3 metabolismul bacterian 4 acŢiunea agenŢilor fizici si chimici asupra bacteriilor

Acţiunea agenţilor fizici si chimici asupra bacteriilor

Acţiunea agenţilor fizici

• Temperatura crescuta

• Temperatura scazuta

• Radiatiile

Efectele nefavorabile ale factorilor externi

• efect bacteriostatic atenuarea /oprirea multiplicării bacteriilor,

fără omorârea lor proces reversibil

• efect bactericid omorârea bacteriilor

proces ireversibil

Aplicatii practice

• sterilizarea

• dezinfecţia

• conservarea tulpinilor bacteriene,

• obţinerea de vaccinuri (virulenţă atenuată sau nulă ) ( profilaxie)

• obţinerea de seruri (seroterapie)

Acţiunea agenţilor fizici

Temperatura înaltă• ruperea legăturilor proteice

• apa potenţeaza acţiunea (conductivitate termică crescută) – majoritatea formelor vegetative sunt distruse

la 56 C .– sporii - distruşi la t: 100-180 C

Acţiunea agenţilor fizici Desicarea (uscarea la aer)

• îndepărtarea apei din celulele bacteriene;

modificări structurale importante

– denaturări proteice,

– concentrarea unor săruri– distrugerea formelor vegetative

Acţiunea agenţilor fizici

Temperatura scăzută Liofilizarea• soluţie protectoare pentru proteinele bacteriene• răcire -78 C (zăpadă carbonică)

– metodă de conservare in vid a unor tulpini bacteriene

– obţinerea de preparate utile in terapia antibacteriană

Acţiunea agenţilor fizici

Temperatura scăzută

Congelarea - t: -78 C -20 C • congelarea rapidă

– conservă structurile celulare • congelarea lentă

– cristale aciculare intracitoplasmatice ruperea structurilor celulare

Acţiunea agenţilor fizici

Temperaturile usor scăzute (în jurul t= 0º C)

• efect bacteriostatic

• conservarea bacteriilor o perioada îndelungată (tulpini de control)

Acţiunea agenţilor fizici Radiatiile

forme de energie care se propaga in spatiu

sunt rezultatul miscarii

– undelor in câmpurile electrice

– particulelor atomice emise de substanţele radioactive

Acţiunea agenţilor fizici Tipuri de radiatii

Radiaţiile neionizante – apartin spectrului UV

– sursa naturală - radiaţiile solare – surse artificiale - lămpile cu cuarţ

• acţionează pe ADN–ul celular efect puternic bactericid sterilizarea suprafeţelor netede si a aerului din

încăperi

Acţiunea agenţilor fizici Tipuri de radiatii

Radiaţiile ionizante:

• molecule ionizate care intercţionează cu toate moleculele din jur.

• surse de radiaţii ionizante : – electronii de mare viteza (radiatiile β si γ) – undele electromagnetice (radiatiile X)

neutronii – nucleii de Heliu (radiatiile α)

Acţiunea agenţilor fizici

Efectele nocive ale radiatiilor ionizante:

– radioliza apei din diferite structuri celulare

– acumularea de produşi toxici : H+, OH-, H2O2

– leziuni ale moleculelor de ADN, urmate de blocarea multiplicării celulare

Acţiunea agenţilor fizici Mecanisme de actiune ale radiatiilor

• accentuarea vibraţiilor interatomice

• excitarea electronilor

• ruperea moleculelor cu rearanjarea ADN (mutaţiile)

• denaturarea proteinelor

• eliberarea compuşilor toxici (H2O2, O3…)

Efectele radiaţiilor

• influenţate de

– lungimea de unda

– timpul de expunere

– mărimea sursei

• reprezentate de

– stimulare a funcţiilor biologice celulare

– mutagen → moartea celulară

Acţiunea agenţilor fizici Ultrasunetele

• rup peretele celular

• dezintegreaza structurile intracelulare

• elibereaza energie sub forma de căldura ( temperaturi 50-80º C)

• omoara bacteriile (formele vegetative)

– sporii bacteriilor sunt foarte rezistenţi la acţiunea ultrasunetelor

ACŢIUNEA AGENŢILOR CHIMICI

Acţiunea agenţilor chimici

• substanţe dezinfectante- pentru decontaminarea suprafaţei obiectelor şi a aerului

• substanţe antiseptice- pentru decontaminarea tegumentelor şi mucoaselor

Acţiunea agenţilor chimici

Eficienta antisepticelor• fara toxicitate pentru organism • penetreaza in ţesuturi • nu se combină cu materiile organice • nu coloreaza ţesuturile• solubil si stabil in apă şi solvenţi organic • omoară germenii la concentraţii foarte

mici • spectru antibacterian larg

Acţiunea agenţilor chimici

Mecanisme de actiune:• alterarea permeabilităţii peretelui celular

(agenţii tensioactivi) • denaturarea proteica • interferenta cu grupările chimic active

ale proteinelor

Metabolismul bacterian

Metabolismul bacterian

• căi metabolice comune cu ale altor organisme vii

degradeaza o mare varietate de substante din mediul de viaţă – lipide (degradare oxidativa ale acizilor graşi), – glucide (ciclul acizilor tricarboxilici, glicoliza) – proteine

îşi resintetizează proteinele de care au nevoie din aminoacizii rezultaţi prin degradarea proteinelor

Necesităţile de cultivare

• substrate nutritive

• pH optim

• potenţial redox

• osmolaritatea optimă

• temperatura optimă

Metabolismul bacterianParticularitati

Caracteristica Tip de metabolism

întreaga activitate se desfăşoară strict in interiorul unei singure celule

Unicelular

singurele organite celulare sunt reprezentate de ribozomi, la nivelul cărora se sintetizează toate proteinele celulare

Necompartimentat

reacţiile metabolice şi sistemele de control apărute treptat, le asigură o mare eficienţă

Teleonomic

Metabolismul bacterianParticularitati

Caracteristica Tip de metabolism

bacteriile se adaptează rapid la condiţii variabile de mediu

Flexibil

toate reacţiile se desfăşoară cu viteză foarte mare, astfel încât timpul de generaţie este foarte redus (la E.coli este de aprox. 20 min)cromozomul bacterian codifica sinteza a aproximativ 3000 proteine

Restricţionat genetic

Influenţa temperaturii asupra multiplicării bacteriilor

Temperatura minimă

Temperatura optimă Temperatura maximă

sub care bacteriile se divid lent

Intervalul de temperatură în care bacteriile se divid cu o viteză specifică speciei peste care

bacteriile nu se mai divid

criofile mezofile termofile

0-10ºC 30-40 º C, patogene pentru om 35-37C

60-70 º C→100 º C

Clasificarea bacteriilor functie de necesităţile metabolice

–-> sursa de carbon

»organica

»anorganica

–-> sursa de energie

Sursa de carbon

• Autotrofe– se dezvolta pe medii alcătuite doar din

substanţe anorganice – sintetizează întregul material celular

pornind de la CO2

• Heterotrofe – utilizează carbonul din substanţe

organice (majoritatea bacteriilor patogene)

Sursa de carbon

• mixotrofe – pot utiliza carbonul din

• CO2 • substanţe organice

• paratrofe– microorganisme care prezintă defecte

metabolice „parazitează” o altă celulă vie

Sursa de energie

• fototrofe – bacterii fotosintetice – utilizează energia solară

• chimiotrofe – utilizează energia obţinuta din degradarea

substanţelor chimice:– chimioorganotrofe substanţe organice – chimiolitotrofe substanţe anorganice

Activitati consumatoare de energie

• mobilitatea bacteriana

• transportul activ al unor substante prin membrana celulara

• sintezele celulare

Clasificarea bacteriilor

Clasificarea bacteriilor

Tiul de eliberare a energiei

Comportamentul faţă de prezenţa

oxigenului

Ex de bacterii

strict aerobe respiraţia oxibiotică

se dezvolta numai in medii cu oxigen

Genurile: Mycobacterium, Bacillus;

strict anaerobe procese fermentative

oxigenul le este toxic (in prezenta sa s-ar produce H2O2, cu

efect toxic

Genurile:Clostridium, Bacteroides, Fusobacterium, Peptostreptococcus, Veillonella;

Clasificarea bacteriilorClasificarea bacteriilor

Tiul de eliberare a energiei

Comportamentul faţă de prezenţa

oxigenului

Ex de bacterii

aerob– anaerob facultative

respiraţie oxibiotică sau procese fermentative

se pot multiplica atât în prezenţa cât şi în absenţa oxigenului

majoritatea bacteriilor patogene pentru om

anaerobe– aerotolerante

Procese fermentative

oxigenul nu le este toxic

Streptococcus mutans- din flora comensală a şanţului gingival, implicat in patogeneza cariei dentare

Anaerobe microaerofile:

Procese fermentative

necesită prezenţa unei cantităţi mici de CO2 (5-20%)

Brucella spp, Neisseria spp.

Concluzie

Majoritatea bacteriilor pentru om sunt:

• chimioorganotrofe

• heterotrofe

• mezofile

• osmotolerante

• aerob- anaerob facultative