Introducere in studiul MICROBIOLOGIEI

MICROBIOLOGIA

Studiaza organisme vii care sunt prea mici pentru a le putea vedea cu ochiul liber (micros = mic, bios = viata, gr.), cum sunt: Bacteriile Bacteriologia Virusurile Virusologia Protozoarele Protozoologia, Parazitologia Fungi (ciupercile microscopice, levuri)Micologia algele verzi 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 pozitive:

Sinteza de vitamineApararea 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 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).

Scurt istoric al Microbiologiei 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.

Scurt istoric al Microbiologiei 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

Tipuri de clasificari

BACTERIIE.coli

FUNGI

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, 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)

Paraziti: protozoare

Giardia lamblia Trichomonas vaginalis

Paraziti – helminti (viermi)

Ascaris lumbricoides (limbricul)

Enterobius vermicularis (oxiurul)

VIRUSURI

VIRUSURI

Artropode

Sarcoptes scabiei – cauzeaza scabia (raia)

Tantarul anofel – vectorul malariei

Regnul Microorganism patogen

Tip de celula

animal helminti eucariota

protista protozoare eucariota

monera bacterii procariota

fungi fungi eucariota

virusuri Nu sunt celule

Comparaţie între microorganismele cu importanţa medicală

Caracteristica Virusuri Bacterii Fungi Protozoare si helminti

Celula Nu Da Da Da

Dimensiuni nm m m m/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 chitina

Membrană flexibila

Mobilitate - unele - majoritatea

Mod de replicare Nu prin diviziune binara

Diviziune binara

Diviziune binara, inmugurire

Diviziune binară, ciclu de viata sexuat

Celule eucariote şi procariote Celulele au evoluat în doua tipuri

fundamental diferite: celule eucariote şi celule procariote, (“eu” (gr.) = adevărat, “pro” (gr) = înainte, “karyon” (gr) = nucleu), şi care se deosebesc pe baza structurii şi a complexitaţii organizării lor.

Comparaţie între celulele eucariote şi procarioteProcariote eucarioteNu au un nucleu adevărat, ci un nucleoid, alcatuit dintr-o singură moleculă de ADN dublu helicoidal, spiralat, care este unicul cromozom al celulei. Lipseşte membrana nucleară şi aparatul mitotic.

Nucleul conţine 22 de perechi de cromozomi autozomali şi cromozomii X şi Y şi este legat de membrană.

Citoplasma nu este compartimentată, nu conţine organite celulare cu excepţia plasmidelor (eventual) şi ribozomilor, care sunt 70 S.

Citoplasma este compartimentată şi conţine numeroase organite: mitocondrii, lizozomi, aparat Golgi, ribozomi (80 S) etc

Membrana citoplasmatică are structura trilaminară şi serveşte pentru transportul de electroni. Nu conţine steroli, cu excepţia mycoplasmelor.

Membrana citoplasmatică nu serveşte transportului de electroni şi conţine steroli.

Prezinta perete celular. Nu poseda perete celular.

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

Clasificarea bacteriilor

2. După caracteristici analitice analizarea peretelui celular –

determinarea acizilor micolici prin cromatografie, etc

conţinutul lipidic analiza proteinelor tipizarea enzimelor

Clasificarea bacteriilor

3. Caracteristici genotipiceraportul Guanina/Citozinaanalizarea secvenţelor de ADN,analizarea plasmidelor,tipizarea ribozomilor, etc.

Clasificarea bacteriilor Bacteriile sunt clasificate în familii, genuri,

specii, subspecii, grupuri, tipuri şi subtipuri. EX:

Familia Micrococcaceae Genul Staphylococcus

Specia: Staphylococcus aureus Subspecia Staph. aureus subspecie anaerobius

Familia Enterobacteriaceae Genul Esherichia

Specia Escherichia coli Serotip E.coli enterohemoragica O157:H7

Morfologia bacteriana

Morfologia bacteriană studiază forma, dimensiunea, aranjamentul (gruparea) celulelor

bacteriene, mobilitatea, prezenta endosporilor, incluziunilor

citoplasmatice si a capsulei. Această caracterizare este făcuta

examinând bacteriile la microscopul optic.

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, varsta culturii

- 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

4. 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

4. ASEZAREA, GRUPAREA BACTERIILOR. Aranjamentul bacililor este foarte

divers: lanturi (streptobacili) B. anthracis diplo Klebsiella palisade X, Y, Z – B. Koch Litere chinezesti b. difteric