eubioză, care poate fi uneori perturbată (de exemplu prin administrarea de antibiotice şi astfel se instalează starea de disbioză /sau disbacterioză); asigură protecţia locală, prin ocuparea receptorilor (ariilor ecologice) pentru diferite specii bacteriene şi secretă bacteriocine care inhibă dezvoltarea microorganismelor patogene; în unele arii ecologice (ex. Colon) pot avea funcţii nutritive (ex. Secreţie de vitamine din complexul B şi vitamina K). Suprimarea florei normale (comensale), cu producerea disbiozei, poate favoriza multiplicarea microorganismelor patogene şi dezvoltarea unei infecţii locale sau dacă unele specii cu potenţial de virulenţă ajung în alte zone anatomice decât cele normale, pot produce boală.Unii membrii ai microbiocenozei (florei normale) pot cauza infecţii în unele condiţii:
– când ajung în alte arii ecologice decât cele normale; – când se produce o disbioză sau disbacterioză locală; – la indivizi debilitaţi sau cu imunodeficienţe.
Microbiocenoze particulareFiecare tip de microbiocenoză prezintă o particularitate, în funcţie de zona anatomică. -MICROBIOCENOZA:
TEGUMENTARA TRACTULUI RESPIRATOR TRACTULUI DIGESTIV TRACTULUI GENITAL
MICROBIOCENOZA TEGUMENTARACuprinde 103 – 104 microorganisme pe cm2 de piele. Predominant este întâlnit
Staphylococcus epidermidis – nepatogen pe piele, – poate produce infecţii când ajunge în alte zone anatomice (prin
intermediul valvulelor cardiace artificiale, sau prin alte manopere invazive).
În proporţie mai redusă se găsesc alte genuri şi specii comensale sau unele cu caracter de patogenitate:
Corynebacterium spp (difteromorfii); Staphylococcus aureus,
– pe tegumentul superficial, în special în stratul cornos sau la baza foliculului pilos şi în glandele sebacee (tegumentul făcând parte din habitatul natural al acestei specii);
Pseudomonas aeruginosa (bacilul piocianic); Streptococi Anaerobi (Propionibacterium acnes, Peptococcus, Peptostreptococcus,
prezente în adâncimea foliculilor piloşi ai dermului (unde cantitatea de O2 este scăzută)
Fungi (Candida)
Microbiocenoza tractului respirator Orofaringele (gura, nasul, gâtul) este colonizat de numeroase
microoganisme. Bronhioplele terminale si alveolele pulmonare contin un numar foarte
redus de organisme sau sunt sterile. Cavitatea bucalăeste colonizată, în principal de:
Streptococcus viridans; Streptococcus mutans (1010 bacterii pe gram de placă dentară); alte specii de streptococi comensali proveniţi de pe limbă, mucoasa
palatină şi salivă. diferiţi anaerobi – prezenţi mai ales în şanţurile gingivale, făcând parte
mai ales din genurile: – Bacteroides; – Fusobacterium; – Actinomyces; – Pophyromonas; – Prevotella, etc.
Majoritatea anaerobilor nesporulaţi mai sus amintiţi produc infecţii numai în anumite condiţii:
– când se dezvoltă masiv în placa subgingivală sau în pungile parodontale;
– la pacienţii debilitaţi sau cu imunodeficienţe si cu igiena dentara deficitara
– prin aspiratie pot cauza abcese pulmonare Cavitatea nazală
Staphylococcus aureus (fosele nazale fiind principalul habitat natural al acestei specii, alături de tegument);
Staphylococcus epidermidis (stafilococ coagulazo-negativ, comensal); Corynebacterium spp (difteromorfi);
diferite tipuri de streptococi
Faringele conţine un amestec de bacterii nepatogene, cu rol de inhibare a
multiplicării altor microorganisme (patogene): – Streptococcus viridans şi alte specii de streptococi,– Neisseria spp (comensale),– Staphylococcus epidermidis (comensal).
În faringe, la persoanele sănătoase se pot găsi şi alte bacterii, care au potenţial de patogenitate, dar acestea sunt în număr redus şi nu se pot multiplica masiv decât în anumite condiţii. Dintre aceste bacterii patogene fac parte:
– Streptococcus pyogenes (streptococ β hemolitic de grup A);– Streptococcus pneumoniae;– Haemophillus influenzae;– Staphylococcus aureus (mai ales în criptele amigdaliene).
Microbiocenoza colonuluiÎn tubul digestiv (cu exceptia colonului), în mod normal, se găsesc puţine microorganisme sau sau acestea sunt absente, ca de exemplu în stomac, datorită pH-ului scăzut şi prezenţei enzimelor hidrolitice.Colonul este cavitatea cu o mare concentraţie de microorganisme, aproximativ 1011 microrganisme pe gram de conţinut al colonului, dintre care unele sunt patogene şi produc infecţii când ajung în alte arii anatomice (organe sau structuri extraintestinale). 20% din continutul MF este reprezentat de bacterii Exemplu:
• Escherichia coli este cauza principală a infecţiilor urinare; • Bacteroides fragilis cauzează peritonite asociate cu perforaţiile
intestinale; • Clostridium difficille poate produce colite severe.
Principalele genuri şi specii ale microbiocenozei colonului sunt: • Escherichia coli – cu numeroase tipuri (serotipuri), dintre care unele
sunt nepatogene iar altele au potenţial de virulenţă şi pot determina infecţii (fiind condiţionat patogene);
•Bacteroides fragilis •Bifidobacterium, Eubacterium, Fusobacterium, Lactobacillus, diferiti BG- • Streptococcus faecalis şi alţi streptococi (enterococi). • Pseudomonas aeruginosa • Clostridium spp, mai ales C. perfringens
Microbiocenoza vaginalăPână la pubertate şi după menopauză predomină:
– Stafilococi, streptococi, difteromorfi, rare enterobacterii La femeia adultă, odată cu eliberarea estrogenilor, epiteliul vaginal se încarcă cu glicogen şi este generat acidul lactic, care menţine un pH acid şi favorizează multiplicarea bacteriilor lactice – Lactobacillus spp (bacilul Döderlein), care atinge o proporţie de aproximativ 90% din totalul microorganismelor vaginale
– Alte microorganisme, in nr redus: Str. agalactiae (15-20% din femei) S. aureus (5%) Enterobacterii Gardnerella vaginalis Candida albicans
Infectia. DefinitieInfectia reprezinta totalitatea proceselor biologice care se desfasoara in organism in cazul patrunderii microorganismelor patogene, este conflictul dintre organismul parazit si organismul parazitat, cu tendinta de a se produce o perturbare a homeostaziei.
Din punct de vedere clinic, infectia poate fi – clinic manifesta (simptome si semne de suferinta)– subclinica, forme inaparente (interrelatia se rezuma la raspuns
imun, cu modificari minime care nu perturba homeostazia) Infectia se caracterizeaza prin specificitate etiologica: un anumit
microorganism patogen produce o anumita boala infectioasa Infectia. Postulatele lui KochPentru ca un anumit microorganism sa fie considerat agentul etiologic al unei anumite infectii trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:1. microorganismul trebuie să fie prezent în toate cazurile de boală;2. microorganismul trebuie izolat de la organismul bolnav şi cultivat în cultură pură;3. boala trebuie să fie reprodusă când cultura pură este inoculată la o gazdă sănătoasă (animal de laborator), susceptibilă;4. agentul (microorganismul) trebuie să poată fi din nou izolat de la animalul infectat experimental.
Procesul infecţios poate evolua fie aparent, simptomatic, ca boală infecţioasă, fie ca infecţie inaparentă, asimptomatică.
În primul caz, evoluţia poate fi acută sau cronică, iar în raport cu cu intensitatea infecţia acută poate evolua diferit, subacut sau supraacut. În infecţia inaparentă sau “subclinică”, martorul evoluţiei ei într-un organism este numai punerea în evidenţă a apariţiei anticorpilor elaboraţi, care asigură imunitatea, la fel de importantă ca şi imunitatea consecutivă bolii.
Din punct de vedere epidemiologic exista infectii:Epidemice: afecteaza un numar mai mare de persoane decat in mod uzual si pe suprafete mai extinse Endemice: infectii prezente la un numar redus de subiecti dintr-o populatie prezenta intr-o zona geografica limitata Pandemice: infectii distribuite pe toata suprafata globului pamantesc
Caracteristicile infectiei1. Evoluţia stadială: a) incubaţia:
este perioada de timp care se scurge de la pătrunderea microorganismului (contaminare) şi apariţia primelor semne de boală.
Durata incubaţiei este variabilă in raport cu – specia microbiană, – gradul ei de patogenitate, – masivitatea contaminării şi – gradul de rezistenţă al organismului invadat.
Durata incubaţiei se măsoară în zile, săptămâni, luni sau chiar oreb) debutul bolii:
caracterizat prin apariţia semnelor clinice, de obicei nespecifice: – febră, – indispoziţie, – cefalee, – frison, – algii.
Acest debut (prodrom) poate fi – brutal sau – insiduos
c) perioada de stare: pentru cele mai multe boli infectocontagioase se desfăşoară după un
tablou clinic caracteristic, care permite diagnosticul clinic, uneori chiar cu precizarea etiologiei:
– curbă febrilă cu anumite particularităţi, – modificări caracteristice ale hemoleucogramei, – fenomene respiratorii,
– circulatorii, – digestive, – nervoase, – diferite erupţii (exanteme şi enanteme), etc.
este perioada decisivă pentru prognosticul bolii, în care poate intervenii decesul.
d) perioada de teminare poate avea un final letal sau evoluează spre vindecare trecand prin
periada de convalescenta. Dupa aceasta faza de convalescenta,
– unii indivizi devin “purtatori cronici”– Altii dezvolta o infectie latenta in care pot surveni recurente ale
infectiei primare
2. Febra3. Modificări ale tabloului leucocitar:
– leucocitoză sau leucopenie, – neutrofilie, – eozinofilie, – monocitoză, – limfocitoză.
4. Mecanisme de transmitere şi răspândire a infecţiei: In functie de sursa agentului etiologic infectiile pot fi:
– endogene –determinate de microorganisme apartinand microbiocenozei proprii
– exogene – determinate de microorganisme provenite de la un rezervor de infectie care a străbătut o cale de transmitere si a găsit o gazdă receptivă.
Rezervorul (sursa) de infectie este organismul care adăposteste agentul infectios asigurând supravietuirea si/sau înmultirea acestuia.
Rezervor de infectie poate fi: – omul
cu boli infectioase acute sau cronice; purtător asimptomatic de germeni patogeni.
– animalul domestic sau sălbatic, bolnav sau purtător de germeni;
– mediul înconjurător: apa (Vibrio cholerae, virusul hepatitic A), solul (Clostridium tetani, Pseudomonas aeruginosa),
alimente (Salmonella) Transmiterea infectiei se poate faceDirect – de la o persoana infectata la persoana sanatoasa pe cale
sexuala, sarut, contact intim, transplacentar, intrapartum, perinatal
Indirect – prin aer, apa, alimente, obiecte contaminate (lenjerie, prosoape, jucarii, pahare,etc), maini murdare, vectori (muste, tantari, capuse, purici), parenteral (ace, seringi, insrtumental medical incorect sterilizat)
Transmitere – Verticala (de la mama la fat/nou nascut - transplacentar,
intrapartum, prin alaptare)– Orizontala – de la o persoana la alta
Poarta de intrare: – mucoasele tractului respirator, – digestiv, – genital, – plăgile, – tegumentele.
Microorganismul poate rămâne cantonat aici, rezultând o infecţie locală; El poate să să se multiplice aici, la poarta de intrare şi toxinele produse să
se răspândească in organism (Corynebacterium diphtheriae) ducand la manifestari sistemice
Microorganismul poate să se răspandească (sa disemineze) spre alte organe şi ţesuturi (meningococul).
Diseminarea se poate face Limfatic (salmonella) Sanguin – bacrteriemie, septicemie Nervos (Clostridium tetani, virusul rabic, virusul Herpes simplex 1
si 2)Calea de eliminare: de multe ori este aceeaşi cu calea de pătrundere.
Infectia cu microorganisme conditionat patogeneMicroorganismele sunt
Microorganisme nepatogene –microrganisme care fac parte din flora normală, care nu produc îmbolnăvire.
Microorganisme patogene – microorganisme care întotdeauna cauzează boală.
Microorganisme potential patogene (oportuniste) – microorganisme capabil să cauzeze îmbolnăvire doar atunci când este afectat sistemul de apărare al macroorganismului.
Microorganisme saprofite – bacterii care trăiesc în natură, se stabilesc rar în organism, au importantă redusă ca factori patogeni.
Patogenitate – capacitatea unui microorganism de a a cauza boală prin virulentă sau toxigenitate.Microorganisme conditionat patogene sau oportuniste
– Apartin microbiocenozei corpului uman – Devin patogene in anumite conditii:
1. scaderea generala a rezistentei antiinfectioase – alterarea mecanismelor nespecifice de aparare
diabetici decompensati Fumatori Infectii virale Impiedicarea reflexului de tuse
– Imunodeficiente Pasagere (infectii virale) Permanente (HIV)
2. Selectarea de tulpini cu virulenta ridicata – Castigarea rezistentei la AB prin tratamente neadecvate – Treceri succesive la gazde susceptibile cu rezistenta scazuta – Mutatii genetice, recombinarea materialului genetic bacterian
3. Inocularea microorganismelor din microbiocenoze in teritorii ale organismului normal sterile
– Interventii chirurgicale – Traumatisme – Manopere terapeutice invazive
sonde vezicale Anestezie Terapie intensiva Proteze ,implanturi
CURS NR.8PATOGENITATE ŞI VIRULENŢĂ
PATOGENITATEReprezintă capacitatea unor bacterii de a determina boală, infecţie. Este o proprietate generală a unei specii cu variaţie in cadrul tulpinilor. Microorganisme patogene:
Patogene sunt acele microorganisme, care, contaminând organismul, au capacitatea de a depăşi cu uşurinţă barierele naturale, înăscute, de apărare ale acestuia şi de a iniţia infecţia în organismul neimunizat.
Exista microorganisme inalt patogene, cauzeaza frecvent infectia altele, mai rar
Microorganisme condiţionat patogene (oportuniste): în condiţii normale sunt reţinute în mod eficient de barierele naturale ale apărării înăscute;
Pot apartine florei normale Pentru a iniţia infecţia, le sunt necesare condiţii favorizante care să
determine alterarea fizică si/sau chimică a acestor bariere: plăgi, mucoase alterate de boli virale anterioare, boli metabolice (diabet decompensat), modificări ecologice pe mucoase, etc
Microorganisme nepatogene –microrganisme care fac parte din flora normală, care nu produc îmbolnăvire.Microorganisme saprofite – bacterii care trăiesc în natură, se stabilesc rar în organism, au importantă redusă ca factori patogeni.
VIRULENTAEste o masura cantitativa a patogenitatii Numarul de organisme necesare pentru a cauza boala Virulenta poate fi cuantificată prin
numărul de microorganisme necesare în conditii standard pentru a cauza moartea a 50% dintr-un lot de animale de laborator (doza letală 50%; DL50).
numărul de microorganisme necesare în conditii standard pentru a cauza infectarea a 50% dintr-un lot de animale de laborator (doza infectioasa 50%; DI50)
Reprezinta totalitatea caracteristicilor unui microorganism (bacterii) care ii asigura colonizarea si multiplicarea intr-un organism gazda, depasind mecanismele de aparare ale gazdei Factorii care asigură virulenţa bacteriilor diferă de la bacterie la bacterie, putând fi reprezentaţi de: compuşi care ţin de structură, produşi de metabolism, toxine, etcFACTORII DE VIRULENTA1. FACTORI DE COLONIZAREColonizarea epiteliilor presupune:
1. Prezenta unui numar suficient de bacterii la poarta de intrare 2. Depasirea apararii locale si 3. adaptarea la conditiile
microbiocenozei respective 4. Aderenta de receptorii celulari 5. Patrunderea epiteliilor
2. FACTORI DE MULTIPLICARE 1. Adaptarea la conditiile nutritionale ale gazdei 2. Inhibarea mecanismelor de aparare ale gazdei (nespecifice si
specifice)
1. FACTORI DE COLONIZARE(1). Un număr suficient de microorganisme infectante:
mărimea inoculului: poate fi un inocul mic 100-200 Shigella pentru shigeloză sau un inocul mai mare 10 8 pentru Vibrio cholerae sau Campylobacter.
(2). Depăşirea barierelor naturale şi a mecanismelor de apărare naturală:- pielea: integritatea pielii : pielea are un strat relativ gros de celule moarte care
protejează organismul de infecţii; tăieturi (accidentale sau chirurgicale), catetere, alte aplicaţii chirurgicale asigură un mijloc pentru bacterii de a câştiga accesul.
- mucusul - epiteliul ciliat (clearance prin microvili)- secreţii conţinând agenţi antibacterieni (lizozimul)- ph-ul scăzut.
(3). Depăşirea florei normale (microbiocenozei)Microbiocenozele sau flora normală – corpul uman este colonizat cu numeroşi microbi, mulţi dintre ei îndeplinind funcţii importante pentru gazdă:
ajută la digestia alimentelor, produc vitamine (vit K), protejază organismul gazdă de colonizarea cu microbi patogeni.
Bacteriile florei normale (comensale) cauzează infecţii dacă ele pătrund în zonele normal sterile ale corpului uman (sânge, meninge, articulaţii,etc)După depăşirea florei normale, patogenii trebuie să se adapteze la: competiţia pentru nutrienţi, receptori. Flora normală elaborează de asemenea bacteriocine, antibiotice, metaboliţi toxici.
(4). Aderenţa înseamnă ataşarea prin adezine de receptori.Bacteriile :
au structuri specializate (de ex. pilii) sau produc substante (de ex. capsula sau glicocalixul) care le permite
aderarea de suprafata celulelor umane, sporind astfel abilitatea lor de a produce boala, infectia.
Aceste mecanisme de aderenta sunt esentiale pentru atasarea de epitelii si mucoase, mutantilor carora le lipsesc aceste mecanisme sunt frecvent nepatogeni.Adezinele sunt structuri de pe suprafaţa bacteriilor. Receptorii sunt structuri complementare de pe suprafaţe celulei gazdă. Adezinele sunt capabile să reacţioneze şi să se combine cu receptorii complementari Prezenta receptorilor corespunzatori adezinelor conditioneaza specificitatea de specie si tesut a unor infectii. (4). Aderenţa Corpii straini, ca de ex. valve cardiace artificiale sau proteze, predispun la infectie. Bacteriile pot adera de suprafata acestora, dar fagocitele adera slab datorita absentei selectinelor sau altor molecule de adeziune pe aceste suprafete artificiale.
Exemple: E. coli: adezina – fimbrii tip I, receptorul D-manoza; N. gonorrhoeae: adezina – fimbrii, receptorul GD1 gangliozidul. Staph. epidermidis, streptococi viridans: glicocalix-ul le permite aderarea
de entoteliul valvelor cardiace. (5). Penetrarea epiteliilor Unele bacterii rămân cantonate la nivelul epiteliilor
C. diphtheriae, B. pertusis, E. coli,
Alte bacterii străbat epiteliile, ajund în ţesuturile subepiteliale datorită enzimelor: hialuronidază, colagenază, enzime citotoxice, componentelor P.C. (PG, LPS).
Str. pyogenes, N. gonorrhoeae, Salmonella
Bacteriile subţiri, mobile, penetrează tegumentul intact Treponema pallidum
2.FACTORI DE MULTIPLICARE1. Adaptarea la conditiile nutritionale ale gazdei:
Sisteme cu rol in capturarea oligoelementelor: siderocromii cu actiune chelatoare a fierului la C. diphtheriae
Factori nutritionali caracteristici: Brucella abortus are capacitatea de a utiliza eritrolul din placenta ca factor nutritiv
2. Inhibarea mecanismelor de aparare ale gazdei (nespecifice si specifice)AGRESINELE au rolul de a inhiba sau evita mecanismele de apărare ale gazdei.
Agresinele sunt: componente de pe suprafaţa bacteriilor:
capsulă, perete celular
enzime eliberate extracelular: hemolizine, colagenaze, hialuronidaza
Mecanisme:(1) interferează cu factori bactericizi nespecifici: lizozimul, beta lizinele, complementul;
Ag K la E. coli, capsula polipeptidică la B. anthracis, componentele P.C.la staph. aures, Br. abortus, etc
(2). interferează cu fagocitoza: inhibă chemotaxia (S. aureus, streptococi) inhibă aderarea PMN-urilor prin efect de “alunecare” sau
respingere electrostatica, prin similitudini cu structurile gazda (prot. M la streptococ)
rezistă la ingestie (capsula), rezistă la distrugerea intracelulară. My tuberculosis capabil sa se
multiplice in interiorul celuleror fagocitante, ducând la infecţii cronice, răspândirea infecţiei,menţinerea infecţiei, hipersensibilitatea gazdei.
Agresinele care promovează răspândirea, diseminarea infectiei sunt invazine.Enzime eliberate extracelular:a. distrugerea ţesuturilor:
hyaluronidaza desface acidul hialuronic din cementul intercelular: str. pyogenes, staph. aureus, clostridii.
colagenaza hidrolizează colagenul: clostridii fosfolipaza C scindează lecitina (duce la citoliza leucocitelor, eritrocitelor,
ruperea membranelor celulare şi intracelualre): clostridium perfringens, Staph. aureus, pseudomonas
fibrinolizina activează plasminogenul carese transformă în plasmină care acţionează asupra fibrinpogenului ducând la liza fibrinei, cu implicaţii în răspândirea infecţiei şi iniţierea fenomenului CID., ex. streptococul, stafilococul,
hemolizine: srteptococul piogen, staph. aureus, clostridium leucocidine proteaze, lipaze, nucleaze.
(3) Interferarea raspunsului imun Intarzierea instalarii RI
Similitudini ale antigenelor bacteriene cu structuri proprii Proteina M a streptococului pyogenes
Mascarea determinantilor antigenici Capsula bacteriana Coagulaza stafilococului aureus formeaza un strat de
fibrina protector Sinteza de anticorpi fata de constituenti antigenici
neesentiali Deprimarea RI
N. gonorrhoeae elaboreaza o o proteaza care scindeaza IgA (IgA proteaza)
Proteina A stafilococica se leaga de Fc al Ig Variatia antigenica (Borrelia burgdorferi)
TOXINELE BACTERIENEClasic toxinele bacteriene se impart:
Exotoxine – proteine eliberate in mediu Endotoxine – compusi LPZ eliberati dupa moartea si dezintegrarea
celulei bacteriene dar unele exotoxine sunt eliberate dupa dezintegrarea bacteriei, iar unele endotoxine pot ajunge in mediu fara distructia/moartea celulei bateriene Mai corecta este clasificarea toxinelor dupa compozitia lor:
Toxine proteice (exotoxine in general) Toxine LPS (endotoxine in general)
Toxinele proteice Elaborate de bacterii gram-pozitive si gram-negative Termolabile (inactivate la 60˚C, cu exceptia enterotoxinei stafilococice) Puternic imunogene (induc formare de Ac neutralizanti = antitoxine) Se transforma in anatoxine sau toxoizi prin tratare cu formol (utilizati in
vaccinuri) Foarte toxice (de ordinul ng)
Genele care codifica sinteza lor “gene tox” sunt localizate in: Fagi temperati:
C. diphtheriae C. botulinum Str. pyogenes eritrogen
Plasmide: ETEC (E. coli enterotoxigen) Bacillus anthracis S. aureus (toxina exfoliativa B)
Cromozomul bacterian Shigella dysentheriae (toxina shiga) Bordetella pertussis
Multe dintre exotoxine au o structura A-B fiind alcatuite din: subunitatea, polipeptidul A (active) (raspunzatoare de efctul toxic) si una sau mai multe subunitati, polipeptide B (bind) cu rol de legare de receptoriispecifici Exemple de toxine A-B:
Toxina tetanica Toxina botulinica Toxina difterica Toxina holerica Enterotoxinele E.coli
1. NEUROTOXINEa) TETANOSPASMINA (toxina tetanica)Fragmentul B - are afinitate pt receptori gangliozidici din membrana neuronala, la nivelul sinapselor si mediaza patrunderea subunitatii A in celula neuronala.Tetanospasmina este transportata retrograd intra-axonal in SNC (maduva si cerebel) la nivelul motoneuronilor. Fragmentul A blocheaza eliberarea mediatorilor GABA (acid gamaaminobutiric) si glicina ai sinapsei inhibitorii.Ca urmare, are loc o stimulare continua a muschilor respecivi à paralizie spastica , convulsii generalizate. b) TOXINA BOTULINICA 8 tipuri antigenice A,B,C1,C2…G Fragmentul B se leaga de receptorul gangliozidic la nivelul jonctiunii neuromusculare si mediaza patrunderea subunitatii A, care inhiba eliberarea de acetilcolina, ducand la paralizie flasca.
2. Enterotoxinele
Vibrio cholerae, E coli enteropatogen si E coli enterohemoragic, Shigella dysenteriae, Clostridium perfringens, Staph. aureus, etc elibereaza in tractul
digestiv o serie de toxine care cauzeaza diaree si voma prin actiune directa asupra terminatiilor nervoase din peretele intestinal Enterotoxina holerica
elaborata de Vibrio cholerae Alcatuita din 5 subunitati B si o subunitate A.Subunitatile B se leaga de receptorul gangliozidic GM1, fragmentul A intra in celula epiteliului intestinal. Subunitatea A catalizeaza ADP-ribozilarea unui factor celular care regleaza activitatea adenilatciclazei, ducand la cresterea nivelului AMPc intracelular, si iesirea masiva a apei si electrolitilor din celula cu “margine in perie”
E. coli enterotoxigen- produce o toxina asemanatoare
3. TOXINE CARE INHIBA SINTEZA PROTEICA
TOXINA DIFTERICA
Elaborata de Corynebacterium diphtheriae Fragmentul B se leaga de un receptor celular, iar fragmentul A are activitate de ADP-riboziltransferaza, riboziland factorul de elongare EF2, care devine astfel inactiv, inhiband astfel sinteza proteica si ducand la necroza celulara. Toxina difterica produce leziuni tesuturilor cardiac, hepatic, renal, nervos Pseudomonas aeruginosa are o toxina identical.
Alte exotoxine bacteriene:
Exotoxine pirogene care actioneaza ca superantigene (induc eliberare de citokine):
Staph. aureus (toxina sindromului de soc toxic1 TSST1)
Streptococcus pyogenes
Toxina epidermolitica a S. aureus (exfoliatina) cliveaza desmozomii celulelor stratului granulos din piele, ducand la exfoliere si necroza Eritrotoxina S. pyogenes actioneaza asupra capilarelor sangvine
ENDOTOXINE
Elaborate numai de bacterii gram-negative (bacili si coci)
Sunt Lipopolizaharide (LPZ)
Termostabile (rezista si la 100˚C)
Nu induc formare de Ac neutralizanti
Nu se transforma in anatoxine
Slab toxice (sute de µg)
Au mecanisme comune de actiune
Codificate de gene cromozomiale
Puternice stimulatoare ale raspunsului imun
Activeaza limfocitele B
Induc eliberare de interleukine IL-1, IL-2, IL-6, TNF alfa din macrofage si alte celule, oxid nitric si alte molecule raspunzatoare de febra, tromboza, hipotensiune
Activeaza Complementul pe cale alternativa
Cauzeaza febra
Pot cauza socul endotoxinic, soc septic
Eliberarea unor cantitati crescute de LPS in sange pot cauza sindromul CID (coagulare intravasculara diseminata)
Toate endotoxinele produc aceleasi efecte generalizate: febra si socul septic, cu toate ca endotoxinele unor bacterii sunt mai eficiente decat ale altora.
Socul septic
se caracterizeaza prin febra si hipotensiune Este una din principalele cauze de deces in sectiile de terapie intensiva Mortalitate 30-50% Este cauzat cel mai frecvent de endotoxinele bacteriilor G-, dar si unele structuri intalnite la bacterii G+ il pot cauza .Difera de socul toxic in socul septic - bacteriile sunt prezente in sangeà hemocultura pozitiva in socul toxic - toxina este prezenta in sange à hemocultura negativa in socul septic, poate aparea decesul pacientului, cu toate ca in urma administrarii de AB bacteriile au fost distruse à hemocultura devine negativa, deoarece socul septic este mediat de citokine (IL-1, TNF-alfa) care isi continua activitatea, chiar daca bacteria a fost omorata.
ENDOTOXINE - Efectele biologice:
FEBRA – datorata eliberarii din macrofage a IL-1 (pirogen endogen), care actioneaza asupra centrului termoreglarii din hipotalamus HIPOTENSIUNE SI SOC – printr-o perfuzie deficitara a organelor vitale prin vasodilatatie indusa de bradikinina si NO, cresterea permeabilitatii vasculare CID – datorat activarii sistemului coagularii indusa de factorul XII (Hageman), ducand la tromboze, rash purpuric sau petesial, ischemie tisulara à insuficienta organelor vitale ACTIVAREA COMPLEMENTULUI PE CALE ALTERNATIVA à inflamatie si distructii tisulare ACTIVAREA MACROFAGELOR à intensificarea fagocitozei, activarea limfocitelor B àcresterea sintezei de anticorpi
CURS NR.9
REZISTENTA NATURALA
Se disting doua mari sisteme de aparare antiinfectioasa a organismului uman, care interactioneaza frecvent
– Mecanisme nespecifice (innascute), care protejeaza impotriva microorganismelor, in general - REZISTENTA NATURALA
– Mecanisme specifice- REZISTENTA DOBANDITA – care lupta impotriva unui anumit microorganism in mod particular.
Este un mecanism natural de aparare impotriva infectiilor cu diferite microorganisme, impiedicand patrunderea si dezvoltarea acestora in tesuturi si organe.
Microorganismele pot proveni din mediul extern sau microorganisme cu potential patogen de la nivelul microbiocenozelor propri
Este constituita din actiunea unor factori
– Anatomici
– Metabolici
– Celulari
– Umorali, serici
cu actiune nespecifica fata de oricare agent infectios
Este innascuta si determinata genetic, ceeea ce explica aparitia unor infectii numai la om (caracterul de specie)
– Antroponoze: gonoree, sifilis, scarlatina, febra tifoida
– Zoonoze – boli specifice animalelor
– Antropozoonoze: rabia (turbarea), bruceloza, antraxul
Principalii factori nespecifici care asigura rezistenta naturala
Barierele fizice, anatomice
Barierele chimice
Flora normala (microbiocenozele corpului uman)
Factorii umorali
Febra
Fagocitoza
Inflamatia
1. BARIERELE CUATANTE SI MUCOASE
2. A) Integritatea anatomica a pielii functioneaza ca o bariera mecanica
a. Leziunile: traumatisme, arsuri, intepaturi à deschid calea de patrundere a microorganismelor
b. Pielea prin
i. Cheratinizarea celulelor epidermice
ii. descuamarea continua a stratului cornos
iii. Impermeabila pentru bacterii
1. Exceptie: Treponema pallidum, Leptospira icterohemoragica patrund tegumentul
B) Mucoasele
Reprezinta porti de intrare pentru numeroase microorganisme
Mucusul inglobeaza microorganismele Prin miscarea cililor vibratili de la nivelul epiteliului bronsic elimina
microorganismele impreuna cu mucusul, ce patrund impreuna cu aerul inspirat in tractul respirator.
In urma unor
Viroze, Fumat, alti agenti iritanti, poluanti Tuse convulsiva Paralizii
à aceste mecanisme de clearance sunt inhibate à favorizarea infectiei IgA secretorii – un rol important in apararea locala a mucoaselor
Mecanismele de clearance/curăţare mecanică:o Eliminarea de celule moarte de la nivelul pielii (desuamarea fiziologica)o Tusea, strănutul.o Voma.o Eliminarea urinii.
3. BARIERELE CHIMICE
Aciditatea
a. Pielea: pH 3-5,
i. datorita producerii de catre flora normala de
1. Acizi grasi nesaturati (oleic)
2. Acizi lactici
ii. Secretii glandulare (sudoripare, sebacee)
1. Inhiba dezvoltarea germenilor patogeni
b. Sucul gastric: pH 1-2
c. Vagin: pH 3.8-4.5 (lactobacilii, bacilii Doederlein)
Bila si sucul pancreatic à actiune antitoxica Lizozimul (muramidaza) – enzima cationica cu actiune mucolitica,
-prezenta in: lacrimi, secretii nazale, saliva, lapte, ser
-Absent in LCR, urina, sudoare
-ROL:
i. Rupe legaturile 1-4 betaglicozidice din PG
ii. Contribuie la fixarea C’ de catre IgA
iii. Faciliteaza fagocitoza
Defensinele sunt peptide cationice (incarcate electric puternic pozitiv) care creaza pori in membranele celulelor bacteriene, omorandu-le
-Prezente la nivelul PMN neutrofile, numeroase celule epiteliale (alfa si beta-defensine)
-Nu se cunoaste mecanismul prin care acestea fac distinctia intre microorganisme si celulele proprii.
3. FLORA NORMALA
Contribuie la Rezistenta Naturala (RN) prin
– Antagonism bacterian
Nespecific:
– Competitie pentru substante nutritive din mediu
– Productia de factori de metabolism
– Modificari de pH
Specific: elaborarea de catre o specie bacteriana de substante cu actiune specifica fata de alta bacterie (colicinele elaborate de E. coli)
– Prin ocuparea receptorilor celulari
– Dezechilibrul / disbiozeleà proliferarea exagerata a unora dintre ele:
Colita pseudomembranoasa cauzata de proliferarea C difficile post ABterapie
Vaginita cu Candida albicans post ABterapie
4. FACTORII UMORALI Beta-lizinele
-Eliberate din trombocite, actioneaza asupra membranelor celulare
-Active in special pe bacterii G+ (bactericide)
Leucinele
-Obtinute din granulele azurofile ale PMN
Lactoferina, transferina:
-Eliberate de granulele specifice ale PMN
-proteine care leaga Fe si competitioneaza cu microorganismele pt acesta
Sistemul Complement
– Complementul este un sistem multienzimatic format din aproximativ 20 de componente, care participă la apararea organismului.
– El are rol de mecanism efector auxiliar, făcând legătura dintre apărarea nespecifică şi apărarea specifică (imună).
– Roluri
Chemotactic (C5a, C3a)
Opsonizant (C3b)
Mediator al inflamatiei
Amplifica Raspunsul Imun (RI)
Interferonii (IFN)
– Cunt citokine, mediatori eliberati de diferite celule infectate cu virusuri (mai ales), capabile sa induca si sa transmita rezistenta virala si altor celule
– IFN alfa – elaborat de leucocite (cel B, monocite, Mf)
– IFN beta – fibroblasti
– IFN gama (imun) – limfocite T activate, celule B, NK, etc
– Inductia de IFN:
Celkule infectate cu virusuri
Organisme intracelulare (mycoplasme, fungi, protozoare)
Imunostimulatori si mitogeni (endotoxina, fitohemaglutinina)
Polinicleotide, polimeri sintetici, kanamicina (AB!)
– Efecte:
Antivirale
Inhiba dezvoltarea si cresterea celulelor normale si tumorale
Activeaza Macrofagele, cel NK
Regleaza inflamatia
5. FEBRA Temperatura corpului uman, dar mai ales FEBRA limiteaza sau previn multiplicarea
microbiana In plus, raspunsul imun (RI) este mai eficient la temperaturi mai ridicate!
6. FAGOCITOZA Capacitatea unor celule de a ingloba si de a digera particule straine: FAGOCITOZA Capacitatea de a ingloba si de a digera macromolecule: PINOCITOZA CELULE FAGOCITARE: PMN neutrofile, ocazional eozinofile si bazofile B. MACROFAGELE – fagocite “profesioniste” = Sistemul fagocitar mononuclear
(SFM)
Celulele SFM (macrofagele)
o Provin din maduva osoasa si dupa migrarea in
Tesuturi – devin macrofage fixe (cel sinusoidale din splina, din MO, ggl limfatici, ficat, plaman,etc)
Sange – monocite – macrofage mobile
o Celule cu viata lunga
o Au receptori pentru
Fc al IgG
C3b
o Au un nr. mic de lizozomi
o NU au mieloperoxidaza
MACROFAGE- FUNCTII
Fagocitoza
Secretorie:
– IL-1, IL-6, IL-12
– TNF, GM-CSF, G-CSF, M-CSF
– Chemokine la stimularea cu LPS
– IFN –alfa
– Componente ale C’ (C1- C5, properdina, Factorii B,D,I,H)
– Factori ai coagularii
– Proteine plasmatice
– Prostaglandine, tromboxani, leucotriene (metaboliti ai acidului arahidonic)
– Enzime hidrolitice (colagenaze, lipaze, fosfataze)
– Specii reactive ale oxigenului OH-, O-2 , NO
– Factori citotoxici
Moduleazaraspunsul imun, inflamatia, etc
PMN – neutrofile
Origine medulara
Viata scurta
Au receptori pentru Fc IgG, C3b
numar mare si diferit de granule in citoplasma:
– Granule primare (azurofile):
Mieloperoxidaza
Hidrolaze acide
Lizozim
Proteine cationice (defensine)
– Granule secundare:
Lactoferina, lizozim
Sunt foarte mobile
Sunt primele care ajung la locul infectiei, reprezentand “prima linie de celule fagocitante”
Digera total bacteriile fagocitate.
ETAPELE FAGOCITOZEI
1. CHEMOTAXIA
Migrarea dirijata a fagocitelor sub influenta unor stimuli care realizeaza un gradient de concentratie
Factori chemotactici
C5a este cel mai important factor chemotactic al gazdei
Au loc modificari biochimice la nivelul membranei citoplasmatice a fagocitelor, se activeaza o esteraza si ciclul hexoza-monofosfatà eflux de Ca2+ in celule à contractia microtubulilor si filamentelor à mobilitatea necesara deplasarii la locul infectiei
Fagocitele părăsesc capilarele prin diapedeză.
2. RECUNOASTEREA SI ATASAREA
Este mediata de modificarile de la nivelul suprafetei celulei bacteriene = opsonizare
Opsonine:
– Specifice
IgG1, IgG2, active si in lipsa C’ à Mf au receptor pt Fc al IgG
IgM si alti IgG- doar prin activarea complementului pe cale clasica à C3bà Mf au receptor pt C3b
– Nespecifice:
Activarea C’ pe cale alternativa de catre PZ, LPS, PG+ à C3 à Mf au receptori pt C3
ATASAREA poate avea loc si in prezenta
– Receptorilor MF pentru carbohidrati bacterieni (lectine – specific sugar binding proteins)
– Ac naturali – anticorpi care apar fara contactul prealabil cu bacteria, datorita asemanarilor microorganismelor.
3. INGLOBAREA
Este necesara activarea Mf pentru distrugerea microbilor internalizati.
Mf emit pseudopode dupa atasare, ingloband particula cu o portiune din membrana citoplasmatica, formand o vacuola.
Energia necesara este furnizata prin glicoliza anaeroba
Acestă vacuolă, sau fagozom, va fuziona cu lizozomii Mf sau cu granulele PMN pentru a forma fagolizozomii în care enzimele lizozomale vor declanşa digestia.
4. DISTRUGEREA MICROORGANISMELOR
A. Mecanisme oxigen-dependete
B. Mecanisme oxigen-independente
A. Mecanisme oxigen-dependete
– Se activeaza puternic arderea oxidativa care culmina cu formarea:
Peroxidului de oxigen H2O2
Anion superoxid O2-.
Ioni de halogen Cl-, I-, Br-
A. Mecanisme oxigen-dependete
Fuziunea lizozomilor cu fagozomul permite interactiunea dintre NADPH-oxidaza cu citocromul b.
Cu ajutorul unei quinolone oxigenul este redus la O2-:
O2 + NADPH NADPH oxidaza NADP + O2-
O2- SOD H2O2
H2O2 + Cl- MPO in neutrofile OCl- + 1O2
OCl- + 1O2 + aa+acizi grasi à cloramine, peroxizi, aldehide à moarte celulara
In acest proces este produs si nitric oxidul NO cu rol
antimicrobian
Mesager de ordinul II (ca si cAMP) à activeaza guanilat ciclaza à inflamatie
B. Mecanisme oxigen-independente
Granulele azurofile ale PMN, granulele specifice (lizozim, lactoferina) omoara mai ales bacteriile G-, alterand integritatea membranei celulare.
Bacteriile G+ sunt mai rezistente, datorita PG, ele sunt omorate prin mec oxigen-dependente.
Unele bacterii, desi inglobate in celulele fagocitare (astfel sunt aparate si de Ac si AB), nu pot fi digerate, persistand timp indelungat, unele chiar se multiplica, ducand astfel la infectii cronice.
Impotriva lor intervine MF activat “armat” prin lifokine eliberate de Lt
INFLAMATIA
Reprezinta o succesiune de reactii
– vasculare,
– umorale,
– celulare care apar ca raspuns la actiunea agentilor
infectiosi
sau alte injurii tisulare:
– mecanice,
– termice,
– chimice, etc.
Manifestarile locale ale inflamatiei sunt:
– Calor - caldura
– Dolor - durere
– Rubor - roseata
– Tumor – edema
– Functio laesa – incapacitate functionala
Se caracterizeaza prin:
– 1. VASODILATATIE si CRESTEREA PERMEABILITATII VASCULARE
– Prin modificari ale celulelor endoteliale care atrag aderarea si agregarea plachetelor cu activarea unor mediatori ai inflamatiei:
Histamina
Prostaglandine
leukotriene
Serotonina:
Sistemul kininoformator: ↑ permeabilitatea
- 2. MARGINATIA LEUCOCITELOR:
– diapedeza PMN,
– monocite,
– limfocite spre locul leziunii cu declansarea fenomenelor de fagocitoza.
Sub acţiunea unor mediatori chimici rezultaţi în timpul activării complementului şi secretaţi de macrofagele stimulate de toxine bacteriene se modifică endoteliul capilar, care permite adeziunea PMN de acesta.
PMN sunt atrase de :
factorii chemotactici de natură bacteriană,
de cei produşi în urma activării complementului şi
de cei rezultaţi din degranularea mastocitelor.
-PMN vor părăsi capilarul prin diapedeză şi se vor îndrepta către focarul inflamator unde vor distruge microbii prin fagocitoză.
-Fagocitoza :
scade pH-ul local,
Eliberare de endopirogeni si substante care pot declansa degradarea mastocitelor à mediatori de tip histaminic àápermeabilitatii vasculare
3. EXSUDAREA PLASMEI
– Eliberarea de fibrinogen à retea de fibrina cu rolul de a izola focarul infectios
– Factori bactericizi: beta-lizine, lizozim
– Componente ale C’ cu rol vasodilatator, chemotactic, etc
– Anticorpii à formarea complezelor Ag-Ac à activeaza complementul clasic
SINDROMUL UMORAL AL INFLAMATIEI
Unele substante din focarul inflamator patrund in circulatia sangvina generala ducand la:
↑
– VSH
– Fibrinogen
– Haptoglobina
– PCR (proteina C reactiva)
– Nr PMN cu deviere la stanga a formulei leucocitare (elemente tinere)
CURS.NR 10
ANTIGENELE SI ANTICORPII
ANTIGENELE
DEFINITIE:
Orice molecula, particula vie sau inerta, care patrunsa in organism este recunoscuta ca “non self” (nefiind a sa proprie) si fata de care se declanseaza un raspuns imun umoral (secretie de anticorpi) sau raspuns imun celular (activarea unor tipuri celulare)
Antigen = antisomatogen à genereaza anticorpi
Astazi, antigen = structuri capabile sa reactioneze specific cu
– receptorii celulelor T (TCR)
– Receptorii celuleor B (BCR)
Imunogen = substanta capabila sa declanseze raspuns imun
Toti imunogenii = antigene, nu toate antigenele sunt imunogene
Clasificarea antigenelor
1. AUTOLOGE
antigene proprii, dar care nu au venit in contact cu SI (sistemul imun) in cursul dezvoltarii embrionare ale acestuia si nu sunt recunoscute ca “self”, organismul nu manifesta toleranta fata de ele.
– Exemple: proteinele din tiroida, cristalin, gonade, creier (antigene “sechestrate”)
2. ALOANTIGENE
Antigene care difera la indivizii aceleiasi specii de la un individ la altul si care explica respingerea grefelor
– Exemple:
antigenele de histocompatibilitate,
antigenele de grup sanguin
3. XENOANTIGENELE
Antigene de la alte specii
Cu cat specia este mai indepartata, imunogenicitatea este mai mare
– Exemple: bacteriile pentru om
ANTIGENE TIMO-DEPENDENTE
– Marea majoritate a Ag “non-self”
– In general, de natura proteica (bacterii, virusuri, paraziti, etc)
– Ele sunt initial prelucrate de unele celule denumite “celule prezentatoare de antigen” APC – macrofagele in general, care transforma aceste antigene complexe in structuri polipeptidice, imunogene si apoi le prezinta lifocitelor T
helper (ajutatoare), care la randul lor activeaza limfocitele B care se transforma in plasmocite producatoare de imunoglobuline cu rol de anticorpi.
– Induc sinteza de Ig (imunoglobuline cu rol de anticorpi) doar cu ajutorul limfocitelor T helper (Th),
– Pentru a se activa limfocitele B au nevoie de ajutorul Th
ANTIGENE TIMO – INDEPENDENTE
– De natura glucidica (PZ capsulare) sau lipidica (LPZ bacterian)
– Induc sinteza de imunoglobuline fara interventia Th, activeaza direct LB, induc sinteza de IgM
– RI in anticorpi este mai slab
IMUNOGENICITATEA
Pentru ca un antigen sa fie un bun imunogen trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:
1. Greutate moleculara > 10.000 dal
2. Structura chimica
Proteinele – imunogeni buni
Glucidele – mai slabi
Lipidele, acizii nucleici – f. slabi
3. Rigiditatea – gelatina e un imunogen f slab, nefiind rigida (aminoacizii dau rigiditate)
Epitopii (determinantii antigenici) sunt grupari chimice mici de pe molecula de antigen care pot induce sinteza de anticorpi si care pot reactiona cu anticorpii.
Un antigen are unul sau mai multi epitopi
Majoritatea antigenelor au multi determinanti (epitopi), de aceea ei sunt multivalenti.
In general un epitop are aproximativ 5 aa sau zaharuri in structura.
1. Cantitatea de antigen (doza) coditioneaza intensitatea RI si tipul
2. Calea de administrare (patrundere)
Orala – proasta – Ag degradat de sucurile gastrice
Intraperitoneala – Ag vine repede in contact cu celulele imune din ganglionii limfatici locoregionali – foarte buna
Intravenos, intradermic, subcutan, intramuscular – cai bune
SPECIFICITATEA
Proprietatea antigenelor de a reactiona strict cu produsele rezultate in urma elicitarii (stimularii) RI (raspunsului imun)
– Anticorpii
– Recetorii LB, LT, etc
Imunogenii sunt antigene complete au si specificitate si imunogenicitate
Haptenele sunt antigene incomplete, au doar specificitate (se combina cu efectorii), dar nu au imunogenicitate, ele declanseaza RI doar combinate cu carrier-ul (proteina caraus)
ANTIGNELE COMPLEXULUI MAJOR DE HISTOCOMPATIBILITATE
CMH clasa I
– Alloantigene
– Sunt prezente pe toate celulele nucleate
– Determina “self-ul”
– Se mai numesc HLA (human leukocyte antigens) pt om, H2 la soarece
– Au structura glicoproteica, 2 lanturi: unul usor si unul greu, variabil
– Diferentele dintre diferitele persoane apar la nivelul regiunii hipervariabile a lantului greu si sunt raspunzatoare de rejectia grefei
– sunt codificate de genele HLA –A,-B,-C situate pe cromozomul 6
– Prezinta peptidele antigenice provenite din interior (endogene) celulelor CD8 (T citotoxice, T supresoare)
CMH clasa II
– Alloantigene
– Sunt prezente doar pe anumite celule, incluzand celulele prezentatoare de antigen (APC) = macrofage, monocite, celule dendridice, limfocite B, etc
– Interactioneaza cu limfocitele CD4 = limfocitele T helper
– Moleculele CMH II sunt codificate de locii D HLA –D: DP, DQ, DR.
– Structura: glicoproteica, un dimer de subunitati alfa si beta
– Leaga antigene exogene ingerate si procesate de APC
SUPERANTIGENELE
Un grup de molecule care se caracterizeaza printr-un mod de legare neconventional de receptorii pentru antigen ai LT (TCR)
Au capacitatea de activa aceste celule
Sunt capabile sa declanseze RI disproportionate si necontrolabile care duc la alterarea apararii imune
Nu se pot fixa decat pe celuleleT si doar in prezenta APC (CMH clasa II)
Exemple:
– enterotoxina stafilococica
– Toxina socului toxic stafilococic
IMUNOGLOBULINELE
Sunt glicoproteine globulare cu functie de anticorpi
Sunt sintetizate de LB
Sunt 5 clase de Ig:
– Ig A
– Ig D
– Ig E
– Ig G
– Ig M
SE IMPART IN SUBCLASE:
– Ig A1 si Ig A2
– Ig G1-IgG4
STRUCTURA IMUNOGLOBULINELOR
Prin tratare cu papaina are loc o scindare a lanturilor la nivelul regiunii “balama”, obtinandu-se
– doua fragmente Fab (antigen binding)
– un fragment Fc (fragmentul cristalizabil) care se leaga de
receptorii pt Fc (FcR ai macrofagelor)
Complement
La IgG si IgA Fc interactioneaza cu alte proteine pentru a strabate placenta si mucoasele
Fiecare lant greu si fiecare lant usor este format din :
– o regiune variabila V
– regiuni constante C
Lantul usor
– O regiune variabila
– O regiune constanta
Lantul greu
– O regiune variabila
– 3,4 regiuni constante
Regiunile variabile prezinta la randul lor regiuni hipervariabile
Regiunile variabile de pe lanturile usoare si grele formeaza impreuna situsul de legare al antigenelor = paratopul
Imunoglobulina G
Reprezinta clasa majora a Ig serice
Aproximativ 80 % din Ig la adult
In ser 8 –10 mg/ml
GM 154 kD
4 subclase clase de IgG (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4)
Sinteza IgG necesita Th
Au cea mai lunga viata
Traverseaza placenta
Se sintetizeaza in cantitati crescute in RI II
Roluri
Fixeaza C
Opsonizeaza à fagocitoza
Liza antibacteriana
Neutralizeaza toxine si alti agenti patogeni
Imunoglobulina M
Reprezinta 5-10% din Ig
Aproximativ 4mg/ml ser
GM = 900 kD
Pentamer 5 subunitati legate prin lanturi J
Sinteza sa nu necesita obligatoriu Th
Nu traverseaza placenta fiind prea mare
Nu iese din sangeàtesuturi
Se sintetizeaza primul in RI I (primar)
Roluri:
Este cel mai bun fixator de C’, un singur pentamer poate activa C’ clasic
Fagocitoza
Promoveaza liza bacteriana prin activarea C’
Prezent sub forma de monomer pe suprafata LB alaturi de IgD = receptori pt Ag
Imunoglobulina A
5-15% din Ig
GM = 160 kD
2 subclase
Poate aparea sub forma de monomer sau dimer
IgA este prezenta
– In ser (monomer)
– IgAs (secretorie), in secretii
Saliva, secretii nazale, lacrimi, sudoare,
La nivelul mucoaselor tract digestiv, respirator, urogenital cu functii in apararea locala fata de microorganismele patogene
IgAs are o structura dimerica , cele doua subunitati se leaga prin lantul J, iar la trecerea prin celula epiteliala se adauga un polipeptid = componenta secretorie
Necesita Th pentru a fi sintetizata
Roluri:
– Nu fixeaza C’
– Nu opsonizeaza
– Nu strabate placenta
– Liza bacteriana
– Persoanele cu deficit de IgA dezvolta mai frecvent infectii respiratorii
Imunoglobulina D
<1% din Ig
GM = 185 kD
Prezenta in membrana LB tinere, alaturi de IgM monomer
ROL
– Receptor pentru Ag pentru a ajuta initierea raspunsului in Ac prin activarea cresterii LB
Imunoglobulina E
<1% din Ig
Mai poarta numele de reagina sau anticorp citotrop sau citolitic.
Majoritatea IgE sunt fixate de receptorii pt Fc al IgE de pe mastocitele din tesuturi si bazofilele din sange = receptori pentru alergeni si paraziti
Cand un nr suficient de Ag se leaga de Ac (IgE) are loc activarea acestor celule cu eliberarea de
– histamina, serotonina, bradikinina, PG (prostaglandine), factori de activare ai trombocitelor, citokine, etc
ROL:
– Infectii parazitare
– Reactii de hipersensibilitate de tip I = alergice si anafilactice
Functiile Ig
Opsonizeaza: promoveaza ingestia si omorarea de catre fagocite a Ag
Neutralizeaza toxinele si virusurile blocand atasarea acestora
Aglutineaza bacteriile favorizand eliminarea lor
Complexele Ag-Ac fixate pe membrana activeaza C’ pe cale clasica si astfel au rol in
– Inflamatie
– Favorizeaza fagocitoza
– Liza celulara prin complexul membranar de atac (CMA)
CURS NR.11
Sistemul Complement
Definitii
Descoperit in 1894 de catre Bordet
Sistemul Complement (notat cu C’) este un sistem macromolecular de factori serici, cuprinzand aproximativ 20 de proteine.
Fiecare componenta este prezenta in serul uman (si animal) in mod natural in forma inactiva, intr-o concentratie constanta, sub forma de proenzima.
Sistemul Complement este un sistem de “alarma” si o “arma” impotriva infectiilor, in special a celor bacteriene.
Termenul de “Complemet” se refera la abilitatea acestor proteine de a augumenta, de a compltementa efectul altor componente ale sistemului imun, cum sunt de exemplu anticorpii.
Complementul reprezinta un element important al apararii nespecifice, al rezistentei naturale.
Sistemul Complementul reprezinta un element litic al serului proaspat
Capaciatea sa litica este inactivata prin incalzirea serului la 56 ˚C 30 minute.
Componentele Complementului
Cele mai cunoscute componente ale C’ sunt:
Fractiunile inactive: C1 (C1q, C1r, C1s), C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9;
Factorii de initiere a activarii C’:
Properdina (P), factorul B, facorul D
Lectine care leaga carbohidrati de pe suprafata microorganismelor (mannose-binding lectin (MBL) sau mannose-binding protein),
Factori inactivatori (reglatori ai activarii):
Inactivatorul lui C1 (C 1 INA)
Inactivatorul lui C3b (C3b INA) sau factorul I
Factorul H,
ACTIVAREA COMPLEMENTULUI
Sistemul Complement poate fi activat
direct de bacterii si produsi bacterieni (toxine, LPZ): CALEA ALTERNA sau PROPERDINICA
prin lectine legate de suprafata microorganismelor: CALEA LECTINICA
De complexe Antigen-Anticorp: CALEA CLASICA (este calea apararii specifice)
Activarea C’ pe oricare din cele trei cai initiaza o cascada de evenimente proteolitice (activarea unor proenzime) care vor duce la :
Producerea de factori chemotactici care vor atrage fagocitele si celulele inflamatorii in locul respectiv,
Cresterea permeabilitatii vasculara pentru a favoriza accesul la locul infectiei,
Promovarea fagocitozei (prin opsonizare) si eliminare
Distrugerea directa a agentului infectios
Cele trei cai de activare au un punct de jonctiune comun, activarea componentei C3
CALEA CLASICA DE ACTIVARE A C’
Calea clasică este iniţiată de formarea complexelor imune (antigen-anticorp) cu participarea IgG sau IgM, pe un suport (de exemplu: o membrană bacteriană).
De acest complex Ag/Ac se leagă iniţial fracţiunile lui C1 (C1q, C1r, C1s), formând componenta activă C1qrs, numită C1-esteraza, cu rol enzimatic, capabilă să scindeze componenta C4 în două fracţiuni inegale (cu funcţii diferite): C4a şi C4b.
Fracţiunea C4 a rămâne liberă iar C4b se leagă de membrana celulară pe care se face activarea.
Concomitent cu legarea lui C4B se activează şi C2 a cărui clivare duce la formarea componentelor C2a şi C2b (care rămâne liber).
Componenta C2a se leagă de C4b pe membrană şi formează C4b2a numită şi C3 convertaza căii clasice, deoarece descompune pe C3, în C3a (prima anafilatoxină) şi C3b, care se leagă de membrană prin intermediul lui C4b2a şi formează componenta activă C4b2a3b, numită C5 convertaza căii clasice, deoarece descompune C5 în C5a (a doua anafilatoxină) şi C5b.
Componenta C5b se leagă separat de membrană şi activează imediat componentele C6 şi C7 – formând, într-o primă fază, C5b67 numită complex trimolecular, cu rol chemotactic (dacă se desprinde de membrană).
Dacă rămâne pe membrană, complexul trimolecular, C5b67, determină activarea celorlalte două componente, C8 şi C9, formând complexul membranar de atac, C5b6789.
În timpul activării componentelor C8 şi C9, acestea pătrund adânc în membrana celulară bacteriană (de exemplu) şi astfel pe suprafaţa celulei bacteriene se vor forma orificii prin care are loc un schimb masiv de apă şi electroliţi, determinând liza celulei pe suprafaţa căreia s-a activat complementul.
Calea lectinica de activare a C’
Mannose-binding protein (MBP) sau Mannan-binding lectin (MBL) sunt lectine apartinand superfamiliei C-type.
[Lectinele sunt proteine sau glicoproteine care leaga carbohidrati in mod reversibil, fara a le modifica structura.
Exemple de lectine:
concanavalina A
Fitohemaglutinina
Ambele au efect mitogenic asupra limfocitelor]
Mannose-binding protein (MBP) sau Mannan-binding lectin (MBL) recunosc si se leaga de manoza de la componentii glucidici de pe suprafata a numeroase microorganisme (bacterii, virusuri, protozoare, fungi).
Aceasta legare activeaza o proteaza asociata cu MBL, denumita MASP (MBL-associated serine protease).
MASP cliveaza componentele C4 si C2, ducand la formarea C3 convertazei (C4b2a)
De remarcat ca acest proces intervine precoce, inainte de sinteza anticorpilor, asigurand un mecanism de aparare timpuriu, nespecific, innascut
Calea alternativa de activare a C’
Activarea pe cale alternă duce la formarea unor componente asemănătoare cu cele rezultate din activarea complementului pe cale clasică, deosebirea dintre cele două căi fiind dată de iniţierea activării, care, pe cale alternă, este datorată prezenţei unor
substanţe sau structuri microbiene, ca de exemplu,
Lipopolizaharidele bacteriene,
Toxine bacteriene
Polizaharide (bacterii, fungi)
IgA agregata,
Unele complexe Ag-Ac care nu activeaza pe cale clasica, etc
La fel ca si calea lectinica, calea alternativa poate fi activata inaintea stabilirii unui raspuns imun impotriva agentului infectios, deoarece nu depinde de prezenta anticorpilor si in plus nu implica componentele timpurii C1, C2 si C4.
In mod normal C3 se activeaza fie prin reactia cu apa, fie datorita unor cantitati mici de enzime proteolitice plasmatice, formand o cantitate foarte redusa de C3b.
Aceste molecule “nascande” au o viata foarte scurta, ele sunt inactivate prin inactivatorul lui C3b (C3bINA)
In prezenta activatorilor si in prezenta ionilor de Mg2+, componenta C3b se combina cu factorul B si da nastere unui produs notat C3bB.
Acesta in prezenta factorului D este susceptibil sa se transforme in C3bBb (dupa ce factorul B a fost scindat in doua fragmente Ba si Bb).
C3bBb, numit si C3-convertaza caii alternative, are o actiune enzimatica importanat, descompune molecula de C3 si amplifica procesul printr-un feed-back pozitiv
Reglarea Sistemului Complement
Primul mecanism de reglare a caii clasice este reprezentat chiar de anticorpi.
Componenta C1 nu se va putea lega de situsul specific de la nivelul Fc al Ig G sau IgM, decat daca acestia au fixat antigenul.
Atunci au loc niste modificari conformationale care permit legarea lui C1 de Fc al Ig si declansarea cascadei.
Cateva proteine serice regleaza sistemul Complement la diferite nivele:
Inactivatorul lui C1 (C 1 iNA) este un inhibitor important al caii clasiceblocheaza proteoliza lui C2 si C4 de catre C1s
Inactivatorul lui C3b (C3b INA) sau factorui I si
Factorul H, intervin in calea alternativa
Unele componente membranare au rol de protectie a celulelor fata de liza prin complement
DAF (Decay accelerating factor) pe suprafata eritrocitelor, leucoctelor, trombocite, celule endoteliale
MCP (membrane cofactor protein)
HRF (homologus restriction factor)
CD 59 (protectin) inhiba formarea complexului membranar de atac
Efectele biologice ale activarii Complementului
1. Liza celulara prin complement (CMA)
Liza bacteriana
Liza celulelor straine
2. Opsonizare
C3b este o opsonina care promoveaza clearance-ul bacterian
Neutrofilele si macrofagele au receptori pt C3b
3. Chemotaxie
C3a, C5a, C5b67 – factori chemotactici
4. Anafilatoxine
C3a, C4a, C5a determina degranularea mastocitelor cu eliberare de mediatori – histamina, care duce la cresterea permeabilitatii vasculare, contractia musculaturii netede (mai ales a bronhiolelor producand bronhospasm),
5. Reactii inflamatorii acute
Sistemul imun
Sistemul imun asigura mecanismele homeostatice care raspund de pastrarea integritatii organismului in fata patrunderii microorganismelor si a altor agenti straini.
Microorganismele invadante includ: virusuri, bacterii, protozoare, ciuperci, paraziti
In plus, se dezvolta un raspuns imun impotriva
proteinelor si macromoleculelor proprii in bolile autoimune,
Impotriva celulelor proprii denaturate – celule tumorale, de ex.
Celulelor, tesuturilor straine- grefele si transplantele
Prima linie de aparare impotriva organismelor straine este reprezentat de rezistenta naturala sau apararea nespecifica. Ea cuprinde :
Barierele cutanate si mucoase cu integritatea acestora
Bariere chimice: aciditatea pielii, stomac, etc
Factori umorali bactericizi (betalizine, lizozim, sistemul C’, IFN)
Microbiocenozele locale
Fagocitoza
Febra
O a doua linie de aparare este reprezentata de imunitatea specifica sau adaptativa, care are nevoie de cateva zile pentru a raspunde la invazia primara.
Imunitatea specifica consta in:
Raspunsul Imun Umoral (RIU), adica productia de imunoglobuline cu rol de anticorpi. Anticorpii sunt proteine solubile care leaga antigenele. Sunt produsi de limfocitele B mature (plasmocite)
Raspuns Imun Celular in care celule specifice recunosc particulele sau microorganismele straine si le distrug. Aceste celule sunt:
limfocitele T si B,
Celulele celei de “a treia clase”: Celule K, Nk, LAK
Macrofagele, celule dendritice, astrocite,etc
Aceste celule sunt foarte importante in lupta impotriva virusurilor si a tumorilor, ele recunosc si distrug celulele infectate viral si cele tumorale.
Raspunsul la o a doua infectie cu acelasi patogen este de obicei mai rapid decat la prima infectie, pentru ca deja celulele imune B si T cu memorie sunt activate.
Celulele sistemului imun interactioneaza intre ele prin intemediul a numeroase molecule si mediatoi chimici denumite
Limfokine (leucocite)
Chemokine – produse de alte celule.
Tipuri de imunitate
Imunitate activa
Naturala – postinfectioasa
Artificiala - postvaccinare
Imunitate pasiva
Naturala - transplacentara
Artificiala - prin ser imun
Imunitate activa este imunitatea obtinuta in urma contactului cu antigenul (micoorganismul).
Acest contact poate sa fie natural (Imunitate activa naturala) si atunci poate duce la infectie clinic manifesta sau asimptomatica (subclinica).
In cazul Imunitatii active dobandite artificial, imunizarea se poate face cu:
Agent infectios intreg
Viu (atenuat)
Omorat
Antigene, particule microbiene
Toxine, toxoizi (anatoxine)
In toate aceste situatii sistemul imun al gazdei este activat si se declanseaza un RI cu sinteza de anticorpi (RIU) si activarea celulelor cu rol imun (RIC)
Imunitatea activa este de lunga durata, dar se declanseaza mai lent
Imunitatea pasiva se bazeaza pe anticorpii preformati intr-o alta gazda
Natural - Ig G si IgA primite de la mama transplacentar si prin laptele matern. In acest fel nou-nascutul este temporar imun la infectii pe care mama le-a avut sau a fost vaccinata (difterie, rubeola, poliomielita), pana cand anticorpii materni vor fi metabolizati si inlocuiti cu cei proprii. Perioada de protectie oferita de acesti Ac este de aproximativ 4 luni, timp in care nou-nascutul este protejat de majoritatea bolilor infectioase, ele de regula aparand ulterior.
Artificial – administrare de anticorpi proveniti de la persoane care au trecut prin infectie (seroterapie cu ser de convalescent sau prin administrare de anticorpi antitoxici – antitoxine)
Vaccinuri bacteriene
Imunizare activa:
1. polizaharide capsulare
Str. pneumoniae
N. meningitidis
H. influenzae
2. Vaccinuri cu anatoxina- toxoid
Corynebacterium diphtheriae
Clostridium tetani
Bordetella pertussis
3. Vaccinuri cu proteine purificate
B. pertussis acelular (alcatuit din proteine purificate)
Impotriva bolii Lyme – contine proteine purificate de suprafata externa a bacteriei Borrelia burgdorferi
B. anthracis
4. Vaccinuri vii atenuate
BCG cu tulpina Calmette Guerin
Francisella tularensis – la pers cu risc: lab, vet, vanatori
5. Vaccinuri cu bacterii omorate
V. holerae
Y. pestis
Rickettsia rickettsiae
Febra Q- Coxiella burneti
Imunizare pasiva - pentru tratament si preventie
Tetanos
Botulism
Difterie
CURS NR.12
Parazitologie Introducere Clasificare Giardia Lamblia
Trichomonas vaginalis
PROTOZOARE
Sunt organisme unicelulare care traiesc libere in natura sau sunt parazite
Se impart in 4 clase:
– SARCODINA sau RHISOPDA
– MASTIGOPHORA sau FLAGELLATA
– SPOROZORA
– CILIATA
CLASA SARCODINA
REPREZENTANTI BOLI DETERMINATE
Entamoeba hystolytica (E. dysenteriae) Amibiaza intestinala si hepatica
Entamoeba coli
Entamoeba hartmani
Entamoeba gingivalis
Dientamoeba fragilis
Endolimax nana
Amibe nepatogene sau putin patogene
Naegleria fowleri Meningoencefalita amibiana primitiva
Acanthamoeba spp Encefalite granulomatoase
Clasa FLAGELLATA
REPREZENTANTI BOLI DETERMINATE
Trypanosoma gambiense
Trypanosoma rhodesiense
Trypanosoma cruzi
Tripanosomiaza africana (boala somnului)
Tripanosomiaza americana (boala Chagas)
Leishmania donovani
Leishmania tropica
Leismania brasiliensis
Leishmanioze viscerale (boala Kala Azar)
Leishmanioza cutanata
Leishmanioza cutaneo-mucoasa americana
Giardia (Lamblia) intestinalis Giardioza (lambliaza) intestinala
Trichomonas vaginlis
Trichomonas intestinalis
Trichomonas hominis
Chilomastix mesnili
Trichomoniaza urogenitala
Flageloze intestinale
Clasa SPOROZOA
REPREZENTANTI BOLI DETERMINATE
Isospora belli
Cyclospora cayetanensis
Cryptosporidium parvum
Boli diareice mai ales la persoane imunocompromise
Criptosporidioza
Plasmodium falciparum
Plasmodium malariae
Plasmodium ovale
Plasmodium vivax
Malaria (paludism)
Toxoplasma gondii Toxoplasmoza
Pneumocystis carinii Pneumocistoza
CLASA CILIATA
Balantidium coli - balantidioza (boala diareica)
GIARDIA LAMBLIA
Cauzeaza boala denumita giardioza
STRUCTURA
Parazitul este prezent in doua forme:
FORMA VEGETATIVA (TROFOZOIT)
FORMA CHISTICA
FORMA VEGETATIVA
12 – 15 - 20 microni
Forma piriforma (jumatate de para)
Prezinta
– 2 nuclei situati in regiunea anterioara
– 4 perechi de flageli care asigura mobilitatea
– Un disc de suctiune prin care se ataseaza de peretele intestinal
Se localizeaza la nivelul duodenului si jejunului, in infestatii masive pot popula si intestinul gros
FORMA CHISTICA
Forma ovalara
6 – 12 microni
Pereti grosi
Contine
– 2 – 4 nuclei
– Un manunchi de fibrile diagonale
Reprezinta forma infectiva, de transmitere a parazitului
Dintr-un chist iau nastere 2 trofozoiti
Epidemiologie
Giardioza este o boala cosmopolita
Incidenta este
– variabila: 1.5- 20 %
– mai mare la copii
– invers proportionala cu gradul de sanitatie
Doza minima infectanta: 10-25 chisti
Rezervorul de infectie:
– omul simptomatic sau purtator asimptomatic
Transmiterea: mecanism fecal-oral
Contaminarea prin intermediul chistilor
– Direct: de la o persoana la alta pe calea mainilor murdare
– Indirect prin apa, alimente, obiecte contaminate
Ciclul biologic
Are loc in organismul uman
Chistii ingerati ajung in stomac, se dechisteaza la pH-ul de 1.2-2.7 si elibereaza trofozoitii.
Acetia migreaza in duoden si jejun, se ataseaza de microvilii celulelor epiteliale.
Aici se inmultesc prin diviziune binara, ajung in colon, se inchisteaza si se elimina in materiile fecale.
In mediul extern, trofozoitii se dezintegreaza iar chistii infesteaza apa, alimente, etc
Manifestari clinice
Simptome initiale:
– Flatulenta
– Distensie abdominala
– Greturi
– Anorexie
– Diaree (urat mirositoare, exploziva, deseoti apoasa)
– Scaunul contine lipide in exces (steatoree), dar niciodata sau extrem de rar sange sau tesut necrotic
In infectii vechi se asociaza malabsortia pt vit B12, dizaharide si intoleranta la lactoza
La copii mai ales: iritabilitate, cefalee, convulsii, tulburari de memorie, somn agitat
Patogenitate
Aderarea parazitului de mucoasa intestinala duce la malabsortie, mai ales pentru lipide si glucide
Parazitul adera, dar nu invadeaza niciodata mucoasa.
Simptomele rezulta probabil din inflamatia celulelor mucoasei intestinale, care va duce la un turn-over rapid al mucoasei.
Celulele imature de inlocuire au o suprafata functionala mai mica si abilitati absorbante si digestive mai reduse, ceea ce xplica malabsortia si maldigestia
DIAGNOSTIC DE LABORATOR
Evidentierea
– Trofozoitilor in lichidul duodenal (enterotest sau string-test)
– Trofozoitilor si chistilor in scaune diareice
– Chisti in scaun
Tratament si preventive
Metronidazol
Preventia se refera la respectarea regulilor de igiena si evitarea consumului de apa potential infestata
Nu exista medicatie profilactica sau vaccin
TRICHOMONAS VAGINALIS
Trichomonas vaginalis este un flagelat cavitar care cauzeaza infectii urogenitale, fiind un parazit strict al sistemului urogenital :
Vaginul pentru femei
Uretra si prostata pentru barbati
Boala poarta numele de trichomoniaza si este o infectie cu transmitere sexuala
STRUCTURA
Parazitul este prezent numai in forma vegetativa, de trofozoit
Forma ovalara, piriforma
15-18-35 microni
Un singur nucleu
4 flageli anteriori
O membrana ondulanta
Un axostil
Epidemiologie
Parazitul are o raspandire larga, fiind distribuit in intreaga lume
Incidenta este variabila
– De la 5 % la femeile “normale” pana la 70% in cazul prostituatelor sau femeilor din inchisori
Transmiterea se face prin contact sexual
Parazitul nu rezista la conditiile mediului exterior !!!
Alte modalitati de transmitere – obiecte de igiena intima – parerile sunt impartite
PATOGENITATE
T. vaginlis este facultativ anaerob, adaptat la un pH peste 5 (pH-ul vaginal normal 3.5-4.5), intalnit in infectii trichominiazice, sarcina, infectii vaginale, cervicite
Infectia afecteaza ambele sexe, avand o raspandire larga datorita transmiterii veneriene
Infectia este facilitat de adezinele prezente la suprafata parazitului care permit recunoasterea si aderarea la celulele epteliului vaginal si uretral
MANIFESTARI CLINICE
Prezenta flagelatului in vaginul femeilor nu este urmata intotdeauna de paritia vaginitei, a carei instalare este favorizata fie de variatiile de virulenta ale tulpinilor parazitului, fie de teren (cresterea ph-ului in sarcina, menstruatie, infectii cu anaerobi, disbacterii care duc la eliminarea lactobacililor)
La cateva zile de la contactul infectant are loc proliferarea si multiplicarea parazitilor, urmata de degenerarea si descuamarea epiteliului vaginal, cu aparitia unui infiltrat inflamator al mucoasei
Macroscopic, peretele vaginal este congestionat, sensibil, cu mici ulceratii, depozite dfibroleucocitare ce contin paraziti.
Manifestarile clinice ale infectiei variaza de la starea de purtatoare asimptomatice pana la vaginite severe cu extindere la nivelul uretrei, glandelor Bartolin si uneori endocervix.
Simptomele vaginitei cu T. vaginalis:
Prurit vulvo-vaginal
Senzatie de arsura
Disurie
Secretie vaginala spumoasa, apoasa, galben-verzuie, urat mirositoare in care sunt prezente numeroase PMN si paraziti
Netratata vaginita se cronicizeaza, secretia se diminua, dar se accesntueaza procesul inflamator.
Complicatii: - endometrite, salpingite, suprainfectii bacterien, etc
La barbat T. vaginalis se localizeaza in uretra si prostata, dar habitatul nu este favorabil dezvoltarii parazitului.
La 48 ore de la contactul infectant la 70% din barbati se identifica parazitul,
Dupa 5 zile, doar la 30% !
In general infectia la barbat este asimptomatica doar la 10-20% apare uretrita acuta:
Secretie uretrala purulenta, senzatie de arsura pe uretra, disurie
Infectiile cronice au local;izare la nivelul prostatei
DIAGNOSTIC DE LABORATOR
Evidentierea parazitului in
– Secretia vaginala
– Secretia uretrala (barbat)
– Urina
Prin examen microscopic
– preparat nativ
– preparate colorate Giemsa, Papanicolau, etc
CURS NR.13
TOXOPLASMA GONDII
Caractere generale
Toxoplasma gondii apartine clasei Sporozoare
Cauzeaza boala denumita toxoplasmoza
Majoritatea infectiilor sunt benigne, dar poate fii fatala
– La pacienti immunocompromisi
– Nou-nascuti
Toxoplasmoza congenitala poate cauza
– Chorioretinita
– Orbire
– Hydrocefalie
– Retard mental
Gazda definitiva a parazitului este pisica
STRUCTURA PARAZITULUI
1. Forma vegetativa sau trofozoit
4-7 micrometri/ 1-3micrometri
Forma de para sau semiluna
bradizoiti and tachizoiti
asigura invazia
Responsabil pentru manifestarile initiale ale bolii
Disemineaza pe cale sangvina sau limfatica cu localizari secundare in sistemul nervos central, muschi, ganglioni
Nu reprezinta o forma de transmitere a bolii
2. Chistul
sferic
50-200 microni
Contine mii de bradizoiti
Este impermeabil pentru antibiotice si anticorpi
Nu reprezinta forma infectioasa a parazitului, dar este o forma de rezistenta si rezervor de toxoplasme
Se localizeaza in tesuturi (muschi, creier, ochi)
3. Oochist
ovalar
14-16 micrometri
Este eliminat de pisica si contamineaza mediul inconjurator
1 oochist------------------à 2 sporochisti---------------à 8 sporozoiti
CICLUL BIOLOGIC
Pisica este infestata prin consumul de carne cruda contaminata (continand chisti) si va dezvolta o parazitoza intestinala.
In intestinul pisicii chistul elibereaza trophozoitii à tachyzoitià bradyzoiti à micro- and macrogametociti àoochisti care sunt eliberati cu materii fecale in mediul inconjurator.
Oochistii infecteaza animale si oameni à tract digestivà infectie intestinalaà tachizoiti (trofozoiti cu multiplicare rapida)à ganglioni limfatici mezentericià diseminare in organismà acolo unde se localizeaza, prolifereaza si cauzeaza
distructii tisulare sau formeaza chisturi tisulare care persista ani de zile (in care trofozoitii se multiplica lent - bradizoiti) sau mor si se calcifica - in muschi, SNC, ochi.
CONTAMINAREA UMANA
cu chisti – prin consum de
– carne contaminata, cruda sau insuficient preparata termic
– Lapte nefiert contaminat (foarte rar)
cu oochisti (eliminati de pisica in materiile fecale)
– contact apropiat cu pisica infectata
– consum de fructe, legume nespalate (contaminate)
Congenitala - de la mama infectata la fat.
BOALA LA OM
1. Copii si adulti imunocompetenti:
– Majoritatea infectiilor sunt asimptomatice,
– Un mic procent dezvolta un sindrom asemanator mononucleozei (mononucleosis-like sindrome) cu:
astenie
frisoane
febra,
cefalee,
mialgii,
limfadenopatie
2. Pacienti imunocompromisi, inclusiv cei cu SIDA:
majoritatea cazurilor sunt reactivari ale infectiei anterioare
encefalopatie
meningoencefalita
Toxoplasmoza congenitala:
a. Infectia primara a mamei – in timpul trimestrului unu sau doi al sarcinii
avort
encefalomielita
hidrocefalie
microcefalie
corioretinita
b. Mama infectata primar in trimestrul trei al sarcinii:
Majoritate copiilor sufera de corioretinita
DIAGNOSTIC DE LABORATOR
Diagnostic parazitologic: evidentierea parazitului in sange, alte lichide ale organismului, piese de biopsie
Diagnostic serologic: Ig M , Ig G
HELMINTI
Helminti- caractere generale
Helmintii sau viermii apartin regnului animal, Metazoare
Se impart in:
– Plathelminti (viermi plati)
Cestode (viermi plati, segmentati)
– Tenia solium,
– Tenia saginata
– Tenia echinococcus
Trematode (viermi plati, nesegmentati, cu aspect foliaceu)
– Fasciola hepatica
– Fasiolopsis buski
– Nemathelminti (viermi cilindrici)
CLASA CESTODA- CARACTERE GENERALE
Sunt viermi plati, segmentati, hermafroditi, care paraziteaza in forma adulta intestinul uman si animal
MORFOLOGIE: exista sub trei forme:
Viermii adulti
Forma larvara
Oua
Viermii adulti prezinta
Cap – scolex – prevazut cu organe de fixare
Ventuze
Botridii
Carlige dispuse in una, doua sau mai multe coroane
Gat sau col – reprezinta un tesut proliferativ din care iau nastere segmentele corpului
Corp sau strobila – format din segmente denumite proglote
Tinere- in imediata vecinatate a gatului cu ap. Reproducator imatur
Adulte - cu aparat reproducator bine dezvolotat
Batrane – distale, cu aparat reproducator atrofiat, cu exceptia uterului plin cu oua
Viermele adult creste mereu, formandu-se noi proglote la nivelul gatului
Proglotele vechi de la capatul distal sunt gravide si produc multe oua, care sunt excretae in fecale si se transmit astfel la numeroase gazde intermediare precum – vite, porci, pesti
Oamenii se infeseaza prin ingestia de carne insuficient preparata termic ce contine larve
In unele cazuri, de ex. Cisticercoza (T. solium) sau Chistul hidatic (E. granulosus) sunt ingerate ouale si larvele rezultate cauzeaza boala
Exista 4 cestode de importanta medicala:
Tenia solium (teniaza prin carne de porc si cisticercoza)
Tenia saginata (teniaza prin carne de vita)
Diphylobotrium latum (botriocefaloza – prin ingestia de larve din carnea de peste)
Echinococcus granulosus sau Tenia echinococcus (Chistul hidatic)
TENIA SAGINATA
Forma adulta a parazitului cauzeaza teniaza prin carne de vita
Raspunzatoare de aprox. 80% din teniaze
Larvele nu cauzeaza cisticercoza
MORFOLOGIE
Viermii adulti:
– 6-8 m lungime
– 5-6 mm latime
– Culoare alb-opaca,
– Are musculatura bine dezvoltata
– Scolexul
4 ventuze
O depresiune care seamana cu a 5-a ventuza
Nu are carlige – tenie “nearmata”
– Strobila
1200-2000 proglote
Exista particularitati care pot o diferentia de T. solim
Proglotele batrane: uterul plin cu oua
Ouale
– Embrionate 30-50micrometri
– Invelis fragil la exterior cu aspect radiar, gros., brun
– In interior se gaseste un embriofor – un embrion hexacant prevazut cu 6 carlige dispuse pereche
Forma larvara
– Cysticercus bovis
– Formatiune veziculara monochistica cu un mic scolex
– 4-9 mm/5mm
CICLUL BIOLOGIC
T. Saginata paraziteaza intestinul uman
Omul este gazda definitiva
Viermele adult traieste cu la nivelul intestinului subtire cu scolexul prins in mucoasa si corpul liber in lumen
Datorita musculaturii bine dezvoltate, ultimele proglote se desprind, migreaza activ prin intestinul subtire, strabat sfincterul ileo-cecal, ajung in colon si se elimina activ prin sfincterul anal in perioada dintre defectatii 1-12 proglote/zi, mai frecvent noaptea
Ocazional se pot elimina si in materiile fecale
Proglotele contamineaza mediul extern, se sparg, elibereaza ouale, embrioforii sunt rezistenti (2-4 luni) – disemineaza la distanta prin apa de ploaie, vant, muste, praf – ajung pe sol, pasuni si sunt ingerati de bovine care reprezinta gazda intermediara.
Embrionii hexacanti la nivelul tubului digestiv sunt eliberati, strabat peretele intestinal, sunt antrenati in circulatia sanguina si se disperseaza in organismul bovinei.
Se localizeaza de preferinta la nivelul musculaturii active: m. mastictori, miocard, pericard – se veziculizeaza si ia nastere forma larvara – cisticerc.
Prezenta lor induce cisticercoza bovina, care este discreta, greu de depistat la controlul veterinar (dimensiuni reduse,nr. mic, localizare)
CONTAMINAREA UMANA
Consum de carne vita contaminata cu cisticerci insuficient preparata termic
Sub actiunea sucurilor digestive este distrusa vezicula cisticercului, elibereaza scolexul mic, se fixeaza pe mucoasa intestinala, creste in 2-3 luni.
Este un vierme solitar, poate trai 25 ani
BOALA LA OM
Teniaza de carne de vita
Prezenta viermelui initiaza prin actiune iritativ-mecanica o simptomatologie nespecifica
– Crampe abdominale
– Perturbari ale tranzituluiintestinal: diaree alternand cu constipatie
– Caracteristica este durerea tip colica provocata de penetrarea sfincterului ileo-cecal de catre proglote
– Viermele perturba digestia prin substante nutritive din intestin ducand la maldigestie, malnutritie
– Simptomul prepondernt, deranjant pt bolnav este eliminarea proglotelor izolate, regasite pe coapse, fese, lenjerie
– Proglotele = 2.5 cm, alb, galbui, opace, mobile
DIAGNOSTIC
Date anamnestice
Ex macroscopic al proglotelor eliminate spontan sau dupa purgatie salina
Prelevarea de oua din proglote cu pipeta Pasteur si examinare la microscop
Ex coproparazitologic nu e concludent (ouale nu se elimina in scaun, doar accidental daca se sparg proglotele)
TENIA SOLIUM
Viermii adulti cauzeaza teniaza prin carne de porc (prin consum de carne contaminata cu cisticerci)
Foirma larvara cauzeaza cisticercoza (prin contaminare cu oua)
MORFOLOGIE
Viermele adult
– 2-3 m/ 1-6mm
– Alb-laptos, transparent
– Scolexul
Globulos
4 ventuze
1 rostru cu o coroana dubla de carlige – tenie “armata”
– Corpul
700-1000 proglote
Proglotele batrane elibereaza aprox 150.000 oua
Ouale
Identice cu ale t. saginata
Forma larvara
Cysticercus cellulose
Larva
– Monochistica
– Monocefalica
– Alb-laptoasa
– Ovala1-1.8/0.3-0.7 cm
– Contine un mic scolex
CICLUL BIOLOGIC
Omul este gazda definitiva
Viermele solitar se gaseste in intestinul subtire fixat prin scolex de mucoasa
Proglotele batrane se detaseaza si se elimina pasiv cu materiile fecale la exterior sub forma de lanturi de proglote, ajung in mediul exterior, fie sunt ingerate de porc sau contamineaza solul, ouale continand embrionul sunt ingerate de porc, ajung in circulatie, sunt dispersati in organism, in special la nivelul musculaturii, tesut subcutanat unde se veziculizeaza formand cisticercii
Acestia se dezvolta in special la nivelul musculaturii intercostale, cervicale, linguale si sunt usor de depistat la controlul veterinar
CONTAMINAREA UMANA
Consum de carne de porc insuficient preparata termic contaminata cu cisticerci.
– In intestin se elibereaza scolexul care se fixeaza pe peretele intestinal si in 2-3 luni ajunge la maturitate.
– Tenia poate trai 4-5 ani
Ingerarea de oua prin autoinfestatie duce la cisticercoza umana
BOALA LA OM1. TENIAZA DE CARNE DE PORC
Prezenta teniei este bine tolerata, evoluand asimptomatic
La unii bolnavi apar simptome intestinale si generale nespecifice
– Greata
– Varsaturi
– Pusee de diaree
– Tulburari de apetit (bulimie/anorexie)
– Scadere in greutate
– Cefalee
– Astenie
Periodic bolnavul elimina fragmente din vierme, proglote
Ocazional proglotele pot fi antrenate in apendice sau cai biliare inducand complicatii obstructive
2. CISTICERCOZA
Este o parazitoza cauzata de dezvoltarea la om a formei larvare a teniilor (cisticerci), omul fiind gazda intermediara in acest caz.
Infestarea se face cu oua de tenie prin 2 mecanisme
1. Autoinfestatia
– Endogena – in conditii de febra, alimentatie condimentata, ingestie de alcool – viermele adult excitat declanseaza cresterea peristaltismului intestinal cu ruperea proglotelor batrane in regiunea proximala, proglotele ajung in stomac, se elibereaza mii de oua ducand la o contaminare foarte grava
– Exogena – se sparg proglotele in MF in timpul eliminarii lor à igiena deficitaraàmecanism fecal-oralàreinfestare cu oua à cisticercoza moderata
2. Infestatie exogena
– Contaminare cu oua din apa, alimente, legume nespalate contaminate cu dejectii umane
CISTICERCOZA- PATOGENIE
Oul elibereaza embrionul hexacantàcirculatieàmetastazeaza in diferite tesuturi
Localizare:
– Muschi à larva aspect fusiform
– Subcutan
– Ocular à larva ia un aspect sferic
– Cerebral à aspect pseudotumoral -cysticercus racemosus
Larva exercita
– actiune mecanica, de compresiune directa
– Actiune iritativa
– Fenomene alergice
– Daca moare se poate calcifia
Cele mai grave localizari sunt cele la nivelul SNC – neurocisticercoza cu manifestari variate - crize epileptice, tulburari mentale, convulsii generalizate
DIAGNOSTIC DE LABORATOR
Evidentierea proglotelor in scaun prin examen macroscopic
Ex coproparazitologic - rareori ouale se gasesc in scaun, doar in cazul ruperii proglotelor batrane.
TENIA ECHINOCOCCUS
Tenia echinococcus sau Echinococcus granulosus este agentul etiologic al chistului hidatic sau hidatidoza
CH este o parazitoza umana rezultata din dezvoltarea la om a formei larvare a unei tenii mici, intalnita in forma adulta la caine sau alte animale de companie
MORFOLOGIE
Viermele adult
– Tenie mica
– 3-6 mm
– Scolex
4 ventuze
O coraoana dubla de carlige - “tenie armata”
– Gat scurt, subtire
– Strobila
3 segmente, ultimul este proglota batrana cu uterul plin cu oua (400-800)
OUALE
– Embrionate
– 32-36/25-30 microni
– Invelis extern fragil
– Embriofor = embrionul hexacant si un invelis radiar, gros, brun
FORMA LARVARA
Hidatida este o vezicula polichistica, policefalica
Este structurata astfel:
– MEMBRANA CUTICULARA
Este peretele exterior al hidatidei
Membrana alba, mata, elastica
Asigura integritatea si nutritia hidatidei
– MEMBRANA PROLIGENA SAU GERMINATIVA
Se afla sub mb. cuticulara
subtire, alba, fragila
Da nastere veziculelor proligene si veziculelor fiice
– VEZICULELE PROLIGENE
Se formeaza prin inmugurirea mb proligene in interiorul hidatidei (250-300microni)
In interiorul lor se formeaza 10-30protoscolecsi/vezicula
Fiecare protoscolex reprezinta un mic cap de tenie
Protoscolecsii+veziculele proligene desprinse de pe mb proligena formeaza nisipul hidatic
– Lichidul hidatic umple cavitatea hidatidei, este limpede, incolor, bogat in substante nutritive
CICLUL BIOLOGIC
Viermii adulti traiesc in intestinul subtire al cainelui in sute, mii de exemplare.
Cainele este asimptomatic.
Ouale embrionate se elimina in materiile fecale, contamineaza blana animalului si mediul inconjurator.
Animalele, oi, in special ierbivore se contamnineaza prin ingerarea oualor.
In intestin, din oua se elibereaza embrionii hexacanti àstrabat mucoasa intestinala àhematogenàdifuzeaza in tesuturiàviscere (ficat, cel mai frecvent)à aici se dezvolta forma larvara, hidatida.
Continuarea ciclului presupune ingerarea viscerelor infestate cu hidatide à scolecsià intestin subtire caineà vierme adult
CONTAMINAREA UMANA
Ingerare de oua
– De pe blana animalului infectat
– De pe obiecte contaminate
Ouale elibereaza in intestin embrionul hexacant, acesta penetreaza peretele intestinal si pe cale hematogena difuzeaza in organism.
60% din localizari sunt la nivelul ficatului
30% la nivelul plamanilor
10% in alte viscere
La acest nivel se formeaza hidatida, care creste lent, treptat, fara a cauza simptomatologie, iar in cativa ani atinge dimensiuni de ordinul zecilor de cm.
CHISTUL HIDATIC
Dezvoltarea chistului hidatic in diferite viscere induce mai multe tipuri de actiuni patogene:
Mecanice – compresiune
Iritativ – inflamatorii
Toxixe – alergice
Infectioase – suprainfectarea bacteriana
Poate compresa tesuturile si organele parazitate
Se poate rupe spontan sau in urma unui traumatism, ducand la
– Reactii alergice
– Suprainfectare bacteriana
– Diseminare la distanta
– Deschidere in diferite cavitati (cai bronsice, cai biliare)
DIAGNOSTIC
Initial asimptomatic, ulterior pe masura ce creste, duce la fenomene compresive
Ex. imagistic
– Radiologic
– Echografic
– Computer tomograf
– RMN
Ex. Parazitologic – doar dupa excizarea chirurgicala
Ex. Serologic – Ac anti echinococotici
CURS NR.14
NEMATODE
CARACTERE GENERALE
Nematodele sunt viermi cilindrici
Paraziteaza omul
In marea majoritate a cazurilor traiesc in intestinul uman
Omul reprezinta in unele cazuri rezervorul de paraziti
Structura
Viermi cilindrici
Suprafata neteda
Dimensiuni variabile (mm, cm)
Sexe diferite (masuli si femele)
Femelele sunt au lungime mai mare, in general
Dupa imperechere, femela produce oua
Embrionate (infectioase)
Neembrionate (neinfectioase)
Ascaris lumbricoides,
Toxocara canis,
Enterobius vermicularis,
Trichuris trichiura,
Ancylostoma duodenale,
Strongyloides stercoralis, etc
Sau femela produce larve:
Trichinella spiralis
Wuchereria bancrofti
Loa-Loa, etc
ASCARIS LUMBRICOIDES
STRUCTURA
Ascaris lumbricoides este cel mai mare si cel mai frecvent intalnit nematod intestinal al omului
Viermii adulti
Culoare roz-alba
Femela: 20-30 cm/ 5-6 mmm
Masculul: 16-20 cm
Ouale
Dupa acuplare cu masculul, femela produce
– oua fertilizate
cu aspect caracteristic,
forma ovalara pana la sferica,
45-75 µm / 35 to 50 µm,
acoperite cu doua membrane
– o coaja (membrana) groasa, chitinoasa iar
– la exterior se gaseste o membrana externa albuminoasa, cu aspect mamelonat, de culoare maron-deschis
Femelele, in lipsa masculului, pot produce
– oua nefertilizate, care
sunt mai mari decat ouale fertilizate 78 - lO5 µm / 38 - 55 µm,
au membrana interna subtire, elipsoidala
Membrana externa, cea mamelonata este neregulata,
Continutul este granular si dezorganizat
Ascaris lumbricoides se gaseste la nivelul intestinului subtire, in special la nivelul jejunului.
Femala produce 240,000 de oua/zi si aproximativ 65 milioane in cursul vietii sale.
Ouale sunt neembrionate (neinfectante) si sunt eliminate in materiile fecale.
In anumite conditii de mediu extern (umiditate, caldura 24-34 ˚C, soluri umbroase) ouale embrioneaza si larva infectanta se dezvolta in interiorul lor in aproximativ 3 sapatamani
CICLUL BIOLOGIC
Dupa ingerarea oualor infestante de catre om, acestea ajung la nivelul duodenului, unde isi pierd invelisurile, iar larvele din interior sunt eliberate.
Larvele incep sa parcurga un ciclu parenteral (perienteric) complicat , necesar acomodarii la noile conditii de viata.
Larva penetreaza mucoasa intestinala, patrunde in vasele limfatice si apoi pe calea venei porte ajunge la ficat. Aici face un popas de cateva zile (4-5), timp in care creste. Apoi isi continua traseul prin caile venoase suprahepatice, trece prin inima, ajunge in mica circulatie, oprindu-se in plaman. In capilarele alveolare face al doilea popas de 5-7 zile, ajungand sa masoare 1mm.
Ulterior, larva strabate peretele alveolar, cade in alveola pulmonara, este purtata prin bronhiole, bronhii, trahee, laringe, faringe si prin inghitire coboara in intestin,
La nivelul intestinului, larva incepe sa se dezvolte si in 8-12 saptamani de la infectie devine un vierme adult, matur sexual.
Adultii traiesc aproximativ un an si apoi sunt eliminati in scaun
Fertilizarea femelei de catre mascul duce la producerea de peste 200.000 de oua/zi
Femelele pot de asemenea produce oua si in absenta masculului, oua nefertilizate
Ouale apar in scaun la 60 - 75 zile dupa infectia initiala
Ouale fertilizate devin infectante dupa 2-3 saptamani in conditii favorabile de mediu
PATOGENIE
Patologia initiala este legata de migrarea larvelor
Severitatea depinde
– Numarul organismelor invadante
– De sensibilitatea gazdei
– Statusul nutritional al gazdei.
Persoanele infectate in mod repetat devin sensibilizate, iar migrarea larvelor pot cauza leziuni tisulare la nivelul ficatului si plamanilor cu infiltratii eozinofilice si formare de granuloame.
Reactia duce la pneumonie sau la asa-zisul sindrom Loeffler.
Viermii adulti pot cauza obstructia intestinelor, iar migrarea lor poate de asemenea cauza complicatii grave.
Manifestari clinice
Faza migratorie:
– Pneumonie asemanatoare crizelor de astm (Sindrom Loeffler):
tuse
± febra
± suprainfectie bacteriana
Faza intestinala
– 30% din infestatii sunt asimptomatice
– Dureri abdominale
– Crampe
– Diaree
– Malabsortie
– Anorexie
– Prurit nazal, urticarie
– Iritabilitate, insomnie, cefalee
Complicatii
Migratia viermilor adulti (eratism) in
– Caile biliare
– Colecist
– Ficat
– Stomac
– Caile respiratorii ààtrahee à asfixie
Pot declansa pusee apendiculare si chiar pot perfora apendicele
Ocluzia intestinala atunci cand viermii sunt in numar mare si se aduna in ghemuri
Diagnostic de laborator- identificarea oualor in materiile fecale.
ENTEROBIUS VERMICULARIS
Enterobius vermicularis determina o parazitoza cosmopolita, foarte raspandita – oxiuroza – mai ales la copii
STRUCTURA
Enterobius vermicularis este un nematod mic de culoare alb-galbuie, fusiform
Femala: 0.9 – 1.2 cm/ 0.3 – 0.5 mm
Masculul: 0.3 - 0.5 cm
Fertilizarea femelei de catre mascul duce la productia de oua cu aspect caracteristic, asimetrice
Ouale
ovalare, asimetrice, cu o latura plana si una convexa (deoarece copii stau pe ele!!!)
albe
transparente
50 - 60 µm / 20 - 30 µm.
Ouale se matureaza rapid si devin infectioase in cateva ore, prezentand la interior larva giriforma
CICLUL BIOLOGIC
E. vermicularis este un nematod specific uman,omul fiind unicul rezervor si unca gazda a parazitului
Viermii adulti traiesc in numar foarte mare la nivelul regiunii ileo-cecale
Dupa acuplare, masculii raman aici, iar femelele persista si ele inca aproximativ 30 zile (timp necesar maturarii oualor
Apoi, femelele migreaza spre anus, traverseaza activ sfincterul anal si depun aprox. 20.000 de oua in plicile perianale, mai ales seara si noaptea
Datorita miscarilor femelelor si mai ales datorita lichidului toxic eliminat de ele, apare un prurit anal sever.
Ouale sunt embrionate in momentul emisiei si in cateva ore elibereaza larva vermiforma invaziva
CONTAMINAREA UMANA
Exogen prin oua embrionate
– Direct: persoana la persoana
– Indirect: obiecte contaminate (lenjerie, praf, haine de pat)
Autoinfestatia
– Exogena: mecanism mana la gura
– Endogena: “retroinfectia” (forma larvara migreaza retrograd spre rect si intestin gros)
MANIFESTRI CLINICE
Simptomul major este pruritul anal, iar gratajul (scarpinatul) poate sa duca la suprainfectii bacteriene
Insomnie
Fatigabilitate
Iritabilitate
Cosmaruri
DIAGNOSTIC DE LABORATOR
Evidentierea oualor la examenul microscopic in prelevate de la nivelul plicilor perianale (mai putin in materiile fecale)
TRICHURIS TRICHIURA
Trichuris trichiura este un helmint resposabil pentru trichocefaloza, boala foarte raspandita, asimptomatica sau slab simptomatica, in general
STRUCTURA
Viermii adultii
– Prezinta o portiune anterioara a corpului mai subtire, efilata care patrunde in mucoasa intestinala si una posterioara mai groasa, avand aspect de bici
– Femala: 3 – 5 cm
– Mascului: 3 – 4 cm
– Culoare alba
– Femela elibereaza oua neembrionate
Ouale
Ovalare
Forma de butoi sau lamaie
maron
50 / 22 microni
Perete gros
2 dopuri albuminoase la cele 2 capete
In interior se gaseste celula ou inconjurata de vitelus
CICLUL BIOLOGIC
Ouale ingerate elibereaza larva la nivelul intestinului subtire, care apoi migreaza in cec, penetreaza mucoasa si se dezvolta pana la maturitate
Cam la 3 luni de la infestare, femeal fertilizata de mascul incepe sa depuna oua, aprox. 3.000-10.000 oua/zi.
Femelel pot trai pana la 8 ani.
Ouale se elimina in materiile fecale, ajung pe sol, se matureaza si devin infectante in aproximativ 3 saptamani
MANIFESTARI CLINICE
In general sunt legate de intensitatea infestatiei
Infectiile cu un numar mic de paraziti sunt in general asimptomatice
Un numar mare de paraziti pot
– Dureri abdominale
– Distensie abdominala,
– Diaree sangvinolenta
– Astenie
– Scadere in greutate
– Anemia si eozinofilia sunt de asemenea prezente in inmfectii grave
DIAGNOSTIC DE LABORATOR -evidentirea oualor cu aspect caracteristic in MF
TRICHINELLA SPIRALIS
Trichinella spiralis este agentul etiologic al TRICHINELOZEI
Termenul de “spiralis” se refera la aspectul rasucit al larvei inchistate a parazitului
STRUCTURA
Viermii adulti
– Viermi mici
– Masculul: 2 mm/0.04 mm
– Femala: 5 mm/0.06 mm
– Adultul traieste pentru cateva saptamani in intestinul gazdei definitive, acolo se multiplica si femela produce si elibereaza larve vii
– Nematod vivipar
Larvele
-90-100 μm
-Cresc repede
-Au tropism pentru muschi
-Larva musculara :
– 800-1000 μm/30 μm
– Se inchisteaza in muschi
-Chistul muscular
– 300-800/250 μm
– Forma de lamaie
– In interior se gasesc 1-2 larve, suprarasucite, spiralate
CICLUL BIOLOGIC
Principalele gazde sunt:
– Sobolani, porci, ursi, vulpi, caini, pisici
Ciclul biologic este foarte simplu, direct si se termina in musculatura omului, unde larva moare si se calcifica.
Infestarea incepe prin consumul de carne (de porc) insuficient preparata termic, care contine larve inchistate.
Larvele ies din carne la nivelul intestinului subtire si in aproximativ 2 zile ajunfg la forma adulta.
Dupa fertilizare, femela patrunde adanc in mucoasa intestinului subtire (faza intestinala) si la aprox. 6-7 zile elibereaza larvele vii.
O singura femela fertilizata poate produce peste 1500 de larve in 1-3 luni
Acestea iau calea venei porte sau a sistemului limfatic si ajung in circulatia generala (faza de diseminare larvara).
Diseminarea larvara apare din sapt 4-16 de la infectie.
Larvele ajung la nivelul muschilor si se inchisteaza, producand o reactie locala, in cateva sapt se organizeaza un perete al chistului care inconjoara larvele. Ele cresc si devin spiralate (faza musculara)
Chistul are forma unei lamai si poate include 1-2 larve. Ele pot ramane voiabile mult timp
Muschii cei mai frecventi invadati sunt:
Muschii oculari,
Limba
Deltoidul
Pectoralii
Muschii intercostali
Diafragma sau
Muschiul gastrocnemian
Epidemiologie
Apare peste tot in lume
Apare prin consum de carne de porc cruda sau insuficient preparata termic.
Tratarea cu sare sau afumarea nu distruge larvele din carnea parazitata,
Ele rezista la temperaturi de sub 70˚C
MANIFESTARI CLINICE
Incubatia:
– scurta: 24 - 48 hours
– asimptomatica
Faza intestinala
– Corresponde cu prezenta viermilor adulti in submucoasa, lezand mucoasa
Diaree
Voma
Dureri abdominale
Febra (unica infestare helmintica in care febra este continua)
– Dureaza aprox. 1 sapt
– Poate sa fie si asimptomatica sau cateva simptome care pot trece neobservate
Faza de diseminare larvara :
– Corespunde cu diseminarea sangvina a larvelor cu fenomene toxico-alergice
– Temperatura crescuta, continua 39-40 °C
Edem periorbital care se poate extinde la intreaga fata “boala capetelor umflate”
In acelasi timp apar alte manifestari alergice:
– Respiratorii: bronsita smatiforma
– piele: urticaria
– articulatii
– Soc anafilactic poate fii letal
– Aceasta faza dureaza 2-3 sapt.
Faza de inchistare musculara
- O mare varietate de simptome asociate pot sa apara pentru ca in afara musculaturii striate, si alte organe pot fii invadate
-Afectarea muschilor se asociaza cu mialgii, edeme, nivelul enzimelor musculare este crescut CK-NAK, GOT
-Deseori sunt afectati diafragmul, muschii intercostali,limba, muschii faciali
-Fenomenele alergice cutanate persista.
Faza terminala
-Cu toate ca majoritatea infectiilor sunt autolimitante, complicatii serioase sau chiar decesul pot sa apara ca urmare a invaziei inimii, plamanilor.
-Faza terminala apare din saptamana a 7-a de boala, mialgia persista
-Starea generala se imbunatateste.
Diagnostic
Trichineloza este suspectata atunci cand se consuma carne de porc insuficient preparata termic necontrolata de medicul veterinar si se asociaza cu un sindrom hipereozinofilic
Carnea suspecta trebuie examinata pt larve de Trichinella .
Anticorpii serici apar doar dupa 3 saptamani.
top related