ANTAGONISMUL MICROBIAN. ANTIBIOTICELE. 1 antagonismul microbian. antibioticele. bacteriocinele comunitile microbiene. relaiile dintre microorganisme n comuniti n natur ...

  • Published on
    08-Feb-2018

  • View
    213

  • Download
    1

Transcript

2/15/20101ANTAGONISMUL MICROBIAN. ANTIBIOTICELE. BACTERIOCINELECOMUNITILE MICROBIENE. RELAIILE DINTRE MICROORGANISME N COMUNITI n natur microorganismele vieuiesc n cadrul asociaiilor, care includ bacterii, micete, alge, protozoare .a. Astfel de asociaii se ntlnesc n variate habitate naturale: ap, sol, pe plante, pe suprafaa i n corpul uman i animal. BIOTOP spaiu cu condiii de via particulare (conjunctiva, mucoasa intestinal, orofaringe, vagin, tegument, etc), populat i transformat de asociaii de fiine vii. MICROBIOCENOZ (comunitate microbian) asociaii microbiene ce populeaz un biotop. Microorganismele prezente ntr-un biotop particular constituie microflora acestui habitat (m/f cutanat, intestinal, etc) Aceasta joac un rol important n protejarea gazdei fa de o invazie microbian ulterioar, actionnd prin urmtoarele mecanisme: competiia pentru aceiai nutrieni; competiia pentru aceiai receptori de pe celulele gazdei; producia de bacteriocine; vitamine; producerea de acizi grai volatili sau ali metabolii; stimularea continu a sistemului imun; stimularea producerii unor factori imuni de protecie (anticorpii naturali). ntre microorganismele unui biotop se pot stabili relaii:I. Indiferente (neutralism)II. Favorabile (comensalism/satelitism, simbioz/mutualism, sinergism)III. Defavorabile (parazitism, antagonism)Antagonism o specie inhib sau omoar alt specie prin mecanisme specifice sau nespecificeMi/o care manifest activitate inhibitoare antagonist (A), mi/o care sufer concurent (C).Antagonism nespecific:- Antagonistul este mai activ, utiliznd nutrienii, oxigenul- Antagonistul produce metabolii toxici (acizi, indol, H2S, amoniac, peroxid, etc)Antagonism specific antagonistul produce substane cu aciune specific asupra unui sau mai multor concureni (antibiotice, bacteriocine).Efectul aciunii unui antagonist asupra concurentului poate fi bacteriostatic saubactericid (uneori bacteriolitic).Utilizarea practic a antagonismului microbian:1. Pentru depistarea mi/o produceni de antibiotice (micete, actinomicete, bacterii)2. Pentru obinerea produselor biologice curative de origine microbian (probiotice, eubiotice/sinbiotice): Lactobacterina, Colibacterina, Bifidumbacterina, Bificol, etc3. Crearea biocenozelor favorabile organismului2/15/20102 Probioticele sunt preparate ce conin bacterii vii sau substane de originemicrobian care, ntroduse pe cale natural, manifest efecte benefice (fiziologice, biochimice i imune) pentru organismul-gazd prin stabilizarea i optimizareafunciilor microflorei normale. Prebioticele sunt preparate ce conin un ingredient alimentar nedigerabil care stimuleaz selectiv creterea i activitatea unui numr limitat de bacterii rezidente alemicroflorei normale intestinale. Sinbioticele sunt preparate obinute n urma combinrii raionale dintre probiotice iprebiotice.METODELE DE STUDIU AL ANTAGONISMULUI1. n mediu solid (metoda traneei) antagonistul se nsmneaz n centrul cutiei, concurenii perpendicular. Termostat 24h. Aprecierea dup dimensiunea zonei de inhibiie a creterii culturii concurentului.2. n mediu semisolid I strat antagonistul, II strat concurentul. Termostat 24h. Aprecierea zon clar ntre straturi.3. nsmnarea n mediu lichid (BP) a unui numr egal de A i C. Dup 24 h de incubaie se rensmneaz 0,1 ml pe placa cu geloz. Se compar numrul coloniilor de A i C. ANTIBIOTICE (AB) produse de origine natural (microbian, animal sau vegetal), derivai semi-sintetici sau produse sintetice care inhib sau omoar selectiv unele mi/o sau/i celule tumorale, fr a exercita ca regul efecte toxice asupra macroorganismului. Clasificarea ABI. Dup efectul asupra celulei- Bacteriostatic (tetraciclina, cloramfenicol)- Bactericid (streptomicina, polimixina)- Bacteriolitic (peniciline, cefalosporine)II. Dup spectrul de aciune- AB cu spectru restrns (ngust) de aciune (AB anti-G+, anti-G-, anti-tuberculoase, anti-micotice, anti-tumorale, etc)- AB cu spectru larg de aciune (G+ i G-)III. Dup producent (origine)1. De origine fungic (peniciline, cefalosporine,...)2. Din actinomicete (aminoglicozide, macrolide, cloramfenicol, etc)3. De origine microbian (bacitracina din Bacillus subtilis, gramicidina din Bacillus brevis, polimixina din Bacillus polimyxa)4. De origine vegetal fitoncidele (alicina, rafanin, imanin)5. De origine animal (lizozimul din albu de ou, ecmolina din oase de pete, eritrina din mas eritrocitar, splenocitina din splin)IV. Dup compoziia chimic (beta-lactamice, macrolide, aminoglicozide, fenicoli, polipeptide, poliene, sulfamide, chinolone i fluorochinolone, nitrofurani, etc)Mecanismul de aciune al AB2/15/20103Mecanismul de aciune al AB1. AB cu aciune asupra sintezei peretelui celular (dereglarea sintezei peptidoglicanului)- Beta-lactamice (peniciline, cefalosporine). Deregleaz procesul de sintez a PG, inhibnd transpeptidazele (inta - PFP)- Vancomicina, teicoplanina (blocheaz transferul pentapeptidului din MCP spre peretele celular)- Bacitracina (blocheaz reciclarea moleculelor de transport transmembranar - bactoprenol)- Fosfomicina (blocheaz piruviltransferaza, implicat n sinteza acidului N-acetil muramic) Efectul acestor AB este bactericid/litic, doar celulele metabolic active sunt omorte. Nu afecteaz celulele eucariote (lipsa PG).2. AB cu aciune asupra ME i a MCP- AB polipeptidice (polimixina, colistina). Se fixeaz pe membrane bacteriene (n special pe lipidul A (ME la bacterii G-), provocnd dezorganizarea lor. Efect bactericid.- AB polienice (nistatina, levorina, amfotericina B, etc). Se fixeaz pe sterolii MCP ale micetelor, perturbnd respiraia i dezorganiznd MCP (permeabilitate excesiv i moartea celulei).Aceste AB acioneaz i asupra celulelor n repaos. Relativ toxice, n special nefro.2/15/201043. AB cu aciune asupra ribozomilor- 30S (aminoside: streptomicina, kanamicina, gentamicina, tobramicina, amikacina; tetracicline)- 50S (cloramfenicol, triamfenicol; macrolide: eritromicina, oleandomicina; lincosamide: clindamicina, lincomicina).Se leag pe receptori specifici de pe subunitile 30S sau 50S, perturbnd sinteza proteic (inhibiia transpeptidazei, a translocaiei peptidelor, etc). Rezult inhibiia sintezei proteice sau sinteza proteinelor nefuncionale. Efectul este bacteriostatic (aminosidele bactericid), doar asupra celulelor active metabolic. 4. AB cu aciune asupra acizilor nucleici- Rifampicina inhib ARN-polimeraza ADN-dependent. Rezult stoparea sintezei ARNm- Novobiocina , Chinolonele (acidul nalidixic, ciprofloxacina, ofloxacina) blocheaz activitatea topo-izomerazelor, intervenind n conformaia ADN-ului. Efect bactericid. - Sulfamidele i trimetoprimul perturb sinteza acidului folic i folailor (cofactori n sinteza AN). Activitate bacteriostatic.2/15/20105 Producerea AB1. Metoda biologic2. Metoda sintetic3. Metoda semi-sinteticEtapele metodei biologice:1. Cultivarea tulpinilor-producente (ex.: Penicillium notatum, Actinomyces griseum, etc) n mediu lichid adecvat2. Extragerea AB3. Purificarea i concentrarea AB4. Controlul toxicitii5. Determinarea activitii ABActivitatea AB se msoar n uniti de mas (g, mg, g) sau de aciune (UA). 1 UA cantitatea minimal de AB care inhib creterea unei tulpini de referin n condiii standarde.Penicilina 1UA = 0,6 g de substan purCerinele fa de AB:- Toxicitate selectiv- Efect terapeutic cu doze minime- Activitate de lung durat- Spectru restrns de aciune- S fie solubile i absorbite uor- S nu provoace efecte secundare- S nu se dezvolte rezistena contra AB- S fie ieftineSensibilitatea microbilor la ABn funcie de rezultatele clinice, bacteriile se divizeaz n 3 clase: sensibile la AB (S), rezistente (R) i intermediare (I, moderat sensibile).Tulpinile S efectul terapeutic este obinut cu doze terapeutice uzualeTulpinile R efectul terapeutic nu poate fi obinut cu doze terapeuticeTulpinile I succesul terapeutic este imprevizibil. Ar fi posibil cu doze mari sau la administarea local a AB.Fiecare tulpin izolat manifest sensibilitate particular. Ea poate fi studiat n laborator pentru determinarea profilului de sensibiliti al acestei tulpini, ceea ce constituie o antibiogram.Rezultatele testelor de sensibilitate permit medicului s claseze tulpinile bacteriene dup categoriile terapeutice (S, R, I), uneori sunt utile n identificarea tulpinilor. Testarea sensibilitii bacteriilor la ABMetoda difuzimetric (rondelelor). Utilizat uzual n infecii banale.Condiii: mediu standard, concentraie standard de mi/o (105/ml), rondele/discuri (comprimate) cu % standarde de AB, condiii standarde.Mediul este inoculat cu suspensia bacterian. Dup uscare n termostat se aplic rondelele 24h, 37 C.Lectura diametrul zonei de inhibiie a creterii culturii bacteriene este comparat cu diametrele standarde pentru fiecare AB. Valori sub acest diametru tulpina este R, dac este depit S.2/15/20106 Metoda diluiilorntr-un ir de tuburi cu 1 ml BP se efectueaz diluia AB (256 UA, 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1, 0,5, etc). Se adaug n fiecare tub (cu excepia celui martor) 0,1 ml de suspensie bacterian 105/ml. Termostat - 24h.Lectura cea mai mic doz de AB care inhib creterea culturii dup 24h de incubare (mediu clar) constituie Concentraia Minim de Inhibiie (CMI) a AB pentru tulpina testat.CMI msoar efectul bacteriostatic. 2/15/20107Concentraia Minim Bactericid (CMB) cantitatea minim de AB care omoar 99,9% din inoculum dup 18h de incubare.Determinarea CMB din ultimele tuburi fr cretere se repic 0,1 ml de mediu pe placa cu geloz. Dup 24h se compar numrul celulelor ce au supravieuit cu nr iniial de bacterii (105/ml).Corelaia dintre studii in vitroi rezultate in vivon studii in vitro parametrii (densitatea suspensiei bacteriene, concentraia AB, etc) nu se modific n timp. In vivo, la pacieni, concentraia AB variaz n timp i n funcie de esut. Pentru a stabili dac tulpina izolat este sensibil sau rezistent la un AB se cere cunoaterea Concentraiei Terapeutice (CT)(cantitatea de AB prezent n focarul infecios n cursul tratamentului cu doze terapeutice) a fiecrui AB testat. Tulpini Sensibile CMI/CT 1, ex.: 8/2, efect terapeutic imposibil Tulpini Intermediare CMI/CT=1, efect terapeutic imprevizibil. Pot fi utilizate doze maxime de AB sau administrarea lor localTestarea CMI / CMB este indicat n tratamentul infeciilor grave : meningite, septicemii, endocardite, infecii cronice sau la persoane cu imunosupresie.Monitorizatea (supravegherea) tratamentului cu AB. Verificarea eficacitii antibioterapiei.1. Determinarea concentraiilor umorale sau tisulare ale ABIndicaii:- Utilizarea unui AB toxic- n caz cnd bolnavul sufer de deficiene metabolice sau excretoare (renale, hepatice)Se compar concentraiile obinute cu CMI a antibioticului testat (sau cu CT).2. Studiul activitii inhibitorii a lichidelor biologice (NEI)Indicaii: infecii grave care nu rspund rapid la tratament.Efectuarea: la diluii duble (1/2, ...) ale lichidului examinat (ser, LCR, urin) se adaug suspensia bacterian (din tulpina izolat de la bolnav). Lectura: dup 24h de incubaie la 37 C se apreciaz diluia maxim cu efect bacteriostatic/cid. NEI 1:8 reflect eficiena antibioticoterapiei2/15/20108Rezistena mi/o la antibioticeCauzele:1. Factori genetici, proprii bacteriilor2. Factori ce favorizeaz selecia i difuzarea tulpinilor bacteriene rezistente Tipurile de rezisten:1. Natural, ereditar, de specie, prezent la toi membrii unei specii sau gen- lipsa intei ex.: micoplasme, micete;- imposibilitatea de a atinge inta ex.: Mycobacterium (cerurile, lipidele mpiedic ptrunderea AB n citoplasm); - bacteriile nu efectueaz procesul inhibat de AB ex.: acidul folic este preluat din mediu rezisten la sulfamide2. Achiziionat, dobndit, afecteaz tulpinile unei specii sensibile. Depinde de aciunea de selecie exercitat de AB utilizate n tratament, urmat de rspndirea ei (ntre bacterii, interuman, transmisie de origine animal).Mecanismele rezistenei dobndite:- Diminuarea permeabilitii membranare- Modificarea intei moleculare- Eliminarea excesiv a AB - Inactivarea enzimatic a AB, care poate fi hidrolizat (penicilinaz, cefalosporinaz) sau modificat structural (acetilaze, adenilaze, fosforilaze), etc. 2/15/20109Rezistena dobndit se poate manifesta fenotipic (bacteriile n faza de repaos, formele L de bacterii) sau genetic (genotipic)Rezistena genetic poate fi:- Cromozomial, determinat de mutaii (10%)Mecanisme: modificarea intei moleculare, diminuarea permeabilitii membranare- Plasmidic, epidemic, realizat prin transfer de gene prin intermediul plasmidelor R (poate fi rezisten multipl).Mecanisme: inactivarea enzimatic, modificarea intei, substituia sau supraproducia intei, excreie excesiv a AB.Prevenirea rezistenei1. Supravegherea epidemiologic a tulpinilor rezistente2. Politic strict de prescriere a AB3. Respectarea dozelor terapeutice corecte i a timpului de tratament necesar4. Asocierea AB cu mecanisme de aciune diferite5. Prescrierea AB care nu sunt sensibile la beta-lactamaze, utiliznd inhibitori (acidul clavulanic, sulbactamul, tazobactamul). Ex.: augmentina amoxicilina+acid clavulanic6. Reciclarea AB7. Producerea AB noi2/15/201010Efectele negative ale antibioticoterapiei1. Efect toxic (streptomicina surditate, cloramfenicolul toxic pentru mduva osoas, polipeptidele nefrotoxice, etc)2. Efect teratogen3. Aciune sensibilizant (penicilina, etc)4. Disbacterioz5. Dereglarea imunogenezei6. Selecia suelor rezistenteBacteriocinele substane proteice bactericide produse de numeroase specii bacteriene i active asupra altor tulpini ale aceeai specii sau asupra speciilor nrudite. Producerea bacteriocinelor este determinat plasmidic (plasmide Col). Tipuri de bacteriocine: colicine (secretate de Escherichia coli), corinecine(Corynebacterium), vibriocine (Vibrio), piocine (Pseudomonas), etc.Studiul sensibilitii unei tulpini la bacteriocine (bacteriocinotipia) se utilizeaz n scopuri epidemiologice