DEFINIŢIA ŞI OBIECTUL DE STUDIU AL MICROBIOLOGIEI

Microbiologia - ansamblul de discipline, care se ocupă cu studiul organismelor unicelulare, invizibile cu ochiul liber, vizibile doar la microscop (ciuperci microscopice, alge, bacterii, virusuri, protozoare)

Microbiologie (micro = mic; bios = viaţă)

• Prin amploarea pe care a luat-o ștința, s-au conturat astăzi adevărate ramuri distinctive:

- bacteriologia,

- virusologia,

- micologia.

• În cadrul microbiologiei s-au dezvoltat apoi diverse subramuri:

- microbiologia medicală,

- microbiologia industrială,

- microbiologia alimentară,

- microbiologia agricolă,

- microbiologia marină etc.

• Cunostinţele de microbiologie ajută la:

- stabilirea diagnosticului etiologic al bolilor infecţioase ;

- alegerea tratamentului antiinfecţios profilactic sau curativ, cel mai adecvat;

- cunoasterea metodelor de profilaxie a bolilor infecţioase.

Microbiologia medicală:

• morfologia agenţilor microbieni infecţioşi

• relaţia cu organismul uman şi animal

• patogenia

• rezistenţa antiinfecţioasă

• diagnosticul etiologic al bolilor infecţioase

• bazele terapiei antiinfecţioase

• bazele profilaxiei antiinfecţioase

Microorganismele:

• cele mai vechi, numeroase si diversificate forme de viaţă pe pământ;

• se află pretutindeni în mediul înconjurător;• au rol în descompunerea materiei

organice și menţin fertilitatea solului;

• majoritatea sunt utile si numai o parte sunt implicate,în diferite grade, în patologie.

Microorganismele – rol important pe planetă – nuar exista viaţă fără ele

Evoluţia microbiologiei• Microbiologia a avansat continuu, de la nivelul unei ştiinţe

relativ simple la un nivel care a determinat însemnate progrese în prevenirea, diagnosticul si tratamentul bolilor.

• Existenţa lor a fost bănuită încă din antichitate, când se conturează conceptul de contagiozitate

• TITUS LUCRETIUS CARUS (98 – 55 î.e.n.) - poetul materialist al Romei - explică pesta prin germenii bolii și ai morţii și nu prin mânia zeilor

• HIPPOCRATE (460-377 î.Ch.) - teoria miasmelor (aer otrăvit) potrivit careia bolile epidemice erau produse de miasme morbide

• HIERONIMUS FRACASTOR (1478 – 1553) - medic, astronom, poet italian - susţine teoria contagiunii în epidemii de ciumă, variolă, sifilis - crede în existenţa unor germeni vii care se înmulţesc (1546)

• Microorganismele au fost descoperite relativ tardiv, după anul 1680.

• Datorită dimensiunilor mici, cunoaşterea existenţei lor a trebuit să aştepte descoperirea microscopului.

• Zaccharias si Hans Jansen (Middeburg) au fost creditaţi a realiza primul microscop în anul 1590 nu pentru studiul microorganismelor

• prima persoană care a văzut si a descris microorganisme a fost Antony van Leeuwenhoek

(1632-1723), un postavar de meserie, avea pasiunea șlefuirii lentilelor și care examina tot ce îi cădea la îndemână, făcând descrieri și desene amănunțite

• Microscopul lui, pe care l-a construit singur, a constat dintr-o lentilă biconvexă într-un cadru metalic, cu o mărire de până la 270 de ori. Cu aceste instrumente a examinat apa din bălţi, tartrul dentar, materiile fecale provenite de la pacienți cu dizenterie.

• A fost mirat să observe în toate aceste medii, mici organisme sferice sau în formă de ţigară sau cu aspect de spirale, unele aflate în miscare rapidă, pe care le-a numit animalicule. Desenele pe care le-a făcut probează că ceea ce a văzut au fost bacterii, protozoare si alte microorganisme.

• Pe parcursul a 40 de ani, van Leeuwenhoek a scris 125 de scrisori traduse în engleză si predate Societăţii Regale din Londra, în plus, 27 lucrări au fost publicate în Memoriile Academiei Franceze de Stiinţe.

• Universitatea din Utrecht deţine în muzeu unele dintre microscoapele originale ale lui Leeuwenhoek

• descoperirea microorganismelor - teoria “generaţiei spontane” - “în diferite substanţe minerale sau organice lipsite de orice urme de viaţă pot lua nastere microorganisme sau chiar vieţuitoare mai dezvoltate”

• Teoria “generaţiei spontane”combătută de de:

• – Redi

• – Spallanzani

• – Pasteur

LAZZARO SPALLANZANI (1729 – 1799)

• călugăr, matematician, naturalist italian, profesor la universitatea din Pavia

• combate teoria “generaţiei spontane” – în lichidul fiert si menţinut în vas ermetic închis nu reapar microbii

• descoperă existenţa bacteriilor

sporogene si anaerobe

LOUIS PASTEUR (1822 – 1895)părintele microbiologiei; chimist si medic

• demonstrează că bacteriile si ciupercile nuse nasc spontan ci din părinţi, se înmulţescsi pot fi omorâte;

• pune bazele sterilizării;

• introduce conceptul si metodica lucrului aseptic;

• Fundamentează teoria biologică a fermentaţiilor:

- fermentaţia se datorează unor microbi;

- fiecare tip de fermentaţie - cauzat de o specie de microbi (specificitatea proceselor fermentative);

- stabileste natura biologică a bolilor băuturilor

fermentate.

• UTILIZEAZĂ PASTEURIZAREA – metoda încălzirii

diferenţiate (bazele microbiologiei industriale)

• creează termenii de aerobioză si anaerobioză;

• demonstrează legătura cauzală dintre microb si boală;

• studiază bolile viermilor de mătase şi bolile viţei de vie, arătând că sunt produse de microbi;

• indică măsuri de prevenire a acestor infecţii.

• pune bazele stiinţifice ale profilaxiei bolilor

infecţioase:

- prin studiul “holerei găinilor”, agentul patogen (Pasteurella multocida) devine “avirulent” prin învechirea culturii, iar agentul “avirulent” inoculat la găina sănătoasă conferă rezistenţă faţă de holeră

- realizează vaccinul anticărbunos (antrax)

- realizează vaccinul antirabic

ROBERT KOCH - medic de ţară (1843 - 1910)

• Părintele scolii germane de microbiologie;

• Studiază boala cărbunoasă (antraxul)

• Descoperă metodele de cultivare pe medii solide

• Metoda de colorare a preparatelor• microscopice

• Descoperă – vibrionul holeric,– bacilul tuberculozei – alergia în tuberculoză

• 1905 – premiul Nobel pentru fiziologie si medicină

• Postulatele lui Koch

microorganismul sã se gãseascã constant în organismul bolnavilor ce prezintã aceleași semne de boalã

sã poatã fi cultivat şi sã dea culturi cu aceleaşi caractere

cu aceste culturi sã se poatã reproduce boala experimental la animal, de la care sã se izoleze acelaşi microb

Microbiologia românească

• Victor Babeş (1854-1926) - întemeietorul microbiologiei româneşti

– studii la Budapesta, Viena, Berlin, Paris

– prof. de bacteriologie la Bucuresti

– 1885 - publicã la Paris, împreunã cu Victor Cornil, primul tratat de bacteriologie din lume

– granulele metacromatice la bacilul difteric (corpusculii Babeş-Ernst)

– peste 40 de specii microbiene şi 2 specii de protozoare din genul Babesiella

– studiul turbãrii, leprei, tuberculozei, pelagrei

– vaccinarea antirabicã, seroterapia antirabicã şi antidiftericã

– organizeazã primul institut de cercetãri medicale din România, “Institutul Victor Babeş” şi primele laboratoare de igienã şi bacteriologie din ţarã.

SCOALA ROMÂNEASCĂ DE MICROBIOLOGIE

• Ioan Cantacuzino -vibrionul holeric, vaccinarea antiholerică, imunizarea activă împotriva dizenteriei, a febrei tifoide, etiologia și patologia scarlatinei

• Mihai Ciucă - primele vaccinări cu vaccin antiholeric; eradicarea malariei în România

• Alexandru Slătineanu• Petru Condrea• Dumitru Combiescu• M. Nasta• M. Neguţ

CARACTERELE GENERALE ALE BACTERIILOR

Prin noţiunea de microb sau microorganism sunt definite grupe foarte variate de vieţuitoare, de dimensiuni foarte mici, invizibile cu ochiul liber, cu o structură şi organizare relativ simplă, situate pe trepte de evoluţie unicelulară sau subcelulară.

Din categoria acestora fac parte virusurile, bacteriile, ciupercile microscopice (inclusiv cele cu o organizare pluricelulară nediferenţiată), precum şi algele microscopice şi protozoarele.

• Aceste vieţuitoare au însă trăsături distinctive de restul lumii vii, ele fiind situate pe trepte inferioare de evoluţie şi organizare.

• Ca atare, s-a propus să fie încadrate în sistematică într-un regn distinct, regnul Protista.

• În prezent, întreaga biosferă este divizată în cinci regnuri, după cum urmează:

• Monera;

• Protista;

• Fungi;

• Plantae;

• Animalia

• Regnul Protista cuprinde două încrengături:– Protozoa (cu sens de primele animale şi – Protophyta (cu sens de primele plante).

• Bacteriile formează în sistematică clasa Schizomycetes (Naegeli, 1857) sau Bacteria (Cohn, 1872).

Sunt vieţuitoare foarte heteromorfe, larg răspândite în natură, constituind o parte importantă a biosferei.

Cele mai multe sunt saprofite (sapros-putrid) şi au rol covârşitor în circulaţia complexă a materiei în natură.

Numeroase grupe specializate de bacterii trăiesc în sol, altele în apele de suprafaţă (dulci, saline, sulfuroase, feruginoase, termale etc.) şi în apele marine etc.

Unele bacterii trăiesc, ca floră epifită sau comensală, pe pielea şi mucoasele omului şi animalelor, dar mai ales în anumite compartimente ale tubului digestiv.

• Din imensitatea lumii bacteriene, un număr relativ restrâns de specii au evoluat spre o viaţă parazitară, devenind patogene pentru om, animale şi plante.

• Bacteriile au rol important în natură. Pe fondul autotrofismului şi heterotrofismului lor, intervin

activ şi în proporţii nebănuite în procese foarte variate de sinteză şi degradare a materiei.

Sunt responsabile de numeroase transformări geochimice, dar mai ales de realizarea proceselor de putrefacţie a cadavrelor vegetale şi animale, în cursul cărora materia organică macromoleculară, inaccesibilă sub această formă plantelor, este degradată şi mineralizată, putând astfel reintra în circuitul biogen.

Multe specii bacteriene intervin activ în degradarea diferitelor deşeuri de natură organică, îndeplinind astfel un rol major în depoluarea mediului ambiant.

Bacteriile sunt:

• vieţuitoare unicelulare, foarte heteromorfe,

• cu dimensiuni cuprinse între 0,1-15 µm.

• celula este protejată de un perete (membrană ) cu o structură rigidă, care conferă fiecărei specii o formă caracteristică.

• Se disting patru tipuri morfologice principale. coc, bacil, vibrion, spirochet.

• Structura şi organizarea endocelulară sunt relativ simple, definind bacteriile ca vieţuitoare procariote.

• Unitatea morfo-biologică a celulei este protoplastul, formaţiune care cuprinde toate organitele endocelulare, delimitate la exterior de membrana citoplasmatică.

• Masa citoplasmatică este densă şi aparent omogenă, fără o structură bine definită. Dintre organitele citoplasmatice, la bacterii lipsesc mitocondriile.

• Aparatul nuclear este, de asemenea, puţin individualizat.

• El este lipsit de membrană nucleară şi de o structură internă propriu-zisă.

• Întregul aparat nuclear este format de fapt dintr-un singur filament de ADN dublu catenar, foarte lung, cu numeroase super-răsuciri şi plieri.

• Capetele sale sunt legate, alcătuind un cromozom unic, care, după derulare, are o configuraţie circulară.

• Totalitatea genelor care alcătuiesc cromozomul celulei bacteriene se găsesc sub o formă unică.

• O asemenea organizare genetică are profunde implicaţii biologice, la bacterii lipsind fenomenele de dominanţă şi recesivitate a caracterelor, iar modificările genetice produse prin mutaţii sau recombinări genetice exprimându-se imediat la descendenţi.

• Ansamblul acestor caracteristici deosebesc fundamental bacteriile, respectiv vieţuitoarele procariote, de vieţuitoarele eucariote a căror organizare endocelulară este mult mai evoluată.