VIRUSOLOGIE, BACTERIOLOGIE SI PARAZITOLOGIE , C6 BACTERIOLOGIE

CAPITOLUL 2

BACTERIOLOGIE

2.1. Noţiuni generale

2.1.1. Microbiologi români

Microbiologii români, prin munca depusă şi descoperirile importante, au adus contribuţii de mare valoare atât în microbiologie, cât şi în imunologie, virusologie, epidemiologie.

Victor Babeş (1854-1926) este fondatorul microbiologiei româneşti. El şi-a început cariera ştiinţifică la Budapesta, în anul 1874.

Între anii 1885-1886 lucrează la Berlin, alături de Rudolf Virchow şi Robert Koch.

În 1885, publică la Paris, alături de Victor Cornil, primul tratata de microbiologie din lume ,,Les bacterie et leur role dans l”etiologie, l”anatomie et l”histologie pathologique des maladies infectieuses”.

Din anul 1877, lucrează ca profesor de bacteriologie şi anatomie patologică în Bucureşti şi pune bazele primului institut de cercetări medicale din România, care astăzi îi poartă numele.

Aceste contribuţii importante în studiul leprei, difteriei şi tuberculozei. De asemenea, este cel care a introdus vaccinarea antirabică, seroterapia antirabică şi antidifterică la noi în ţară şi a enunţat principiul imunizării pasive, descoperind valoarea serului imun.

Studiile sale sunt expuse într-un număr impresionant de 1005 de lucrări.

Ioan Cantacuzino (1863-1934), medic şi savant român, studiază filozofia, ştiinţele naturii şi medicina la Paris. După terminarea studiilor, lucrează la Institutul Pasteur din Paris.

În anul 1901 este numit profesor la Facultatea de Medicină din Bucureşti, iar în 1907, director general al Serviciului Sanitar din România. Ca director al acestei instituţii, organizează laboratoare de bacteriologie în principalele oraşe ale ţări. Elaborează principii moderne de medicină curativă şi preventivă, pe care le expune în prima lege sanitară din ţara noastră, în anul 1910.

Cercetările s-au desfăşurat pe mai multe domenii, aducând contribuţii valoroase în bacteriologie, imunologie şi epidemiologie. Publică o serie de lucrări de mare importanţă privind imunitatea celulară şi umorală, studii asupra holerei şi vaccinoterapiei.

În anul 1906, introduce în ţara noastră, imediat după Franţa, vaccinul BCG (Bacilul Calmette-Guerin), un vaccin care conţinea germeni vii atenuaţi, în scopul prevenirii tuberculozei la nou-născuţi.

A înfiinţat primele sanatorii destinate bolnavilor de tuberculoză şi primele spitale de boli infecţioase. În anul 1921, înfiinţează Institutul de Seruri şi Vaccinuri, care astăzi îi poartă numele.

Constantin Levaditi (1874-1953) este unul dintre cei mai importanţi cercetători în domeniul imunologiei, virusologie, chimioterapiei şi microbiologie moderne.

Numele său este legat de tratamentul revoluţionar cu bismut a sifilisului şi de studiile remarcabile despre herpes, rabie, poliomielită şi encefalită. Cercetările asupra virusului poliomielitic au deschis calea către prepararea vaccinului antipoliomielitic.

A fost o personalitate marcantă a şcolii franceze de bacteriologie, iar în ultimii săi ani a întreprins o serie de studii asupra antibioticelor din ţara noastră.

Împreună cu Ştefan S. Nicolau, pune bazele învăţământului virusologic din ţara noastră.

Ştefan S. Nicolau (1896-1967) a fost profesor de Bacteriologie la Facultatea de Medicină din Iaşi (1939-1942), iar din anul 1942 a condus Catedra de Inframicrobiologie (Virusologie) a Facultăţii de Medicină din Bucureşti.

Este fondatorul Institutului de Virusologie al Academiei Române, care îi poartă numele, unul din primele de acest fel din Europa.

A desfăşurat importante studii asupra unor infecţii virale precum herpesul, turbarea, poliomielita.

Nicolae Cajal (1919-1967) a fost medic microbiolog şi membru al Academiei Române. Ca medic specialist în virusologie şi discipol a lui Ştefan S. Nicolau, a publicat peste 400 de lucrări ştiinţifice în acest domeniu.

2.1.2. Noţiuni introductive în bacteriologie

Microbiologia este ştiinţa care se ocupă cu studiul formei, structurii şi proceselor metabolice ale microorganismelor. Este o ştiinţă a cărei dezvoltare a fost posibilă datorită descoperirilor din domeniul tehnologiei, care a luat amploare în ultimele decenii. Are multiple aplicaţii într-o varietate de domenii : medicină umană şi veterinară, agricultură, alimentaţie, farmacologie etc.

Bacteriologia este o ramură a microbiologiei, care se ocupă cu studiul bacteriilor.

Bacteriile sunt microorganisme unicelulare, cu un nucleu primitiv constituit dintr-o singură moleculă de ADN.

2.1.3. Morfologia şi structura bacteriilor

2.1.3.1. Morfologia bacteriană

Dimensiuni. Bacteriile sunt entităţi microscopice, care nu pot fi vizibile cu ochiul liber. Dimensiunea se exprimă în micrometri [micron (1µ = 10^-3mm] şi este cuprinsă, în general, între 1 ş 10 µ. Cele mai mici bacterii aparţin genului Mycoplasma, cu diametrul de 0,3-0,8 µ. Aprecierea dimensiunii, formei şi aşezării bacteriilor se poate face cu ajutorul microscopului optic, însă structura bacteriană se poate studia numai în microscopia electronică.

Formă. În funcţie de specie, bacteriile pot îmbrăca forme diverse :

- funcţie sferică coci. Forma sferică este cea mai întâlnită la coci (de ex. stafilococ), însă în afara acestei forme, cocii mai pot avea formă ovalară (de ex. enterococul), lanceolată (de ex. pneumococul) sau reniformă (de ex. gonococul);

- formă alungită, cilindrică – bacili, cu aspect de bastonaş. Există bacili foarte scurţi – cocobacili, greu diferenţiabili de coci sau bacili;

- forma curbată de virgulă – vibrioni, de ex. vibrionul holeric;

- formă spiralată : spirili (de ex. Spirrilum volutans) şi spirochete (de ex. Treponema pallidum);

- formă filamentoasă – actinomicetele (de ex. Actynomices), bacterii filamentoase ramificate, anaerobe.

Aşezare. Cocii sunt mai rar izolaţi. De obicei, îi găsim în perechi (in diplo – de ex. , meningococul) în lanţuri (de ex. streptococul), în grămezi (de ex. stafilococul).

De obicei, bacilii sunt izolaţi, dar pot fi grupaţi câte doi (diplobacili) sau în lanţuri scurte (bacilul cărbunos). Un aspect interesant, de majuscule sau litere chinezeşti, creează bacilii difterici.

2.1.3.2. Structura celulei bacteriene

Celula bacteriană are o structură de sine stătătoare, care îi permite să realizeze schimburi de energie cu mediul înconjurător şi să îşi regleze autonom funcţiile vitale.

În structura bacteriilor intră componente obligatorii:membrana citoplasmatică, citoplasmă, nucleu, perete celular, şi componente facultative : capsulă cili sau flageli, pili sau fimbrii şi, la unele specii, spori.

Componentele obligatorii ale celulei bacteriene

Nucleul bacterian are o structură primitivă comparativ cu nucleul celulelor eucariote, fiind alcătuit dintr-o singură moleculă de acid nucleic, organizată sub forma unui cromozom haploid. De regulă, este situat în centrul celulei bacteriene. Este lipsit de membrană nucleară. Prin funcţia de depozitare a materialului genetic, determină caracteristicele fiecărei specii bacteriene.

Citoplasma este situată între nucleu şi faţa internă a membranei citoplasmatice. Este alcătuită din apă în proporţie de 80%, săruri minerale, proteine, nucleoproteine, glucide, lipide, enzime, ARN. Conţine un număr mare de ribozomi, structuri sferice alcătuite din ARN şi proteine, aceştia constituind sediul sintezelor proteice din celulă.

Membrana citoplasmatică este o membrană fină, elastică situată sub peretele celular. Este sediul unor importante enzime, aşa cum sunt enzimele lanţului respirator şi enzimele care sunt eliberate în mediul înconjurător, unde transformă substratul nutritiv în unităţi absorbabile. Este semipermeabilă, permiţând difuziunea selectivă a elementelor nutritive spre citoplasmă şi eliminarea în mediul extracelular a produşilor de metabolism.

Peretele celular este o structură rigidă, care asigură protecţia şi forma tuturor bacteriilor, cu excepţia micoplasmelor. Este sediul micoplasmelor de suprafaţă, fiind implicat în răspunsul imun nespecific al macroorganismului. Are rol în diviziunea bacteriană şi este sediul unor factori de patogenitate.

Structura peretelui celular este diferită la bacteriile Gram-negative faţă de cele Gram-pozitive, însă elementul comun este reprezentat de peptidoglican, sensibil la unele antibiotice şi dezinfectante, lizozim şi bacteriofagi.

Componentele facultative ale celulei bacteriene

Capsula. Este un înveliş compact care înconjoară strâns bacteria. La microscop apare sub forma unui halou clar.

Capsula are un focar care sporeşte virulenţa bacteriei, protejând-o de fagocitoză. Variantele necapsulate ale aceloraşi specii nu sunt patogene.

Substanţele chimice prezente în capsulă sunt antigenice şi determină formarea de anticorpi.

Cili sau flagelii. Sunt structuri filamentoase prezente la bacteriile mobile, prelungiri ale citoplasmei, care servesc drept organe de locomoţie.

Pilii sau fimbriile. Sunt formaţiuni filamentoase situate pe suprafaţa unor bacterii, mai scurţi şi mai groşi decât cili, şi nu participă la locomoţia bacteriei. Rolul lor constă în fixarea germenilor pe suporturi solide.

Sporii bacterieni. În mod normal, bacteriile se află în forma vegetativă. Ca răspuns în condiţii nefavorabile de viaţă, când sunt lipsite de surse nutritive, unele specii bacteriene se transformă în spori. Aceasta este forma de rezistenţă datorită căreia bacteriile pot supravieţui ani de zile.

Structura şi compoziţia chimică asigură o rezistenţă crescută la acţiunea agenţilor fizici şi chimici. Un aspect important este rezistenţa la căldură, de care trebuie să se ţină cont la sterilizare.

2.1.3.3. Studiul morfologiei bacteriene

a. Examinarea microscopică

Examinarea microscopică este, de regulă, primul pas în identificarea bacteriilor. Din punct de vedere morfologic, elementele importante care ajută la stabilirea identităţii bacteriei sunt : cilii, capsula, endosporii.

Examinarea morfologică se realizează pe preparate microscopice fixate şi colorate – frotiurile. Frotiurile se obţin prin întinderea unei colonii bacteriene pe o lamă curată şi degresată, care va fi uscată, fixată şi colorată, în vederea examinării la microscop.

Dintre coloraţii, cea mai importantă este coloraţia Gram care împarte bacteriile în Gram-pozitive – colorate în violet şi Gram – negative – colorate în roşu.

b. Cultivarea pe medii de cultură

Mediile de cultură asigură substanţele nutritive şi condiţiile fizice şi chimice propice de creştere a bacteriilor.

Cultivarea pe mediile de cultură are ca scop izolarea şi identificarea agentului etiologic al unei infecţii, precum şi testarea sensibilităţii acestuia la antibiotice.

Însămânţarea reprezintă punerea în contact a produsului patologic recoltat cu mediul de cultură.

Izolarea reprezintă trecerea (repicarea) unei singure colonii pe un alt mediu de cultură, pentru a obţine o cultură pură.

Clasificarea mediilor de cultură

1. Din punct de vedere fizic :

- medii solide – creşterea pe aceste medii se face sub formă de colonii bacteriene, apreciindu-se culoarea, diametrul, aspectul, aderenţa la mediu etc.;

- medii lichide – dezvoltarea şi creşterea bacteriilor pe medii lichide nu determină formarea coloniilor, ci o tulburare a mediilor de cultură ; astfel, aspectul culturilor pe mediile lichide poate fi diferit ; tulburare uniformă, omogenă (S. aureus), peliculă la suprafaţa mediului de cultură (Vibrio cholerae), depozit format pe fundul tubului (Streptococcus pyogenes).

2. Din punct de vedere al compoziţiei :

- medii simple – conţinând ingrediente simple, de exemplu, geloză simplă;

- medii compuse – pe lângă ingredientele de bază, conţin şi substanţe organice (ser, sânge) necesare creşterii unor bacterii pretenţioase, de ex. geloză sânge;

- medii speciale – de izolare , de îmbogăţire, diferenţiale.

2.1.4. Clasificarea bacteriilor

1. După afinitatea tinctorială la coloraţia Gram :

a) bacterii Gram – pozitive : Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus ;

b) bacterii Gram –negative : Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, Escherichia coli, Helicobacter pylori, Haemophilus influenzae.

2. După nevoia de oxigen :

1. bacterii aerobe ; Staphylococcus aureus ;
2. bacterii anaerobe : Clostridium botulinum.

3. După capacitatea de a fermenta glucoza :

1. bacterii glucoză – fermentative : Vibrio cholerae ;
2. bacterii glucozo – nefermentative : Pseudomonas aeruginosa.

4. Clasificarea în funcţie de patogenitate :

1. bacterii nepatogene : sunt cele care trăiesc în mediul înconjurător şi nu găsesc condiţii optime de dezvoltare în gazda umană ;
2. bacterii patogene : produc întotdeauna îmbolnăviri ; de exemplu, Trepomema pallidum;
3. bacterii condiţionat patogene : provin de obicei din flora normală a organismului, iar îmbolnăvirea apare atunci când sunt întrunite anumite condiţii : scăderea rezistenţei antiinfecţioase a organismului în caz de stres, tratament cu imunosupresoare, convalescenţa bolilor virale, SIDA, cancer etc. sau în cazul colonizării unor zone anatomice normal sterile (rezultând septicemii, meningite etc.).

2.1.5. Flora normală a organismului

În timpul vieţii intrauterine fătul este steril, fiind protejat de contaminare prin membranele fetale şi placentă, impermeabilă pentru microorganisme, cu unele excepţii : virusuri (virusul citomegalic), bacterii (Treponema pollidum), paraziţi (Toxplasma gondii).

În timpul naşterii, nou-născutul realizează primul contact cu microorganismele din mediul înconjurător prin flora vaginală şi cutanată a mamei.

După naştere, organismul este supus în mod continuu contaminării, producându-se colonizarea tegumentelor şi a suprafeţelor care vin în contact cu exteriorul, astfel fiind constituită flora normală a organismului, numită şi flora normală a organismului, numită şi floră saprofită sau comensuală.

Zonele organismului populate în mod normal cu microorganisme sunt : tegumentul, cavitatea nazală,laringele, faringele, cavitatea bucală, intestinul gros, zona perianală, partea anterioară a uretrei, vaginul. Sângele, lichidul cefalorahidian, lichidul sinovial, ţesuturile profunde, sunt în mod normal sterile. Prezenţa microorganismelor la acest nivel are în toate cazurile o semnificaţie patologică.

Alcătuirea florei saprofite este în relaţie directă cu o serie de factori : vârsta, starea de sănătate, condiţiile de igienă personală, statutusul hormonal, regimul alimentar.

Rolul florei normale. Flora normală a organismului joacă un important rol în imunitate, este un important factor antiinfecţios natural, împiedicând dezvoltarea bacteriilor patogene. Flora tractului digestiv protejează mucoasa intestinală, ajută la absorbţia nutrimentelor, furnizează anumite enzime, reglează tranzitul intestinal, sintetizează vitaminele din grupul B şi vitamina K.

În tractul digestiv, coexistă bacterii saprofite, numite probiotice, cu cele patogene. Un dezechilibru apărut între cele două populaţii bacteriene duce la îmbolnăvire. Dezechilibrele apărute în flora intestinală se datorează unor factori precum excesul de carne, cafea, alcool şi abuzul de antibiotice.