VIRUSOLOGIE - REFERAT

BACTERIILE – MORFOLOGIE, FIZIOLOGIE, PATOGENITATE

Bacteriile sunt celule procariote, cu un singur cromozom, saprofite, strict sau condiţionat patogene.

Dimensiuni: 0,1-300 μm. Se văd doar la microscop. Produc bacterioze (de exemplu pneumonia, tuberculoza, meningita etc.). Bacteriile au o capacitate mare de sinteză şi multiplicare. Se înmultesc asexuat, prin diviziune directă, în 10-12

minute în condiţii favorabile. Sunt sensibile la acţiunea antibioticelorşi chimioterapicelor. Sporul bacterian este forma de rezistenţă care apare la unele specii în condiţii neprielnice de înmulţire. Creşterea bacteriilor este procesul biologic prin care bacteriile îşi măresc volumul, datorită sintetizării de noi

produşi şi acumulării apei. Multiplicarea bacteriilor se realizează prin diviziune directă şi rar prin înmugurire. Diviziunea bacteriană are loc atunci când bacteriile se găsesc într-un mediu favorabil (lichid sau solid):

- prin diviziune directă sau binară - amitoza, prin sciziparitate, care se produce la majoritatea bacteriilor; ritmul de diviziune este foarte rapid de 10-20 min; excepţie face bacilul Koch care are un timp de 18-20 ore.

- prin înmugurire sau ramificare (la un număr foarte redus de bacterii).

Morfologie

Pentru descrierea şi identificarea bacteriilor există mai multe criterii: morfologia, afinitatea tinctorială, sporogeneza, mobilitatea etc..

Morfologic, bacteriile prezintă:

Capsulă de natură polizaharidică complexă cu molecule neramificate lipsite de miez lipopolizaharidic, puternic hidratată (99% apă).

Membrana externă - stratul exterior al peretelui celular, este triplu stratificată. Peretele bacterian -cu componenta principală mureina sau peptidoglicanul, polimeri micşti, din două tipuri de

hexoze: N-acetilglucozamina (G) şi acidul N-acetilmuramic (M). Membrana citolplasmatică - delimitează citoplasma cu componentele sale structurate: nucleoid- reprezentat de cromozomul bacterian, ribozomi, etc. Flagel(i)- flexibil(i)- cu rol în mişcare. Pili (Fimbrii) – imobili.

Protoplaştii sunt forme bacteriene lipsite de perete bacterian, create artificial, menţinute în medii osmotice capabile să protejeze de liză bacteriană. In medii hipotone aceste celule se sparg, iar la medii hipertone se ratatinează. Protoplaştii provin din bacterii Gram-pozitive.Sferoplaştii sunt forme bacteriene create artificial prin indepărtarea parţială a peretelui.Peretele este lipsit de mureină, însă conţine lipide, motiv pentru care au aspect sferic.Sferoplaştii provin bacterii Gram-negative.

Grupe morfologice de bacterii: sferică: cocii: stafilococi şi streptococi; pneumococi (formă lanceolată); meningococi şi gonococi (reniformi). cilindrici: bacili: forma alungită, de bastonaş cu forme diferite: curbă-spiralată: vibrioni, spirochete. Au corpul format din una sau mai multe spire: jumate de spiră: vibrion; mai multe spire, nedeformabile: spirochete: genul Treponema şi Leptospira. mai multe spire deformabile: genul Borrelia. cocobacili: forme intermediare: parvobacteriaceele filamentoase: Actinomicete: bacterii care în stadiul de culturi tinere formează filamente lungi şi ramificate,

asemănătoare unor micelii; ulterior se produce fragmentarea filamentelor rezultând forme bacilare cu lungimi diferite.

1

VIRUSOLOGIE - REFERAT

Morfologia unei bacterii (Escherichia colli).

Mobilitate:

În funcţie de prezenţa sau absenţa cililor sau flagelilor :- bacterii imobile, atriche (absenţa cililor), de obicei au capsulă Ex. pneumococii, Clostridium perfringens, etc.- bacterii mobile care în functie de numărul şi dispoziţia cililor se împart in:- monotriche (cu un singur cil), Ex: Vibrio;- amfitriche, cu câte un cil la fiecare pol al celulei;- lophotriche cu câte un smoc de cili la unul sau ambele capete ale celulei;- peritriche, cu cili dispuşi pe toată suprafaţa celulei (Proteus).

Afinitatea tinctorială - capacitatea bacteriilor de a reţine sau nu diferiţi coloranţi în urma spălării cu diferite soluţii decolorante, este un criteriu important de clasificare.

Se folosesc în mod obişnuit coloraţia cu albastru de metilen şi coloraţia Gram, la care se poate adăuga (în funcţie de diagnostic) coloraţia Ziehl-Neelsen.Cele menţionate mai sus sunt uzuale.

Există şi metode speciale de coloraţie precum şi tehnici de microscopie electronică sau cu imunofluorescenţă.În coloraţia cu albastru de metilen capsula se colorează în roz-pal, sporul apare ca o vacuolă. Conţinutul celular apare albastru.

Coloraţia Gram împarte toate bacteriile în: Gram-pozitive şi Gram-negative în raport cu permeabilitatea diferită a peretelui dependentă de structura lor diferită.

• cele care se colorează în albastru-violet sunt Gram pozitive(cu violet de genţiană),• cele care se colorează în roşu sunt Gram negative.

Coloraţia Ziehl-Neelsen reflectă structuri diferite ale peretelui:• Acid-alcoolo-rezistente al căror perete foarte bogat în lipide devine permeabila) pentru colorant – fucsina - numai

prin încălzire şi rezistă apoi la decolorare cu acid şi alcool, care se face la rece, ramânând colorate în roşu.• Acid-alcoolo-nerezistente care pierd culoarea roşie prin decolorare şi se recolorează cu al doilea colorant,

albastrul de metilen, în albastru.

Bacteriile Gram-pozitive au un perete gros (200 - 800Ả) alcătuit dintr-un strat rigid de peptidoglicani şi din acid teichoic. Cantitatea mare de peptidoglicani (70-80%) oferă acestor bacterii sensibilitate la lizozim şi penicilină. Lizozimul hidrolizează specific peptidoglicanii între N-acetil-glucozamină şi acidul N-acetilmuramic. Penicilina inhibă specific sinteza de peptidoglicani.

Bacteriile Gram-negative au un perete mai subtire de 100Ả cu un continut mult mai mic de peptidoglican (până la 20%) şi fără acid teichoic.

Fiziologia bacteriilor

Caracteristicile metabolismului bacterian:- este un metabolism unicelular, se desfăşoară într-o singură celulă;- este un metabolism necompartimentat, caracteristic procariotelor (lipsa unor organite citoplasmatice).- se caracterizează printr-o mare flexibilitate metabolică, o capacitate crescută de adaptare în condiţii foarte variate de mediu;

2

VIRUSOLOGIE - REFERAT

- este un metabolism de mare intensitate ceea ce asigură o multiplicare rapidă cu timp de generaţie de 20' (celulele de mamifere au timp de generaţie de cel puţin 24 ore).

Metabolismul bacterian este reprezentat de totalitatea proceselor biochimice intracelulareprin care substratul nutritiv este transformat în energie şi constituenţi celulari.

Este de două tipuri: energetic - prin care se asigură respiraţia bacteriană şi este realizat prin reacţii catabolice; de sinteză - prin care se asigură sinteza componentelor bacteriene şi se realizează prin reacţii anabolice şi

catabolice (reacţii biochimice de oxido-reducere, în cazul bacteriilor chimiosintetizante).

Respiraţia bacteriană este:

în funcţie de natura acceptorului final de hidrogen- există tipuri de respiratii: aerobă (oxibiotică) -acceptorul final este oxigenul atmosferic, 02, iar produsul rezultat este apa. anaerobă (anoxibiotică) - acceptorul final este orice substanţă anorganică diferită de oxigen,

ex. CO2 sau o substantă organică (fermentaţie). în funcţie de potenţialul redox, bacteriile pot trăi în medii cu cantitaţi variate de oxigen şi se împart în patru tipuri

respiratorii: bacterii strict aerobe - cresc numai în prezenţa unei cantităţi mari de oxigen; bacterii strict anaerobe - cresc numai în absenta oxigenului, sunt lipsite de enzimele de mai sus ; bacterii aerobe, facultativ anaerobe - au posibilitatea ambelor tipuri de respiratie, în funcţie de existenţa

oxigenului. bacterii anaerobe microaerofile - tolerează cantităţi mici de oxigen, probabil prin achiziţia unor enzime de tip

catalazic.

Metabolismul de sinteză

Este suma proceselor metabolice, ce concură la procurarea de materiale convertibile în energie şi componente celulare, necesare creşterii şi multiplicării bacteriene.

În functie de modul de procurare a acestor elemente, bacteriile sunt de trei tipuri : Autotrofe: utilizează pentru sinteze azotul şi carbonul din compuşi anorganici simpli: CO2, NH3, NO2, NO3. Heterotrofe: utilizează pentru sinteze azot şi carbon din substanţe organice diferite, produşi de alte organisme,

putându-şi sintetiza singure metaboliţii esenţiali (majoritatea) Parotrofe: sunt bacteriile care nu-şi pot sintetiza singure metaboliţii esentiali. Ele se dezvoltă numai

intracelular.Ex. Rickettsia prowazeki, agentul tifosului exantematic.

Unele bacterii sunt capabile să sintetizeze vitamine în cantităţi atât de mari încât servesc ca materie primă pentru extragerea acestor vitamine.

Biotina este sintetizată de specii ca: Proteus vulgaris, Mycobacterium tuberculosis, Escherichia coli. Tiamina (vitamina Bl) este sintetizată de: E. coli, B. subtilis, S. typhi, Shigella, C. diphteriae. Piridoxina (vitamina B6) este sintetizată de unii lactobacili. Pentru om, flora microbiană intestinală constituie o importantă sursă de vitamine (vitamine din grupul B, vitamina K).

Mediile de cultură pentru bacterii

Pentru identificarea unei specii bacteriene, examenul direct al produsului patologic recoltat de la bolnav este de cele mai multe ori insuficient.

Precizarea cauzei care a produs boala necesită cultivarea agentului patogen pe un complex de substante nutritive adecvate care alcătuiesc mediile de cultură.

Aceste medii de cultură trebuie să îndeplinească anumite conditii: să contină substanţe plastice şi energetice necesare cultivării microbului însămânţat, adică să asigure surse de azot, hidrati de carbon, săruri minerale, apă, vitamine şi factori de creştere necesare creşterii,

dezvoltării şi reproducerii celulei bacteriene. să satisfacă necesitătile de aerobioză sau anaerobioză ale bacteriei, ştiind că în timp ce bacteriile aerobe pot folosi

oxigenul molecular, cele anaerobe nu se pot dezvolta în prezenta 02 liber. să aibă o concentraţie de ioni de hidrogen (pH) optimă. să fie sterile, pentru a permite izolarea în cultură pură a germenului respectiv.

3

VIRUSOLOGIE - REFERAT

Mediile de cultură sunt sub formă lichidă (bulion, apă peptonată, etc.) sau solidă (medii în care se încorporează agar).

Cultura bacteriană este rezultatul înmulţirii germenilor într-un mediu favorabil.

Aspectul culturii depinde de: specie, de varsta culturii şi de mediul de cultură şi are rol în identificare. Bacteriile pot fi cultivate pe: medii artificiale (acelulare), culturi celulare, ou embrionat de găină, animale

receptive (sisteme biologice sensibile -SBS).Culturile bacteriene pe medii artificiale.În medii lichide - determină apariţia unei turbidităti (tulburări a mediului apos) după 18-20 ore în condiţii de

crestere specifice bacteriei.

În funcţie de aspectul turbidităţii culturile pot fi:

Culturi "S" (smooth) turbiditate omogenă, germenii sunt tineri. virulenţi, care disperseză rapid şi uniform. Culturi "R” (rough) mediul este limpede. germenii se găsesc sub formă de grunji (depuşi pe fundul vasului sau pe pereţi). tulbură neomogen mediul.

Sunt determinate fie de germeni avirulenţi, nepatogeni, sau de germeni patogeni îmbătrânite, care şi-au pierdut virulenţa.

Uneori creşterea în mediile lichide mai poate fi sub formă de: văl la suprafaţă, în cazul germenilor aerobi (bacilul tuberculos) sau depozit gros pe fundul vasului în cazul germenilor anaerobi.

Pe medii solide - produsul patologic se însămânţează prin diverse procedee de dispersie.Cultura bacteriană apare sub formă de colonie după 4 ore. Colonia bacteriană reprezintă totalitatea germenilor rezultaţi din multiplicarea unei singure celule bacteriene, ea este o

cultură pură, sunt germeni identici genetic (monoclonali).

Aspectul coloniilor

Colonii de tip "S", Smooth = neted. Coloniile au suprafaţa netedă, lucioasă cu margini drepte, de consistenţă untoasă, cu un diametru de 1-2 mm, se

pot detaşa uşor, sunt alcătuite din germeni virulenti. Colonii de tip "R", Rough = aspru.

Coloniile au suprafată aspră, rugoasă, cu margini neregulnte, crenelate, nu se pot detaşa o parte din colonie cu ansa, ci doar colonia întreagă.

Aceste colonii sunt formate din germeni cu structură antigenică afectată, batrâni, aviruleţii. În această formă nu se mai pot face identificări. Colonii de tip "M" care au suprafaţa netedă, mucoasă, sunt variante ale coloniilor "S" ale germenilor cu capsulă (Klebsiella). Ele au tendinţa de a se confrunta intre ele. Colonii de tip "G" sunt colonii pitice, ele rezultă în urma acţiunii antibioticelor asupra formelor "S" de germeni.

Populaţia care rezultă prin diviziunea unei bacterii creşte în progresie geometrică cu raţia 2. Timpul necesar pentru dublarea populatiei se numeşte timp de dedublare sau timp de generatie.

Dinamica reală este caracterizată printr-o curbă cu patru faze:

1. Faza de lag - în primele 2 ore, numărul de indivizi este aproape constant (faza de latenţă), ea este o fază de acomodare a germenilor la noile condiţii de mediu.

2. Faza de multiplicare exponentială sau logaritmicăEste o fază de creştere rapidiă a numărului bacteriilor. Bacteriile sunt virulente, antigenele sunt cele mai bine reprezentate.În această fază se recoltează germenii pentru prepararea vaccinurilor.

3. Faza staţionară. Prin consumarea substratului nutritiv, ritmul de diviziune scade, numărul germenilor care mor devine egal cu cel al germenilor care se divid, deci numărul total al bacteriilor rămâne constant. Această fază durează 2-3

4

VIRUSOLOGIE - REFERAT

zile. În această fază se fac identificările bacteriilor, coloniile sunt bine individualizate. Bacteriile din colecţiile purulente (abcese) se află în aceasta fază.

4. Faza de declin. Consumarea substratului nutritiv şi acumularea de metaboliţi toxiciduce la moartea majoritătii bacteriilor. Celulele rămase vii sunt bătrâne, îşi pierd virulenţa şi patogenitatea. Faza durează 2-3 luni. În această fază apar sorii.

Patogenitate

Acţiunile agenţilor patogeni se manifestă prin:

Adeziune. Participă adezinele bacteriene prin fimbrii; actiune obligatorie de penetrare în Organism; flora bacteriana rezidentă

se opune ca o "barieră" proliferării bacteriene exogene. Există receptori corespunzători pe mucoase. Invazia - prin endocitoză. Achiziţia factorilor nutritivi. Secreţia toxinelor

exotoxine - proteice: tetanos, difterie, botulism, scarlatina, gangrena, holera; endotoxine - lipopolizaharidice, constituente ale peretelui BGN - antigen O somatic, eliberate prin liza

bacteriană, şoc endotoxinic;Exemple de sinteză de enzime: coagulaza - S. aureus, streptokinaza - S. pyogenes, betalactamaze - S. aureus.

Multiplicarea bacteriană: mecanism principal, bacterii cu multiplicare extracelulară; Acţiune antifagocitară prin: polizaharidul capsulei S. pneumoniae - (serotipuri), proteina M a peretelui S.

pyogenes,- piogene - (septicemii, supuraţii, abcese); bacterii cu multiplicare intracelulară facultativă: în macrofage; micobacterii, brucele, produc boli lente,

cu recăderi, hipersensibilizare de tip întârziat. bacterii cu multiplicare intracelulară obligatorie: Chlamydia;

reacţii de hipersensibilizare (patogenia poststreptococică).

5