Capitolul 4 PDF

- produsele dezinfectante / antiseptice pentru tegumente, săpunurile dezinfectante, săpunurile antiseptice, săpunurile antibacteriene / antimicrobiene, gelurile de curăţare antibacteriene / antimicrobiene, soluţiile de curăţare antibacteriene / antimicrobiene (după cum sunt denumite de producător);...

- produsele dezinfectante / antiseptice pentru tegumente, săpunurile dezinfectante, săpunurile antiseptice, săpunurile antibacteriene / antimicrobiene, gelurile de curăţare antibacteriene / antimicrobiene, soluţiile de curăţare antibacteriene / antimicrobiene (după cum sunt denumite de producător); - produsele dezinfectante/antiseptice pentru mucoase, ex. pentru igiena orală, ş.a.; - şerveţele umede dezinfectante, - detergenţii şi produsele de curăţare care au activitate biocidă dovedită (distrug sau inhibă multiplicarea bacteriilor, fungilor sau a altor microorganisme). În această categorie ar putea intra şi substanţele sintetizate de Bacillus thuringiensis din genul Bacillus, cu efect biopesticid. 4. 2. 4. Efectele antimicrobiene ale factorilor biologici 4. 2. 4. 1. Interrelaţiile microbiene în cadrul nişelor ecologice proprii În natură microorganismele nu se dezvoltă izolat. Relaţiile pot fi de comensualism, simbioză sau antagonism, noţiuni care vor fi prezentate ulterior. În cadrul relaţiilor de antagonism, acesta se poate datora vitalităţii mai mari a speciilor antagoniste sau elaborării de către specia antagonistă a unor substanţe nocive pentru speciile concurente. Aceste substanţe pot avea (ex. antibioticele şi bacteriocinele) sau nu (ex. acidifierea mediului) acţiune selectivă. 4. 2. 4. 2. Bacteriofagul Bacteriofagii sunt virusuri care parazitează bacteriile (de exemplu, bacteriofagii T1-T7 cu specificitate pentru E. coli). Bacteriofagii (fagii) au fost descoperiţi în 1915. Prof. Mihai Ciucă obţine în anul 1921 primele tulpini lizogene. În 1949 se înfiinţează în România un Centru naţional pentru bacteriofagi. Fagii au o structură mai complexă decât cea a virusurilor obişnuite. Se descriu: 1. capul fagului are formă de prismă hexagonală bipiramidală. Conţine ADN dublu catenar helicoidal sau ARN înconjurat de capsida formată din capsomere (înveliş proteic); fagii ARN pot avea un număr mic de gene (ex. 3) în timp ce fagii ADN pot avea până la 150 gene; 2. coada fagului are structură proteică, simetrie helicoidală; are rol de adsorbţie, ajutând fagul să penetreze bacteria. Se descriu următoarele formaţiuni: - cilindrul axial; - teaca cozii; - placa bazală (cu croşetele de fixare);  - fibrele cozii (formând un strat în jurul tecii cozii). Toate proteinele fagice pot conduce la apariţia de anticorpi, descoperire utilizată în studierea înrudirii dintre diferiţi bacteriofagi. Relaţii bacteriofag-bacterie Între bacteriofag şi bacteria gazdă se pot stabili două tipuri de relaţii: - de tip litic sau productiv; - de lizogenizare sau de tip reductiv. Relaţiile sunt strict specifice şi sunt mediate de receptori. Ciclul litic are mai multe etape şi anume: 1. Adsorbţia: Ataşarea este specifică. Există receptori strict specifici la nivelul bacteriofagului, ce recunosc receptori de la nivelul bacteriei. Fixarea pe receptori este iniţial reversibilă (prin fibrele cozii), apoi ireversibilă (prin croşetele plăcii bazale). Adsorbţia fagică modifică permeabilitatea membranei citoplasmatice bacteriene. 2. Penetrarea: Fagul eliberează muramidaza care lizează mureina din peretele bacterian. Teaca cozii se contractă şi antrenează cilindrul axial prin peretele bacterian, ducând apoi la injectarea ADN-ului fagic în citoplasma bacteriană; 3. Multiplicarea: După aproximativ 4-5 minute, funcţia ADN-ului bacterian este blocată şi preluată de ADN-ul fagic ce coordonează sinteza componentelor proprii. Se sintetizează un număr însemnat de proteine virale. 4. Maturarea (ansamblarea) fagului 5. Liza bacteriei (ex. datorită sintezei unor enzime asemănătoare lizozimului) şi eliberarea bacteriofagului matur, virulent. Bacteriile lizosensibile permit adsorbţia, penetrarea şi multiplicarea fagilor virulenţi până la realizarea lizei celulei bacteriene. Evidenţierea ciclului litic la nivelul culturilor bacteriene - în mediu lichid (tulbure), inocularea fagului litic corespunzător duce după câteva zeci de minute (uneori chiar şi câteva zile) la limpezirea mediului; - pe mediu solid, însămânţat uniform, inocularea fagului litic duce la apariţia unei zone de liză, clară, bine circumscrisă (spotul de bacteriofagie), metodă utilizată în lizotipie; - dacă se amestecă o suspensie de fagi cu o picătură de cultură (pură) bacteriană, iar tulpina respectivă are receptori potriviţi bacteriofagilor, iar această suspensie se amestecă cu geloză încălzită putem transfera suspensia într-o placă Petri; bacteriofagii infectează bacteriile; după circa 30 minute bacteriile sunt lizate şi eliberează fagii; aceştia difuzează prin geloză şi infectează bacteriile situate în apropiere şi ciclul se reia; o parte dintre bacterii (cele care nu au receptori potriviţi) nu sunt infectate şi în timp se multiplică iar cultura bacteriană opacizează mediul; după circa 18-24 de ore putem observa arii cu celule lizate (transparente) pe un fond produs de cultura bacteriană (bacterii nelizate), aceste arii numindu-se plaje de bacteriofagie; plajele produse de bacteriofagii virulenţi sunt clare, în comparaţie cu plajele mai puţin clare produse de bacteriofagii temperaţi (fagii virulenţi sunt acei bacteriofagi care nu pot evolua decât în ciclul litic) Ciclul reductiv (de lizogenizare) are aceleaşi etape, iniţial. După adsorbţie şi penetrare, ADN-ul fagic: - fie se integrează liniar în cromozomul bacteriei gazdă şi se replică sincron cu aceasta, - fie se circularizează şi ataşat de membrana citoplasmatică se replică sincron cu diviziunea bacteriei. Bacteria a devenit lizogenă, se reproduce şi transmite descendenţilor fagul latent (profag, fag temperat). În anumite condiţii profagul poate deveni fag virulent. Fagul temperat cel mai bine studiat este bacteriofagul Lambda specific pentru E. coli capsulat (K12). Proprietăţile bacteriei lizogene 1. este imună faţă de un fag omolog profagului; 2. pot apărea fenomene importante din punct de vedere genetic: - transducţia; - conversia genetică (cu producerea de exotoxine de către unele bacterii lizogenizate, cum ar fi toxina difterică, toxina scarlatinoasă, toxina botulinică de tip C etc); - recombinarea genetică (atunci când o bacterie parazitată de doi fagi diferiţi, dar înrudiţi, eliberează la sfârşitul ciclului litic pe lângă tipurile parentale şi tipuri de fagi care însumează unele din proprietăţile celor doi fagi parentali) etc.; - inducţia fagică (sub influenţa unor agenţi inductori, de ex. raze UV, sau spontan, profagul îşi recâştigă virulenţa, devine fag virulent, şi produce liza bacteriei respective). Bacteriile lizorezistente nu permit infecţia cu un fag fie datorită lipsei receptorilor specifici, fie datorită unei stări de imunitate. Bacteriile lizogene sunt imune la fagii virulenţi omologi profagului găzduit. Fagul defectiv reprezintă profagul care persistă indefinit în stare latentă (nu se reactivează). Aplicaţii practice ale fenomenului de bacteriofagie:  - fagii virulenţi sunt un element de echilibru ecologic în mediul natural de viaţă al bacteriilor (în nişa ecologică respectivă); - fagii temperaţi pot avea un rol deosebit în reasortarea materialului genetic al bacteriilor, întrucât atunci când se detaşează (inducţie) de cromozomul bacterian pot antrena porţiuni din ADN-ul bacterian; - fagii se pot folosi pentru a descoperi gradul de poluare a apelor (datorită specificităţii relaţiei fag-bacterie); - anumite mutante ale fagilor se folosesc în ingineria genetică drept vectori ai ADN recombinant (ex. fagii Charon Lambda); - fagii reprezintă un model pentru studii teoretice şi practice privind virusurile şi oncogeneza, precum şi alte aspecte ale biologiei moleculare; - s-au evidenţiat tipuri fagice (lizotipuri) pentru tulpini bacteriene care biochimic şi antigenic par identice. Lizotipia (stabilirea sensibilităţii la un anumit tip fagic) este una dintre cele mai fine metode de diagnostic bacteriologic şi epidemiologic, pentru identificarea lanţurilor de transmisie a germenilor şi pentru determinarea originii unei epidemii. 4. 3. Povestiri adevărate 4. 3. 1. Epidemia de holeră din Peru - Legendă urbană În 1991, în Peru, a izbucnit o epidemie de holeră. Boala nu este foarte frecventă pe continentul american, motiv pentru care iniţial a fost dificilă stabilirea cauzelor. Situaţia a apărut oarecum în paralel cu o dezbatere publică ce avea loc în SUA cu privire la raportul risc / beneficii adus de clorinarea apei. Dintre „istoriile adevărate” aceasta ca şi istoria epidemiei de difterie în fostele state sovietice arată cât de mult poate fi influenţată sănătatea publică de către dezbateri, de către mass-media etc (de multe ori în mod negativ). Este cunoscut faptul că prin clorinarea apei, pe lângă efectul de distrugere a unor microorganisme ar putea să apară şi fenomene nedorite, datorită apariţiei unor produşi de tipul trihalometanului. În USA se discută foarte mult despre efectul cancerigen al acestei substanţe. Diverşi oficiali americani, având se pare relaţii în industria chimică, şi care doreau ca metoda clorinării să rămână cea mai importantă metodă de antiseptizare a apei, au folosit multă vreme exemplul acestei epidemii pentru a demonstra ce se poate petrece dacă clorinarea apei va fi stopată. Pornind de la date reale (epidemia de holeră) dezbaterile au ajuns să prezinte o situaţie foarte diferită (numeric) ajungându-se să se discute de 1,3 milioane de cazuri de holeră soldate cu peste 11.000 de decese. În aceste dezbateri s-a afirmat