ACTIUNEA FACTORILOR FIZICI, CHIMICI SI BIOLOGICI ASUPRA MICROORGANISMELOR 30.10.2022 1 In mediul natural de viaţă, microorganismele sunt supuse acţiunii favorabile sau nefavorabile ale unor factori fizici, chimici şi ale celorlalte forme de viaţă. Cunoaşterea acestor factori şi a influenţei lor permite înţelegerea distribuţiei microorganismelor în natură şi stă la baza: - metodelor de favorizare a multiplicării ( creştere in vitro) - metodelor de distrugere a microorganismelor : - dezinfecţie - sterilizare 30.10.2022 2 - chimioterapie antiinfecţioasă Limita superioară a intervalului de temperatură tolerat de o anumită specie se corelează cu stabilitatea termică a proteinelor celulare. La aceste temperaturi, microorganismele sintetizează proteine de şoc termic, termorezistente, care stabilizează proteinele termosensibile ale celulei. Peste această limită, microorganismele sunt omorâte prin denaturarea proteinelor şi a altor componente organice. Prezenţa apei este foarte importantă. Absenţa apei din sporii bacterieni face ca aceştia să reziste la temperaturi înalte. Majoritatea formelor vegetative ale bacteriilor mezofile sunt omorâte la 60 oC în 15-30 minute. Temperaturile subminimale au efect bacteriostatic. Bacteriile pot supravieţui congelate. Congelarea rapidă, cu evitarea formării cristalelor de gheaţă, urmată de sublimarea apei în vid poartă numele de LIOFILIZARE şi este un procedeu de conservare. Tulpinile liofilizate pot fi păstrate 30.10.2022 3 timp îndelungat. Radiaţiile Efectul radiaţiilor depinde de lungimea de undă şi de energia totală a radiaţiei. TIPUL RADIATIEI EFECTUL IONIZANTE: alpha, Puternic bactericid beta, gamma, X Neionizante: U.V. bactericid Spectru vizibil ( Efect inhibitor zona albastru-violet) 30.10.2022 4 Stressul sonic şi mecanic Ultrasunetele duc la ruperea peretelui celular şi dezintegrarea structurilor celulei prin cavitaţie. Sunt utilizate în laborator pentru obţinerea preparatelor celulare. 30.10.2022 5 STERLIZAREA DEFINITIE : Distrugerea completa a microorganismelor vii, atat forme vegetative cat si forme de rezistenta de la nivelul unui substrat METODE DE STERLIZARE : Agenti fizici ◼ Sterlizarea prin caldura: ◼ Caldura uscata - Arderea in flacara, Flambarea, Sterlizarea la pupinel ( etuva ◼ Caldura umeda - Autoclavarea : vapori sub presiune : 1210C, +1 atm, 30’, Fierberea, ◼ Sterlizarea cu ajutorul radiatiilor (U.V.) ◼ Sterlizarea prin filtrare termoreglabila ) : 1800C, 60’ Pasteurizarea, Tindalizarea Substante chimice ◼ Sterlizarea cu oxid de etilen 30.10.2022 6 ETUVA TERMOREGLABILA 30.10.2022 7 DEZINFECTIA SI ANTISEPSIA DEZINFECTIA – distrugerea formelor vegetative ale microorganismelor, fără a avea efect asupra formelor de rezistenţă ( sporii) ANTISEPSIA – utilizarea pe ţesuturile vii a unor substanţe antimicrobiene, care nu sunt toxice pentru celule umane 30.10.2022 8 REZISTENTA LA SUBSTANŢE DEZINFECTANTE SPORI BACTERIENI MICOBACTERII VIRUSURI MICI FUNGI FORME VEGETATIVE BACTERIENE VIRUSURI DE TALIE MEDIE 30.10.2022 9 PRINCIPALELE SUBSTANTE DEZINFECTANTE SI MECANISMUL LOR DE ACTIUNE SUBSTANTA GLUTARALDEHIDA FORMALDEHIDA ACTIUNEA DEZINFECTANTA PUTERNICA MECANISM DE ACTIUNE Denaturarea proteinelor şi a acizilor nucleici H2O2 PUTERNICA - medie EFECT PUTERNIC OXIDANT COMPUSI CLURURATI PUTERNICA - MEDIE EFECT PUTERNIC OXIDANT ACIZII SI BAZELE PUTERNICE:AC. PERACETIC, AC. SULFURIC, NaOH PUTERNICA ALCOOLI: ETILIC, IZOPROPILIC FENOLII: fenol, crezol, hexaclorofen COMPUSII CU IOD DETERGENTI ANIONICI. SAPUNURI CATIONICI:COMPUSI CUATERNARI DE AMONIU MODIFICAREA Ph DENATURAREA PROTEINELOR MEDIE DEZORGANIZAREA STRUCTURILOR LIPIDICE SI DENATURAREA PROTEINELOR MEDIE DENATURAREA PROTEINELOR ACT. LA NIVELUL MEMBRANEI CELULARE MEDIE OXIDAREA ENZIMELOR ESENTIALE PRECIPITAREA PROTEINELOR SLABA DEZORGANIZAREA STRUCTURALA SI A FUNCTIEI MEMBRANEI CELULARE, cresterea permeabilitătiisi pierderea de10 30.10.2022 metaboliti din celula. PRINCIPALELE SUBSTANTE ANTISEPTICE SUBSTANTA MECANISM DE ACTIUNE Alcooli Substante iodate Clorhexidina Hexaclorofen Metale grele : Mercur, cupru, saruri de argint ( nitrat de Ag ) Inactivarea gruparilor functionale ale proteinelor Coloranti : Violet de gentiana, albastru de metilen Modificari ale acizilor nucleici 30.10.2022 11 ANTIBIOTICE SI CHIMIOTERAPICE DEFINITIE: Substanţele antibacteriene sunt substanţe care inhibă sau distrug bacteriile, având acţiune selectivă asupra acestora. CLASIFICARE : Ele pot fi clasificate în: Antibiotice: substanţe de origine naturală, fiind obţinute din : -fungi din genul Penicillium -Actinomicete din genul Streptomyces -Produşi de metabolism ai bacteriilor din genul Bacillus ( bacitracina, polimixine) Chimioterapic: - substanţe obţinute prin sinteză chimică. Antibiotice de semisinteză.. Peniciline semisintetice, cefalosporine. ACTIUNEA lor poate fi: bactericidă – distrugerea bacteriilor bacteriostatică – inhibarea multiplicării bacteriene 30.10.2022 12 Mecanisme de actiune ale chimioterapicelor Inhibitori ai functiei membranei celulare : - Polimixine - Colistin - Imidazoli - Amfotericina B Inhibitori ai metabolismului - Sulfonamide - Trimetoprim Inhibitori ai sintezei peretelui celular - B- Lactamine - Vancomicina PERETELE CELULEI Inhibitori ai sintezei proteice - Tetracicline - Aminoglicozide - Macrolide - Cloramfenicol - Lincomicine Inhibitori ai functiei sau sintezei acizilor nucleici - Quinolone - Rifampicina 30.10.2022 13 CHIMIOTERAPICE ANTIFUNGICE Au acţiune selectivă asupra fungilor Exemple: Nistatina Griseofulvina Miconazol Amfotericina B 5-fluorocitozina 30.10.2022 14 SUBSTANTE ANTIVIRALE : ANTIHERPETICE SUBSTANTA SPECTRU DE ACTIUNE MECANISM DE ACTIUNE Aciclovir HSV 1, HSV 2, VZV Inhibitia sintezei DNA viral prin inhibitia DNA polimerazei Valaciclovir “ “ Famciclovir HSV 1, HSV 2, VZV, EBV, HBV “ Ganciclovir HSV, VZV, CMV, EBV “ Cidofovir HSV, VZV, CMV, EBV, Adenovirusuri, HHV 6 “ Foscarnet HSV, VZV, EBV, HIV, HHV 6, HBV Inhibitia DNA polimerazei, ARN polimerazei, HIV reverstranscriptazei Iodexuridina Topic in keratita herpetica Inhibitia sintezei DNA viral Trifluridina HSV 1, HSV 2, unele adenovirusuri “ HSV, VZV, CMV “ Vidarabina 30.10.2022 15 ANTIRETROVIRALE GRUPUL EXEMPLE MECANISM DE ACTIUNE 1.Inhibitori nucleoditici ai revers-transcriptazei Zidovudina Lamivudina Didanosina Stavudina Abacavir Inhibitia reverstranscriptazei 2. Inhibitori de proteaza Indinavir Ritonavir Nelfinavir Inhibitia proteazei cu rol in etapele finale de sinteza a proteinelor virusukui HIV 3. Inhibitori non-nucleozitici ai reverstranscriptazei Nivirapine Delaviridine (Rescriptor) Inhibitia reverstranscriptazei 30.10.2022 16 ALTE ANTIVIRALE SUBSTANTA INDICATII Amantadina Virus gripal A Rimantadina Virus gripal A Zanamivir Virus gripal A si B Oseltamivir Virus gripal A si B Ribavirin Diferite virusuri DNA si RNA 30.10.2022 17 BACTERIOCINE Substante de natură proteică produse de unele tulpini bacteriene, cu efect bactericid fată de tulpini din aceeasi specie sau din specii înrudite Se atasează de peretele celular al bacteriilor sensibile si inhibă unul sau mai multe procese esentiale cum ar fi replicarea, transcriptia, translatia sau etape ale metabolismului energetic. Producerea de bacteriocine - mecanism prin care bacteriile ce alcătuiesc flora normală a unei nise ecologice fac fată competitiei fată de aceeasi nutrienti Tulpinile producătoare de bacteriocine sunt rezistente la actiunea propriilor bacteriocine Exemple de bacterii producătoare de bacteriocine: E.coli – colicine; Serratia – marcescina; Pseudomonas – piocina etc Bacteriocinotipia si bacteriocinogenotipia 18 Bacteriofagii Sunt virusuri care parazitează bacteriile. Se cunosc 6 grupe morfologice de bacteriofagi, cei mai bine studiaţi fiind bacteriofagii T ai E. coli. Morfologie. Bacteriofagii sunt formaţi dintr-un cap hexagonal, un gât şi o prelungire numită picior (coadă). Capul este alcătuit dintr-un înveliş proteic caracteristic virusurilor (capsida) şi adăposteşte ADN. 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 prind 6 fibre si crosete cu rol în fixarea bacteriofagului pe suprafaţa bacteriei. 30.10.2022 19 Ataşarea bacteriofagului pe suprafaţa peretelui bacterian este determinată de existenţa unor receptori de perete, specifici. Această specificitate este de tip enzimatic şi stă la baza lizotipiei. După ataşare are loc contracţia manşonului proteic şi bacteriofagul îşi injectează numai ADN în celula bacteriană. După pătrunderea genomului fagic în celula bacteriană, acesta va determina sinteza de noi bacteriofagi identici cu cel de la care a provenit ADN. ADN se replică prin replicare semiconservativă iar ribozomii bacterieni vor sintetiza proteinele capsidale şi ale cozii. După asamblarea noilor virusuri ele vor părăsi celula bacteriană care se lizează. Acesta este ciclul litic al bacteriofagilor, iar ei se numesc fagi virulenţi. Dar nu întotdeauna relaţiile bacteriofag-bacterie evoluează în acest fel. Uneori genomul bacteriofagului se va integra în cromozomul bacterian încadrându-se şi funcţional în acesta. În această situaţie el nu se mai replică decât în acelaşi timp cu cromozomul bacterian, deci în timpul diviziunii bacteriene şi se numeşte profag. Acest ciclu este ciclul lizogen iar bacteriofagii se numesc fagi temperaţi. 30.10.2022 20 Lizogenia are următoarele consecinţe pentru bacteria în cauză: bacteria lizogenizată este imună la infecţia cu acelaşi bacteriofag, dar nu pentru alţi bacteriofagi profagul codifică el însuşi unele caractere pe care le dobândeşte astfel bacteria lizogenă. Un exemplu clasic în acest sens este toxigeneza la bacilul difteric care este codificată de un profag ce se află în cromozomul bacterian. Tulpinile de bacili difterici care nu sunt lizogenizate de acest profag, nu sunt capabile să secrete toxina şi sunt, deci nepatogene, transducţia, mecanism de transfer genetic de la o bacterie la alta, mediată de bacteriofagi şi asupra căreia vom reveni la variabilitatea bacteriană 30.10.2022 21