Studiu Privind Efectele Antibacteriene ale Unor Substante Sintetizate de Microorganismele din Sol

INTRODUCERE

F. Cohn este considerat întemeietorul microbiologiei ca știință. Microbiologia este o știință relativ tânără, ea fiind un domeniu particular al biologiei, ocupându-se cu studiul morfologiei, fiziologiei și ecologiei organismelor procariote și eucariote, care au dimensiuni microscopice. Exista sute de mii de specii care fac obiectul acestei științe, fiind incluse în toate regnurile.

În natură, microorganismele sunt prezente pretutindeni: în aer, în apă, în sol, în alimente, precum și în organismul omului, animalelor și plantelor.

Importanța microorganismelor a fost subliniată de catre Pasteur astfel “rolul unor ființe infinit de mici este infinit de mare”. De la descoperirea lor și până în prezent, interesul pentru studiul microorganismelor a înregistrat o creștere vizibilă deoarece un număr mare de specii desfășoară activitați benefice, realizând procese de o mare importanță pentru societatea umană. Unul dintre cele mai importante domenii practice ale Microbiologiei este biotehnologia, care utilizează microorganismele în procesele industriale. În industria farmaceutică, producția de antibiotice este rezultatul activității microorganismelor.

I. CONSIDERAȚII TEORETICE

I.1. Microorganisme capabile să sintetizeze substanțe cu efect antibacterian

Între microorganismele din sol există interrelații antagoniste. Ele se întâlnesc la toate grupele acestor organisme, însă cel mai bine studiate sunt cele dintre bacterii, actinomicete si fungi. Antibioza este un fenomen determinat de acțiunea unor compuși chimici specifici produși sau derivați din anumite microorganisme, care în concentrații mici au un efect inhibitor, uneori letal asupra altor microorganisme. (Zarnea, 2000). Fenomenul de antibioză a fost descoperit de Roberts (1874), acesta a descris sub denumirea de antagonism, efectul inhibitor exercitat de către Penicillium glaucum asupra bacteriilor. Numeroase microorganisme, de exemplu, eubacterii, actinomicete, fungi, produc 5-6 antibiotice diferite, determinate de natura mediului de cultură dar și de condițiile de mediu.

Microorganismele din sol producătoare de antibiotice, se găsesc în stare latentă. Creșterea lor vegetativă și producerea de antibiotice sunt limitate la scurte perioade, atunci când condițiile de mediu sunt optime. Din această cauză, în sol, biosinteza antibioticelor are loc în microhabitate și este discontinuă, de obicei, condițiile care măresc viteza de creștere și de reproducere a microorganismelor în sol sunt favorabile și pentru producerea antibioticelor, acestea asigurând stimularea capacității de competiție a producătorului.

Cantitatea de antibiotice depinde de raportul dintre viteza de producere și cea de degradare, ultima fiind mai rapidă dacă solul prezintă valori de pH la care antibioticul este inactivat.

În solurile bogate, cu o diversitate mare de microorganisme, producătorul de antibiotic trebuie să competiționeze cu alte microorganisme saprofite, care, la rândul lor, pot fi, producători de antibiotice; în acest fel se pot înregistra fenomene de antagonism între antagoniști.

Antibioticele produse în sol pot să fie degradate chimic sau biologic sau pot fi inactivate prin adsorbție pe argile sau humus, astfel încât importanța prezenței lor depinde de acești factori, care pot acționa simultan.

Antibioticele sunt substanțe chimice produse de microorganisme prin procese de biosinteză, care inhibă sau omoară creșterea altor specii de microorganisme. Definiția antibioticelor s-a completat ulterior, pentru ca antibioticele sunt substanțe chimice obținute prin biosinteză sau semisinteză, ce inhibă multiplicarea unor microorganisme sau le distruge complet.

Bacteriocinele reprezintă o clasă specială de substanțe antibiotice sintetizate de către un număr mare de specii bacteriene purtătoare de informație genetică specifică existentă în plasmide.

Caracteristici alea bacteriocinelor produse de bacteriile Gram-negative:

– biosinteza bacteriocinelor, ca de exemplu, colicine, piocine, megacine, etc., este codificată de gene plasmidiale;

– prin contrast cu antibioticele obișnuite, majoritatea bacteriocinelor au un spectru limitat de activitate, centrat în jurul speciei omoloage;

– bacteriocinele se leagă de celulele sensibile prin intermediul unor receptori specifici de pe suprafața acestora, ca și bacteriofagii;

– biosinteza are efect letal asupra celulei producătoare, aceasta fiind sacrificată pentru a elibera bacteriocinele care omoară ulterior celulele sensibile din mediu;

– de obicei, tulpinile producătoare sunt rezistente la propria lor bacteriocină;

– bacteriocinele pot omorî celule sensibile și fără liză.

Bacteriocinele diferă prin specificitatea spectrului lor de activitatea, difuzibilitate, rezistență la temperatură, etc.

I.1.1. Eubacterii

Bacteriile reprezintă grupul cel mai numeros și mai activ din sol, unde predomină bacteriile Gram-negative. Acestea sunt microorganisme monocelulare de tip procariot, cu un cromozom unic, cu dimensiuni medii între 0,5 și 0,8 nm, înmulțindu-se asexuat prin sciziune binară, izomorfă.

Habitatul bacteriilor. Bacteriile sunt microorganisme cu o largă răspândire în natură, ca un rezultat al adaptării acestora în cursul procesului de evolutiv. Rezervorul natural al bacteriilor este solul, aici existând bacterii aerobe, în straturile superficiale, și bacterii anaerobe, în straturile de profunzime.

Caractere de cultură. Bacteriile sunt rar libere în faza lichidă a solului. Acestea se găsesc frecvent sub formă de microcolonii pe diferite resturi vegetale, adsorbite pe argile și pe humus, inclavate în mase de mucus extracelular. În funcție de gradul de dispersie, o microcolonie de bacterii poate forma pe mediile de cultură o singură colonie sau un număr de colonii cât mai apropiat de numărul celulelor individuale din sol.

Tehnicile de apreciere a numărului bacteriilor din sol prin cultivare în laborator reflectă numai 1-10% din situația adevărată, pentru că nici un mediu de cultură nu poate satisface mare diversitate a exigențelor lor nutriționale.

Caractere morfologice ale bacteriilor. Bacteriile prezintă numeroase forme celulare, cum ar fi: sferică (coccus), bacilară (bacterium), spiralată, pătrată, filamentoasă-formă caracteristică bacteriilor miceliene care trăiesc în sol și în ape.

Structura celulei bacteriene (Fig.I.1.). Bacteriile au celula de tip procariot, aceasta prezentând un singur cromozom amplasat într-un nucleoid lipsit de membrană nucleară și nu conține organite detașate de membrană. Părțile componente ale celulei bacteriene sunt: peretele celular și structurile extraparietale, membrana plasmatică, citosolul și structuri interne ale citosolului (nucleoid, ribozomi, vacuole de gaz, mezozomi). La unele bacterii se mai pot întâlni și formațiuni precum: flageli (cili), fimbri (pili), spini.

Fig.I.1. Structura celulei bacteriene.

Sursă: http://ro.wikipedia.org/wiki/Bacterie

Nutriția bacteriilor. După sursa de hrană, bacteriilor pot fi:

– Autotrofe – își asigură nevoile plastice și energetice exclusiv din substanțe anorganice; acestea folosesc dioxidul de carbon ca sursă de carbon, iar ca sursă de azot folosesc săruri amoniacale, nitriți și nitrați.

– Heterotrofe – pe lângă substanțele anorganice, acestea au nevoie de carbon și azot, de substanțe organice sintetizate de către alte organism.

– Mixotrofe – sunt capabile să folosescă ca sursă de carbon fie substanțe organice, fie substanțe anorganice.

Creșterea și multiplicarea bacteriilor. Ciclul de dezvoltare al bacteriilor prezintă două etape: creșterea și multiplicarea. Prin creștere se înțelege procesul de neoformare, în condiții favorabile, în protoplasmă, a substanței de constituție. Creșterea celulei bacteriene se realizează în moduri diferite: polar, bipolar, ecuatorial, intercalar, prin depunere pe suprafața internă a peretelui celular. Această creștere a bacteriilor se continuă până la atingerea unei limite, atunci când intervine diviziunea celulară.

Multiplicarea bacteriilor se realizeză prin patru mecanisme:

1. Diviziunea directă constă în scindarea celulei mamă, ajunsă la punctual critic de creștere, în doua cellule fiice surori, adesea identice.

2. Multiplicarea prin înmugurire reprezintă o modalitate particulară de reproducere, care constă în separarea a două celule asimetrice, ca rezultat al formării de către celula mamă a unei protuberanțe locale mai mici decât ea.

3. Multiplicarea prin fragmentare este o formă de reproducere vegetativă.

4. Multiplicarea prin spori.

Taxonomia bacteriilor. Marea diversitate a bacteriilor din sol face aproape imposibilă stabilirea unei evidențe a speciilor prezente. Majoritatea sunt probabil neindentificate, iar abaterile de la morfologia normală și de la calitățile tinctoriale fac această activitate una dificilă. Pentru a exemplifica această dificultate este cunoscut cazul unei bacterii care tânără apare sub forma unor bacilli Gram-negativi, apoi devine cocoidă și, în final, atunci când îmbătrânește devine Gram-pozitivă.

Solul reunește majoritatea bacteriilor implicate în biosinteza antibioticelor, implicate în circulația carbonului, a azotului, a fosforului, a sulfului, a fierului, precum și a celorlalte elemente din natură, a celor implicate în formarea și degradarea humusului, în solubilizarea compușilor organici și anorganici, insolubili și inaccesibili plantelor. Bacterii heterotrofe mai des întâlnite, indiferent de particularitățile solului, aparțin genurilor: Acinetobacter, Achromobacter, Agrobacterium, Alcaligenes, Arthrobacter, Bacillus, Brevibacterium, Cellulomonas, Chromobacterium, Clostridium, Corynebacterium, Flavobacterium, Micrococcus, Mycobacterium, Pseudomonas, Sarcina, Staphylococcus, Streptococcus, Xanthomonas, precum și alte genuri.

Factorii care afectează prezența și activitatea bacteriilor din sol. Activitatea bacteriilor predomină pe sau în imediata apropiere a suprafeței particulelor de sol. Aceasta este influențată de o serie de factori de mediu, precum:

– Oxigenul. Datorită marii heterogenități a solului, in general, într-un volum foarte limitat, se pot întâlni condiții diferite de tensiune de oxigen. Adesea, într-un volum mic de sol, pot fi găsite bacterii aerobe, microaerofile și facultativ sau obligat anaerobe. Bacteriile din genul Clostridium sunt prezente în regiunile fertile, nu datorită anaerobiozei mediului, ci prezenței concomitente a microorganismelor strict și facultativ aerobe, acestea consumă mult oxigen și îl înlocuiesc cu dioxid de carbon.

– Temperatura. Dintre bacteriile din sol se găsesc mai multe în regiunile calde decât în cele reci. Speciile individuale pot fi criofile, mezofile sau termofile, acestea acoperind un spectru larg de regiuni, de la cele polare până la cele tropicale.

– pH. Condițiile optime pentru dezvoltarea bacteriilor sunt acelea situate apropiat de neutralitate, în timp ce la condiții extreme de aciditate sau alcalinitate, numărul bacteriilor este redus, unde persistă numai cele tolerante.

– Adâncimea este un factor ecologic secundar. Numărul bacteriilor este mai redus la suprafața solului din cauza efectului bactericid al radiațiilor solare, modificarilor de temperatură dar și de umiditate. În unele soluri forestiere, numărul maxim al bacteriilor este prezent în stratul superior de 1-2 cm. Uneori, în solurile cu un conținut bogat organic pot fi găsite în număr mare și în profunzime.

– Umiditatea. Nivelul optim necesar activității bacteriilor aerobe este estimat la o capacitate de reținere a apei de 50-75%. Oscilațiile umidității determină variații numerice ale comunităților bacteriene. Excesul de umiditate limitează proliferarea prin diminuarea schimbului de gaze precum și instalarea condițiilor de anaerobioză.

– Uscăciunea este un factor care stimulează sporularea.

– Tipul de sol. Numărul cel mai mare de bacterii este întâlnit în solul de tip cernoziom, acesta este urmat de podzol, solul cenușiu și turbă.

– Natura vegetației. Numărul bacteriilor este mai mare în solurile de pajiște și de pădure decât în solul de tip arabil. Explicația este în marea densitate a radăciniilor, a exsudatelor radiculare, a celulelor radiculare descuamate și a materiei organice rezultate după moartea acestora.

Bacteriile sunt mai des întâlnite în solul arabil decât în cel virgin și în cel al pădurilor de foioase comparativ cu cel de rășinoase.

Tabel I.1. Exemple de antibiotice extrase din bacterii

Sursă: Stamatin N. ”Microbiologie veterinară”, Balș M.G. “Antibioticele”, Angelescu M. “Ghid practic de antibioticoterapie”

Principalele antibiotice extrase din bacterii sunt:

Bacitracina

Prezentare generală. Bacitracina este un antibiotic cu acțiune de tipul penicilinei, bacteriostatic și bactericid, relative toxic; poate fi administrat oral, în injecții intramuscular și intravenous sau local.

Date fizice și chimice. Antibioticul este produs de bacteria din grupul Subtilis. Acesta este un amestec de cel puțin patru polipeptide-Fig. I.2 (bacitracina A, B, C și F), de stabilitate, toxicitate și acțiune variabile. Produsul comercial trebuie să titreze peste 40-50 unități/mg (unitatea este cantitatea minimă, care, diluată într-un litru de mediu, împiedică creșterea unui stafilococ de referință). Este o pulbere albă, ușor gălbuie, aproape inodoră, foarte higroscopică. Soluția apoasă are un pH aproape de neutralitate.

Fig. I.2. Structura chimică a bacitracinei

Sursă: http://en.wikipedia.org/wiki/Bacitracin#mediaviewer/File:Bacitracin_A.svg

Stabilitate. Bacitracina este relativ stabilă sub 4ºC, însă este inactivată repede la temperatura camerei. Este precipitată și inactivată de sărurile metalelor grele; activă în prezența sângelui și a puroiului.

Fel de acțiune. Bacitracina are acțiune bacteriostatică și bactericidă.

Spectru. Asemănător penicilinei, abicitracina este activă față de: coci Gram-pozitivi, Gram-negativi, bacilul difteric, hemofili, Treponema pallidum, Entamoeba histolystica.

Tabel I.2. Acțiunea microbiană in vitro a bacitracinei

Sursă: Balș M.G. “Antibioticele”, Angelescu M. “Ghid practic de antibioticoterapie”

Rezistență. Se stabilește greu și este reversibilă. Nu există rezistență încrucișată față de alte antibiotice.

Antagonism și sinergii. Nu s-au observant antagonisme cu alte antibiotice. Bacitracina este inactivată de BAL, peroxidul de hydrogen, tiosulfatul de sodiu. Sinergie cu penicilina și viomicina.

Indicații clinice. În afecțiuni cu germeni Gram-pozitivi rezistenți la penicilină. Bacitracina nu are efect local irritant, nu este convulsivantă în aplicări locale pe sistemul nervos central. Administrată pe cale orală, nu se absoarbe și exercită un efect bacteriostatic și bactericid în lumenul intestinului.

Difuziune. După administrare parenterală, bacitracina difuzează bine în țesuturi și umori, cu excepția lichidului cefalorahidian, a sistemului nervos central și a ochilor.

Incidente, accidente, fenomene toxice și alergice. Acest antibiotic este nefrotoxic. După patru zile de tratament, la 1/3 din bolnavi apare albuminurie. Cu doze mari se instalează insuficiența renală. Bacitracina nu produce leziuni hepatice, nervoase și medulare, dar poate produce fenomene alergice.

Piocianaza

Piocianaza este un antibiotic termostabil, sintetizat de către Pseudomonas aeruginosa.

Emmerrich și Low prepară piocianaza astfel: culturi în bullion vechi de 6-7 săptămâni se trec prin filtru Berkefeld. Lichidul obținut se reduce la 1/10 prin evaporare în vid; produsul rezultat se dializează prin pergament, pentru a elimina sărurile parțial. Se obține un lichid siropos, de culoare gri-brună denumit piocianază. Aceasta posedă proprietăți proteolitice remarcabile: lichefiază gelatin, caseina, fibrina și serul coagulat. Celulele unor specii bacteriene, ca de exemplu, bacilii cărbunelui, difteriei și dizenteriei, gonococul, pneumococul și sâtreptococul sunt și ele dizolvate într-un timp care variază de la câteva minute la câteva ore. Piocianaza lizează și sporii bacilului cărbunelui (Bratosin 1914). Acest antibiotic a fost folosit în terepeutica diverselor infecții bacteriene ca: antrax, difterie, tetanus, colibaciloză.

Subtilina

Subtilina este un antibiotic solubil în apă, extras din Bacillus subtilis.

Bacillus subtilis, ca și alți bacilli sporulați din sol precum B. mesentericus și B. brevis au proprietăți proteolitice importante. B. subtilis lichefiază gelatin, albușul de ou coagulat, serul coagulat și topește unele culture bacteriene. Filtratul provine in culturi de B. subtilis în bullion peptonat 2% incubate timp de patru zile, la termostat, și are unele însușiri proteolitice. El este inactiv fața de serul coagulat sau albușul de ou coagulat, dar lichefiază gelatina. În mediul Sauton, dar și în unele medii de cultură care au la bază tărâțe de grâu, B. subtilis se dezvoltă punând în libertate o cantitate important de gelatinază, până la 10000 unități într-un mililitru, precum și unii principii bacteriostatici, bactericizi și bacteriolitici. Un mililitru de filtrate oprește dezvoltarea și omoară germeni precum bacilii cărbunelui sau difteriei, conținuți într-un amestec constituit din 4 ml de bulion și 0,1 ml de cultură în bulion de 24 de ore. Volumul de 0,5 ml de cultură în bulion de bacili ai cărbunelui este lizat de un mililitru filtrate subtilic; suspensia, care inițial este tulbure, se clarifică. Filtratul culturilor de B. subtilis distruge puterea patogenă și activitatea antigenic a toxinelor: tetanică, difterică și stafilococică. Acesta este puțin activ față de toxina botulinică și complet inactiv față de toxinele vegetale sau animale. Filtratele care provin din culturi vechi de B. subtilis inactivează in vitro virusul rabic și virusul encefalomielitei căilor.

Capacitatea antibiotică și antitoxică (antidotică) a subtilinei nu este alterată prin încălzire; temperaturile de 125-130ºC nu o distrug complet, chiar dacă gelatinaza este inactivată la 70ºC. Formolul, în proporție de 0,1%, nu influențează proprietățile antibiotice și antidotice ale filtratului.

Acțiunea specie B. subtilis și a secrețiilor sale asupra toxinelor bacteriene explică mecanismul imunității naturale întâlnite la unele specii animale față de diverse toxine. Toxinele secretate de germenii respectivi la nivelul tubului digetiv sunt detoxifiate de fermenții bacililor sporulați de tipul lui B. subtilis și absorbite sub această formă de pe mucoase, în cazul omului, trec în circulația generală, producând anticorpi.

În timpul cercetărilor asupra principiilor antibiotici conținuți de B. subtilis s-a putut identifica o serie întreagă de substanțe active precum subtilizina, eumicina, colistatina, subtenolina, bacilomicina, bacilina și bacitracina.

Tirotricina (Gramicidina)

Prezentare generală. Gramicidina este un antibiotic bacteriostatic și bactericid, cu aplicare locală, deoarece administrarea parenterală este foarte toxică, utilizarea este limitată.

Date fizice și chimice. Antibioticul este produs de Bacillus brevis. Acesta este un amestec de două substanțe, gramicidina și tirocidina, care sunt ciclopeptide (Fig I.3). Gramicidina este insolubilă în apă și în solvenții organici, se dizolvă în alcool, acetonă și propilenglicol.

Fig. I.3. Structura chimică a gramicidinei

Sursă: http://en.wikipedia.org/wiki/Gramicidin

Stabilitate. Tirotricina rezistă la încălzire la 100ºC și la acțiunea sucurilor digestive. Suspensiile hidroalcoolice sunt stabile 7-8 zile. Activitatea este scăzută de serul normal; este activă în prezența sângelui și a puroiului. Acest antibiotic este în partea inhibată de flora intestinală.

Tirotricina este inactivă pe cale orală și parenterală, dar, în același timp este și toxică, din această cauză nu este utilizată decât în aplicări locale.

Fel de acțiune. Bacteriostatic și bactericid.

Spectru. Coci Gram-pozitivi și gram-negativi și bactericidă pentru trichomonas.

Tabel I.3. Acțiunea antimicribiană in vitro a tirotricinei

Sursă: Balș M.G. “Antibioticele”, Angelescu M. “Ghid practic de antibioticoterapie”

Rezistență. În general nu se dezvoltă rezistență la tirotricină, dar au fost observate, uneori, tulpini de stafilococ devenite rezistente.

Antagonism și sinergii. Există un oarecare antagonism cu lecitina, cefalina, mucina și detergenții cationici.

Indicații clinice. Aplicări externe în plăgi infectate, în arsuri și ulcerații; aplicări locale în afecțiuni oftalmologice, dermatologice și urologice.

Tirotricina este inactivată pe cale orală, subcutanată, intramusculară dar și pe cale intravenoasă, fiind totodată și toxică.

Difuziune. Tirotricina este activă numai la suprafață, aceasta fiind inactivată în țesuturi.

Incidente, accidente, fenomene toxice și alergice. Tirotricina este o substanță toxică, produce, atunci când este administrată parenteral, hemoliză masivă, din această cauză nu poate fi utilizată decât în aplicări locale. Se contraindică aplicarea tirotricinei în cavități seroase, sinusuri și vezică urinară. Aplicată pe tegumente și mucoase nu produce fenomene alergice decât în cazuri excepționale, tirotricina este superioară din acest punct de vedere altor antibiotice.

Polimixina

Prezentare generală. Este un antibiotic toxic, cu indicații limitate și utilizare rară.

Date fizice și chimice. Polimixinele sunt antibiotice produse de Bacillus polymyxa. Acestea sunt polipeptide ciclice (Fig. I.4), cu o compoziție bine precizată. Se cunosc cinci tipuri de polimixine (A, B, C, D, E), cele mai utilizate fiind sulfatul de polimixina B, și metansulfonatul de polimixină, acesta având o toxicitate mai redusă.

Pulbere albă microcristalină, solubilă în apă.

Fig.I.4. Structura chimică a polimixinei

Sursă: http://pt.wikipedia.org/wiki/Polimixina

Stabilitate. Substanța uscată este termostabilă. În soluție, la pH 2-7, polimixina este relativ termostabilă. Este inactivată de serul sanguin, de acizii puternici, dar, în primul rând, de baze. Rezistă la acțiunea pepsinei și tripsinei.

Fel de acțiune. Polimixina are acțiune bacteriostatică și bactericidă rapidă, indiferent de starea de lag sau de multiplicare a bacteriilor.

Spectru. Sunt active asupra germenilor gram-negativi, brucele și asupra unor tulpini de piocianic.

Tabel I.4. Acțiunea antimicrobiană in vitro a polimixinelor

Sursă: Balș M.G. “Antibioticele”, Angelescu M. “Ghid practic de antibioticoterapie”

Rezistență. Chimiorezistența se obține greu. Rezistență încrucișată cu colistina.

Antagonism și sinergii. Polimixina are uneori acțiune sinergică cu gramicidina și neomicina.

Indicații clinice. Infecții cu germeni Gram-negativi, insensibili la celelalte antibiotice, infecții cu piocianic. Polimixinele se prescriu împreună cu alte antibiotice sau în infecții grave insensibile la alte antibiotice.

Difuziune. După administrarea intramusculară, difuziunea tisulară este slabă.

Incidente, accidente, fenomene toxice și alergice. Frecvente sunt grețurile, vărsăturile și durerile abdominale. Fenomenele de nefrotoxicitate sunt des întâlnite în tratamentele prelungite, iar fenomenele neurotoxice și fenomenele alergice apar mai rar.

I.1.2. Actinomicete

Actinomicetele sunt considerate bacterii Gram-pozitive, filamentoase și ramificate, caracterizate printr-o mare varietate de tipuri morfologice.

Habitatul actinomicetelor. Actinomicetele sunt considerate la fel de numeroase ca și eubacteriile, deși determinările cantitative nu reflectă numărul real și, mai ales, activitatea lor din sol. Acestea sunt mai abundente în solurile pajiștilor și pășunilor decât în solul cultivat, și în solul cultivat decât în cel virgin. Actinomicetele pot reprezenta între 10 și 33% din microorganismele prezente în sol. Majoritatea actinomicetelor sunt saprofite în sol, atât la suprafață, cât și în profunzimea acestuia. Actinomicetele se găsesc frecvent în solurile uscate, alcaline, în solurile bogate în substanțe organice. Ele se dezvoltă heterotrof, folosind surse de carbon simple sau complexe, atacând lent molecule mai rezistente, ca celuloza (Nocardia cellulans, N. vaccinii, Streptomyces violaceus, S. cellulosae), chitina, parafina (Nocardia paraffinae), fenoli (Nocardia opaca, N. rubra). Produsul cheie în asimilarea azotului îl constituie amoniacul și nitratul, dar folosesc și aminoacizi și peptone. Acestea se dezvoltă pe resturi vegetale, pe plante, în bălegar, în apele lacurilor, cât și în nămol. Unele specii de actinomicete sunt parazite ale plantelor, omului și animalelor.

Caractere morfologice ale actinomicetelor. Actinomicetele au forma alungită, filamentoasă, cu o tendință de ramificare, de unde rezultă aspectul lor de miceliu. Filamentele miceliene sau hifele, sunt multinucleate, fară pereți transversali, în general foarte subțiri, cu diametrul de 0,5 – 0,8 µ, prezentând o structură de tip procariot.

Nutriția actinomicetelor. Modul de nutriție al actinomicetelor este omivor, acest lucru le permite sa se dezvolte pe diferite substraturi organice.

Creștere și multiplicarea actinomicetelor – caractere de cultură. Atunci când o hifă izolată se dezvoltă într-un mediu favorabil, ea crește și se alungește prin una din extremitățile sale. Pe suprafața unui mediu solid, hifele pot crește prin ramificațiile acestora, în toate direcțiile, formând o colonie în jurul locului unde a fost depus miceliul primar. Mărimea coloniei, observată de distanța dintre centrul și marginea ei, crește în funcție de durata incubației. În medii lichide agitate constant se formează colonii sferice, denumite și “bule” de miceliu. Spre deosebire de eubacterii, actinomicetele cresc sub formă de colonii și în mediile lichide, pentru că, la aceste microorganisme, singurele celule individuale sunt conidiile.

În condiții naturale (resturi vegetale), actinomicetele încep să se dezvolte după ce bacteriile și ciupercile nu se mai multiplică, atunci când toate substanțele ușor asimilabile din resturile vegetale au fost descompuse și asimilate de predecesorii lor. Actinomicetele se dezvoltă și pe mediile de cultură obișnuite, neavând nevoi speciale de substanțe nutritive. Acestea folosesc azotul atât în stare minerală, cât și în stare organic, iar carbonul sub formă de acizi organic, dextrin și amidon.

Pe mediile de cultură artificiale, actinomicetele sintetizează diferite substanțe din grupul antibioticelor, vitaminelor, auxine, aminoacizi, precum și diferiți compuși care dau culturilor un miros caracteristic de pământ, camfor sau de fructe.

În anumite stadii de dezvoltare a miceliului, la extremitățile ramificațiilor sporogene se formează, prin fragmentarea sporoforului sau prin segmentarea sa internă în mai multe celule, spori sferici, ovalari sau cilindrici cu extremitățile secționate drept.

Taxonomia actinomicetelor. Speciile de actinomicete cel mai des întâlnite aparțin genurilor: Actinomyces, Actinoplanes, Mycobacterium, Mycoccocus, Micromonospora, Nocardia, Streptomyces, Streptosporangium, Thermoactinomyces.

Factorii care afectează prezența și activitatea actinomicetelor din sol.

-Temperatura. Actinomicetele sunt mai abundente în zonele calde decât în cele reci, cele mai multe dintre acestea fiind mezofile, dar include și specii facultative sau obligat termofile, care se dezvoltă la temperaturi de 55º-60º C.

– pH. Nu tolerează solurile acide și nu se dezvoltă sub pH 5,0, din această cauză, acidifierea solului poate fi folosită pentru combaterea speciilor patogene. Actinomicetele sunt mai numeroase în solurile alcaline.

-Adâncimea. Sunt mai numeroase în straturile de la suprafața solului, dar și în straturile inferioare, uneori chiar și la adâncimi mari; deobicei, numărul acestora scade progresiv cu adâncimea.

-Umiditatea excesivă este un factor care limitează dezvoltarea actinomicetelor.

Tabel. I.4. Exemple de antibiotice extrase din actinomicete

Sursă: Stamatin N. ”Microbiologie veterinară”, Balș M.G. “Antibioticele”, Angelescu M. “Ghid practic de antibioticoterapie”

Principalele antibiotice extrase din actinomicete sunt:

Streptomicina

Prezentare generală. Streptomicina este un antibiotic cu sferă largă de acțiune, bacteriostatic și bactericid. Administrarea de obicei parenterală. Se utilizează des în tuberculoză, mai ales asociat cu alte tuberculostatice sau alte antibiotice. Este relative toxic și alergizant.

Date fizice și chimice. Este un antibiotic produs de Streptomyces griseus. Substanță bine definită chimic (Fig. I.5.).

Pulbere albă, microcristalină, o bază puternică, solubilă în apă. Streptomicina se utilizează sub formă de sare. Dihidrostreptomicina are aceeași acțiune antimicrobiană și o acțiune mai puțin toxică asupra nervului vestibular, dar este mai toxică pentru nervul cohlear. Acest antibiotic are putere reductoare.

Fig. I.5. Structura chimică a streptomicinei

Sursă: http://en.wikipedia.org/wiki/Streptomycin

Stabilitate. Este foarte stabilă la pH cuprins între 3 și 7, rezistă la fierbere și la acțiunea sucurilor digestive. Streptomicina este inactivată de cisteină, hidroxilamină și de hiposulfitul de sodiu. Activitatea acestui antibiotic este scăzută prin uree, acid sorbic, acid oleic.

Fel de acțiune. Streptomicina are acțiune bacteriostatică și bactericidă, indiferent de faza de multiplicare a germenilor. Activitatea maximă în mediu alcalin este la pH 7,6-8.

Spectru. Are spectru larg de acțiune. Activitate moderată asupra cocilor Gram-pozitivi și Gram-negativi și a bacililor Gram-pozitivi. Este activă față de bacilii Gram-negativi și foarte activă față de bacilii acidorezistenți. Nu este activă față de rickettsii, treponema și virusuri. Streptomicina poate fi activă față de unele tulpini de piocianic, dar nu are acțiune antifungică.

Tabel I.5. Acțiunea microbiană in vitro a streptomicinei

Sursă: Balș M.G. “Antibioticele”, Angelescu M. “Ghid practic de antibioticoterapie”

Rezistență. În contact cu streptomicina se produce o rezistență pronunțată, dar apare mult mai încet în tratamente asociate.Rezistența apare dintr-o dată, fiind de “tip streptomicinic”. Pentru bacilul tuberculos se poate observa o chimiorezistență de care trebuie ținut seama în tratamentul bolnavilor. În general nu produce chimiorezistență încrucișată față de alte antibiotice.

Antagonism și sinergii. Streptomicina nu prezintă antagonism cu celelalte antibiotice. În general, are o acțiune sinergică cu penicilina și mai puțin cu alte antibiotice.

Indicații clinice. Indicația majoră a streptomicinei este tuberculoza. Streptomicina este antibioticul de elecție în tularemie și pestă; asociată cu penicilina este folosită în tratamentul endocarditelor cu streptococ fecal și streptococ viridians. Este utilă în bruceloză, septicemia și în infecții urinare cu bacili Gram-negativi sensibili la acest antibiotic. Se mai poate utiliza în uretrite gonococice și, uneori, în administrare orală, în infecții digestive cu germeni sensibili.

Difuziune. Pătrunde greu în celule.

Incidente, accidente, fenomene toxice și alergice. Se pot observa reacții de tip histaminic. Streptomicina administrată intramuscular poate provoca durere. Antibioticul este neurotoxic. Dihidrostreptomicina este mai puțin toxică pentru nervul vestibular, dar produce o afectare, de obicei ireversibilă, a nervului acustic. Accidente de hipersensibilitate și alergice la bolnavi, dar mai ales, la infirmierele care manipulează streptomicina. Se recomandă purtarea de mască și mânuși.

Eritromicina

Prezentare generală. Eritromicina este un antibiotic din grupul macrolidelor, față de care poate dezvolta rezistență încrucișată. Are o acțiune asemănătoare cu a penicilinei. Administrare orală și intravenoasă, bine suportată. Este un antibiotic activ, dar este recomandată păstrarea acestuia în rezervă.

Date fizice și chimice. Eritromicina este un antibiotic produs de către Streptomyces erythreus. Are o structură chimică bine precizată; este o substanță bazică cu o moleculă complexă (Fig. I.6.).

Eritromicina se prezintă sub forma unei pulbere microcristaline, galbenă-palidă, inodoră, amară, solubilă în alcool și foarte puțin solubilă în apă. Este puțin higroscopică. Soluția apoasă saturată este alcalină la pH cuprins între 8 și 10, iar în mediu acid, la pH 4, se inactivează repede. Eritromicina se distruge în stomac în cazul în care nu este protejată de capsule special.

Fig. I.6. Structura eritromicinei

Sursa: http://en.wikipedia.org/wiki/Erythromycin

Stabilitate. Antibioticul este inactivat 90% la 100ºC în cinci minute și 50% la 60ºC. Eritromicina-bază este inactivată de sucul gastric, din această cauză va fi utilizată numai în cașete enterale, care se deschid în intestin, sau sub formă de săruri insolubile și rezistente la acțiunea acizilor.

Fel de acțiune. Eritromicina are acțiune bacteriostatică, dar în anumite condiții poate fi bactericidă în faza logaritmică de dezvoltare a germenilor.

Spectru. Acesta este asemănător penicilinei, dar mai larg. Eritromicina este foarte activă față de majoritatea tulpinilor de coci Gram-pozitivi. Are o activitate moderată față de cocii Gram-negativi, chiar și față de spirochete, rickettsii și virusuri mari. Este activ față de bacilii Gram-pozitivi, iar Haemomophilus pertusis și brucelele sunt relativ sensibile. Restul germenilor Gram-negativi nu sunt, în general, sensibili la eritromicină. Aceasta poate fi utilizată și în amibiază.

Tabel I.6. Acțiunea antimicrobiană in vitro a eritromicinei

Sursă: Balș M.G. “Antibioticele”, Angelescu M. “Ghid practic de antibioticoterapie”

Rezistență. Apare repede și ușor, uneori brusc. Rezistență încrucișată față de carbomicină, spiramicină și oleandomicină.

Antagonism și sinergii. Eritromicina are, uneori, o acțiune sinergică cu penicilina. Nu se cunosc substanțe antagoniste.

Indicații clinice. Infecții cu stafilococi rezistenți la antibiotice obișnuite. Se recomandă restrângerea administrării de eritromicină, acesta fiind un antibiotioc de rezervă. Este un antibiotic de elecție în infecția difterică.

Difuziune. Cea tisulară este bună; nu pătrunde aproape deloc în sistemul nervos central și în lichidul cefalorahidian.

Incidente, accidente, fenomene toxice și alergice. Incidentele sunt rare. Eritromicina nu inhibă flora coliformă, nu favorizează invaziile cu stafilococi rezistenți sau cu candide. În afară de tulburările digestive nu s-au semnalat accidente toxice hepatice, exceptând estiolatul de eritromicină, care poate produce tulburări digestive însoțite de icter. Nu provoacă tulburări renale, nervoase sau la nivelul organelor hematopoietice. Rar produce fenomene alergice, acestea fiind benigne.

Tetraciclinele

Prezentare generală. Sunt antibiotice cu sferă largă de acțiune; substanțe asemănătoare din punct de vedere chimic (Fig.I.7.), cu spectre antimicrobiene similar, dar diferite din punct de vedere farmacologic. Administrarea este orală, uneori intravenoasă și mai rar intramusculară. Se produce o rezistență încrucișată între tetracicline, care uneori este parțială cu cloramfenicolul, dar nu cu alte antibiotice.

Fig.I.7. Structura tetraciclinelor

Sursă: http://en.wikipedia.org/wiki/Tetracycline

Date fizice și chimice. Tetraciclinele au putere rotatoare în lumină polarizată, specifică fiecăreia și sunt fluorescente la lumina ultravioletă.

– Clortetraciclina, denumită și aureomicină, este un antibiotic produs de Streptomyces aureofaciens. Acest antibiotic se prezintă sub forma unei pulbere galbenă-aurie, microcristalină și amară; este o substanță amfoteră. Este puțin solubilă în apă.

– Oxitetraciclina, denumită și teramicina, este un antibiotic produs de streptomyces rimosus. Acest antibiotic se prezintă sub forma unei pulbere galbene, microcristalină și amară; este o substanță amfoteră. Clorhidratul este solubil în apă.

– Tetraciclina este un antibiotic extras din Streptomyces texasi. Se prezintă sub forma unei pulbere gălbuie-palidă, microcristalină și amară. Clorhidratul este solubil în apă. Soluția este acidă, având pH egal cu 2, mai bine tolerată.

– Dimetilclortetraciclina este un antibiotic extras din Streptomyces aureofaciens. Se prezintă sub forma unei pulbere gălbuie, microcristalină. Are o toleranță bună.

Stabilitate. Substanțele uscate sunt stabile, iar soluțiile sunt relativ stabile la pH acid. La pH neutru, clortetraciclina este mai puțin stabilă, urmează oxitetraciclina, iar dimetilclortetraciclina și tetraciclina sunt relativ stabile. Soluția de tetraciclină este relativ stabilă. Acest antibiotic rezistă la acțiunea sucurilor digestive.

Mod de acțiune. Tetraciclinele au acțiune bacteriostatică, acestea prelungesc faza de latență. Acestea sunt mai active în faza de înmulțire logaritmică a germenilor. Tetraciclinele pot fi bactericide in vitro. Tetraciclinele sunt mai active în mediul acid decât în cel alcalin.

Spectru. Aceste antibiotice au un spectru larg de acțiune: germeni Gram-pozitivi, germeni Gram-negativi; sunt mai puțin active asupra salmonelelor. Tetraciclinele sunt foarte active asupra rickettsiilor, virusurilor mari și asupra unor protozoare. Acestea nu au acțiune antifungică și antineoplazică. Dimetilclortetraciclina este în general mai activă decât celelalte tetracicline față de stafilococ, bacil difteric și piocianic și mai puțin activă față de streptococ și klebsiele

Tabel I.7. Acțiunea antimicrobiană in vitro a tetraciclinelor

Sursă: Balș M.G. “Antibioticele”, Angelescu M. “Ghid practic de antibioticoterapie”

Rezistență. Se obține relativ încet. Există rezistență încrucișată față de celelalte tetracicline și, câteodată, parțială, și față de cloramfenicol, dar nu față de alte antibiotice.

Antagonisme și sinergii. Ca și pentru cloramfenicol, există un antagonism inconstant și variabil între tetracicline și penicilină. Tetraciclinele au acțiune sinergică cu streptomicina, cloramfenicolul, sulfamidele, nitrofuranii și, cateodată, cu penicilina. Tetracicline sunt inactivate de sufatul de magneziu.

Indicații clinice. Infecții cu germeni Gram-pozitivi și coci Gram-negativi rezistenți la penicilină. Infecții cu bacili Gram-negativi sensibili. Din cauza spectrului larg se recomandă în infecții cu germeni neidentificați.

Difuziune. Difuziunea tisulară este rapidă. Tetraciclinele pătrund în celule, acest fapt explică activitatea lor în rickettsioze, bruceloză și unele viroze. Se găsesc în seroase, sângele placentar și salivă, precum și în oase, atingând concentrații diferite. Tetraciclinele se pot concentra în țesuturi mortificate și în țesuturi umorale, această particularitate fiind una importantă, deoarece a fost folosită în încercări de depistare a cancerului, urmărindu-se fluorescența țesutului și secțiunilor de țesuturi în lumina ultravioletă.

Incidente, accidente, fenomene toxice și alergice. Cel mai des întâlnite sunt tulburările digestive, acestea fiind frecvente după doze mari, dar și la persoanele cu boală ulceroasă și tulburări dispeptice anterioare. Aceste tulburări digestive pot deveni foarte severe, ajungând până la moarte.

Tulburările la nivelul mucoaselor sunt, în general, din cauza unor invazii cu candide; acestea apar după multe zile de tratament și pot persista.

Poate exista uneori și o fotosensibilitate a bolnavului în timpul tratamentului cu dimetilclortetraciclină.

Fenomenele alergice sunt rare.

Administrarea de tetracicline, în special a dimetilclortetraciclinei, la copii, poate produce o colorație galbenă a dinților.

Kanamicina

Prezentare generală. Este un antibiotic de excepție, având acțiune asupra germenilor Gram-pozitivi și Gram-negativi. Este nefrotoxic, utilizarea fiind limitată.

Date fizice și chimice. Kanamicina este un antibiotic extras din Streptomyces kanamyceticus și se prezintă sub forma unei pulbere albe, bine solubilă în apă. Are o structură chimică bine stabilită (Fig. I.8.).

Fig. I.8. Structura chimică a kanamicinei

Sursă: http://chemistry.about.com/od/factsstructures/ig/Chemical-Structures–K/Kanamycin.htm

Stabilitate. Este un antibiotic termostabil, rezistent la fierbere și la acțiunea sucurilor digestive.

Fel de acțiune. Kanamicina are acțiune bacteriostatică și bactericidă.

Spectru. Este activă față de germenii Gram-pozitivi, bacilii Gram-negativi și mai puțin activă de B. Koch.

Tabel I.8. Actiunea antimicrobiană in vitro a kanamicinei

Balș M.G. “Antibioticele”, Angelescu M. “Ghid practic de antibioticoterapie”

Rezistență. Se instalează, în general, în mod agresiv. Prezintă rezistență încrucișată față de neomicină, paromomicină și framicetină și, uneori, față de viomicină și, parțial, față de streptomicină.

Antagonism și sinergii. Kanamicina are acțiune sinergică cu penicilina fața de germenii sensibili.

Indicații clinice. Este recomandată în infecțiile cu germeni sensibili la kanamicină, dar rezistenți la celelalte antibiotice, în infecții urinare, pielite, cistite, infecții intestinale, in tuberculoză, lepră și bruceloză. Din cauza nefrotoxicității antibioticului nu se pot face decât tratamente scurte.

Difuziune. După injecția musculară, difuziunea este relativ bună, cu excepția mușchilor și a sistemului nervos.

Incidente, accidente, fenomene toxice și alergice. Acest antibiotic, mai ales în doze mari, este nefrotoxic; în măsură mai mică este toxic pentru perechea a VIII-a de nervi cranieni și îndeosebi pentru nervul vestibular.

I.3. Fungi

Fungii sunt organisme heterotrofe, ca și majoritatea bacteriilor, fungii folosesc substanțele organice, drept sursă de energie. Fungii nu conțin pigmenți fotosintetizanți, sunt dependente de sisteme enzimatice specifice pentru producerea energiei.

Habitatul. Fungii se găsesc, îndeosebi, în sol, unde produc substanțe antibiotice, participă la formarea structurii solului, cât și la formarea humusului. Sunt răspândiți, în general, în primii zece cm de la suprafața solului, în litiera cu substanțe organice în curs de descompunere, în solurile cultivate, în cele forestiere, și în cele cu pH acid. Numărul acestora scade odata cu adâncimea. Adăugarea de îngrășăminte organice stimulează multiplicarea fungilor.

Organizarea celulară. Celula fungilor este de tip eucariot, corpul vegetativ este alcătuit din hife, acestea formând miceliul numit tal. Celule fungice prezintă un perete celular gros, având drept component principal chitina. Acestea sunt celule multinucleate, lipsite de plastide.

Nutriția. Fungii sunt organisme heterotrofe, penttu dezvoltarea acestora au nevoie de un substrat organic viu sau mort. După tipul substratului, fungi pot fi paraziți sau saprofiți.

Înmulțirea. Înmulțirea fungilor se realizează pe cale vegetativă, asexuată și sexuată. Cea vegetativă se realizează prin porțiuni de miceliu, înmugurire, scleroți și clamidospori. Înmulțirea asexuată se realizează prin spori asexuați, cum ar fi conidiile și sporangiosporii. Înmulțirea sexuată este rezultatul unirii hifelor, a celulelor sexuale diferențiate (gameți), a unor structuri multinucleate (gametangii) sau a unui gametangiu femel cu un gamet mascul imobil.

Caractere de cultură. Fungii se dezvoltă pe medii de cultură îmbogățite cu steroli, la un pH acid. Cultivarea pe medii selective favorizează speciile care cresc repede, care sporulează abundent, dar și pe cele care pot folosi eficient nutrienții din mediul de cultură. Agitarea probei determină dezintegrarea hifelor și dispersarea sporoforului.

Taxonomia fungilor. După modul de reproducere, fungii pot fi clasificați în următoarele grupuri: Chytridiomycota, Oomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota și Fungi Imperfecți-Anamorfe.

Majoritatea organismelor din grupul Chytridiomycota sunt fungi unicelulari, prezente în diferite tipuri de habitate. Acestea se reproduc atât pe cale asexuată, cât și pe cale sexuată.

Organismele din grupul Oomycota se reproduc asexuat prin zoospori și sexuat prin oospori. Habitatul acestora este repezentat de apă și soluri umede.

Reprezentații din grupul Zygomycota se reproduc asexuat prin condii sau sporangii și sexuat prin zigospori. Zigomicetele pot fi ușor de izolat din sol.

Reprezentanții din grupul Ascomycota se reproduce asexuat prin condii și sexuat prin ascospori, majoritatea ascomicetelor sunt terestre.

Bazidiomicetele se reproduc asexuat prin condii și sexuat prin bazidii și bazidiospori. Majoritatea sunt terestre.

Reprezentanții din grupul Fungi Imperfecți se reproduce asexuat prin conidii.

Factori care influențează prezența și activitatea fungilor din sol.

-Temperatura. Fungii din sol sunt, de obicei, mezofili. Dezvoltarea acestora necesită anumite condiții de umiditate, cu cât umiditatea solului crește spre valorile optime, numărul unităților hifale crește progresiv, iar cel al sporilor regresează.

-pH. Fungii tolerează valori extreme de pH, respectiv între 0,2 si 9. Prezența fungilor în soluri acide se datorează lipsei de competitori, pentru ca, bacteriile, chiar și actinomicetele, nu se pot dezvolta în aceste condiții.

-Adâncimea. Fungii se găsesc în primii zece cm de la suprafața solului, numărul acestora scăzând odata cu adâncimea.

-Umiditatea. Se găsesc într-un număr mic în solurile cu exces de umiditate, din cauza deficitului de oxigen.

-Uscăciunea. Aceștia persistă la uscăciune sub formă de spori, chiar și în solurile semiaride.

-Natura vegetației. Acest factor are un efect selectiv deoarece Aspergillus fumigatus se găsește într-un număr mare în solul din apropierea rădăcinilor stejarilor, iar Penicillium funiculosum se găsește într-un număr mare în solul cu porumb. Acest fenomen reprezintă un răspuns la secreții radiculare specifice, sau la constituenți chimici rezultați din descompunerea țesuturilor supuse degradării.

Tabel I.9. Exemple de antibiotice extrase din fungi

Sursă: Stamatin N. ”Microbiologie veterinară”, Balș M.G. “Antibioticele”, Angelescu M. “Ghid practic de antibioticoterapie”, Zarnea G. “Microbiologie generală”

Principalele antibiotice extrase din fungi sunt:

Penicilinele

Penicilinele reprezintă o clasă de antibiotice extractive, cu acțiune bacteriostatică și bactericidă în faza de multiplicare logaritmică a germenilor. Aceste antibiotice nu sunt toxice dar pot fi alergizante.

Există mai multe tipuri de peniciline, toate având un nucleu comun, dar se deosebesc prin structura catenei laterale, notată cu “R”.

Penicilinele naturale – penicilinele F, G, K, O, V, X, cefalosporina – sunt active față de coci Gram-pozitivi și Gram-negativi, bacili Gram-pozitivi, unii aerobi și treponeme.

Structura chimică generală a penicilinelor este reprezentată în fig. I.9.

Fig. I.9. Structura chimică a penicilinelor

Sursă: http://www.scritub.com/geografie/ecologie/SURSE-DE-POLUARE-SI-POLUANTI33445.php

– Penicilina G cristalină, administrată pe cale parenterală, își păstrează indicația majoră de elecție asupra bacteriilor care nu și-au selectat mutante rezistente, ca de exemplu, streptococi β-hemolitici, grup A, peneumococi, streptococi viridans, coci Gram-pozitivi anaerobi, bacil cărbunos, clostridia anerobe, spirochete, leptospire, și altele. Datorită acestei activități bactericide, penicilina G se folosește în monoterapie sau asociere sinergică cu aminoglicozidele, în diverse infecții specifice și nespecifice, indifferent de gravitatea acestora. Faptul ca are o activitate deosebită pe anaerobi sporulați și nesporulați, face ca penicilina G să fie necesară în traumatologie, acolo unde realizează și profilaxia antitetanică și cea a infecțiilor plăgilor prin mușcătura de animale.

– Penicilina V este o penicilină antiacidă, de uz oral. Este des comercializată deoarece are spectru asemănător cu al penicilinei G injectabile.

– Cefalosporinele sunt antibiotice cu acțiune bactericidă și un prag toxic redus, prezintă sensibilitate încrucișată de grup și uneori și cu penicilinele. Acestea au un spectru larg de acțiune, iar cele din generația a III-a au un spectru ultralarg. Singurul germen cu multe mutante rezistente față de cefalosporine este enterococul. Cefalosporinele sunt rar folosite în țara noastră. Acestea sunt împărțite în trei generații: cefalosporinele din generația I, de exemplu, cefalotina, cefalexina, cefazolina; cefalosporinele din generația a II-a, ca de exemplu, cefuroxima, cefotoxina, numai pentru administrare parenterală, având activitate superioară celor din generația I pe bacilii Gram-negativi; cefalosporinele din generația a III-a, ca de exemplu, cefotaxima, cefoperazona, cefsulodina, sunt superioare precedentelor printr-o activitate ridicată pe bacilii Gram-negativi și pe piocianic, dar si pentru o mai bună difuzibilitate.

Derivați ai penicilinei: procainpenicilina G este un antibiotic cu administrare parenterală, cu eliminare întârziată; benzatinpenicilina.

Peniciline de semisinteză chimică: feneticilina, meticilina, cloxacilina, nafcilina, oxacilina, ampicilina. Ampicilina este o penicilină cu spectru larg, față de penicilina G, aceasta fiind activă și pe unii bacili Gram-negativi aerobi.

Modul de acțiune al penicilinelor. Penicilinele au acțiune bacteriostatică și bactericidă în faza de multiplicare a germenilor. Penicilina este mai activă în mediul acid, la pH de 5,5-6. Majoritatea penicilinelor sunt inactivate de penicillinaze.

Spectru. Majoritatea penicilinelor au spectru similar, dar, în funcție de spectrul de acțiune se disting trei tipuri de peniciline:

– Peniciline de tipul penicilinei G: penicilina G, V și feneticilina, al căror spectru cuprinde coci Gram-pozitivi, coci Gram-negativi, bacili Gram-pozitivi aerobi și anaerobi, spirochete, leptospire. Aceste peniciline sunt inactive asupra bacililor Gram-negativi, virusurilor.

– Peniciline de tipul meticilinei: oxacilina, cloxacilina, nafcilina, acestea având aproximativ același spectru ca și penicilina G, deosebindu-se prin faptul că acestea sunt active și pe stafilococii coagulazopozitivi penicilinazopozitivi.

– Peniciline cu spectru larg, de tipul ampicilinei. Acestea au o activitate redusă asupra germenilor Gram-pozitivi, dar sunt active față de bacilli Gram-negativi. Sunt inactivate de penicilinază.

Rezistență. Toți germenii sunt capabili sa devină rezistenți la penicilină, cu excepția streptococilor β-hemolitici, grup A și a treponemei palide. Rezistența se obține treptat, populațiile bacteriene conținând un procent din ce în ce mai mare de indivizi rezistenți. Rezistența la penicilină este legată de însușirea bacteriei de a secreta penicilinază.

Există rezistență încrucișată între penicilinele de același tip, dar nu și față de alte antibiotice.

Antagonism și sinergii. Penicilinele prezintă antagonism față de tetracicline și cloramfenicol. Uneori au acțiune sinergică cu streptomicina, sulfamidele, dar și cu alte antibiotice.

Indicații clinice. Penicilinele G și V constituie antibioticele de elecție în toate infecțiile cu germeni sensibili la penicilină, dar și la alte antibiotice. Indicație majoră în infecții cu streptococ viridans, streptococi β-hemolitici, grup A și sifilis. Sunt indicate și în infecții locale, regionale și generalizate, cu germeni sensibili, cum ar fi: angine, otite, sinuzite, pneumonii, peritonite, infecții urinare, etc. Penicilna este indicată și în infecții cu spirochete, antrax și în infecții cu anaerobi.

Benzatinpenicilina este utilizată numai în tratamentul sifilisului, al streptococilor, și în profilaxia infecțiilor streptococice.

Penicilinele rezistente la penicilinază sunt utilizate exclusive în infecții cu stafilococi rezistenți la penicilinele obișnuite.

Penicilinele cu acțiune pe bacili Gram-negativi au indicații limitate în pneumopatii, infecții locale, și mai rar în cele generale, cu germeni sensibili la aceste peniciline, dar rezistenți la alte antibiotice.

Difuziune. Penicilinele difuzează bine în țesuturi, realizându-se concentrații de 1/4-1/2 față de nivelurile sanguine, acestea se concentrează, în general, în bilă și urină, atunci când ficatul și rinichiul funcționează normal. Difuziunea în lichidul cefalorahidian și în creier este slabă, iar în umorile ochiului este redusă.

Comparație între eubacterii, actinomicete și fungi. Unii autori consideră că actinomicetele reprezintă o linie filogenetică separată, cei mai mulți sunt de parere că acestea trebuie considerate eubacterii miceliene. Actinomicetele se aseamănă cu fungii prin trei caractere:

formarea de hife ramificate;

existența sporilor tipici de diseminare, cu funcție specifică de multiplicare;

absența endosporilor de tip bacterian.

Cele mai multe și mai importante caracteristici diferențiază actinomicetele de fungi astfel:

organizarea celulară a actinomicetelor este, ca și la bacterii, de tip procariot;

diametrul hifelor, structura și dimensiunile constituenților interni;

prezintă unele forme strict anaerobe și forme cu nutriție de tip chimioautotrof, ceea ce nu se intâlnește niciodata la fungi;

sunt sensibile la acțiunea unor fagi, spre deosibire de fungi;

sunt sensibile la acțiunea antibioticelor care inhibă bacteriile Gram-pozitive și rezistente fața de acțiunea antibioticelor strict fungice.

Bibliografie

Andreescu V. și colab., “Bacteriologie Medicală”, Ediția a II-a, Editura Medicală, București, 1965

Angelescu M., “Ghid practice de antibioticoterapie”, Editura Medicală, 1988

Balș M. G., “Antibioticele”, Ediția a II-a, Editura Medicală, București, 1965

Deliu I., “Microbiologie generală”, Note de curs, 2014

Fedorov M. V., “Microbiologia solului”, Editura Agro-Silvică de Stat, București, 1957

Grebenișan I., “Microbiologie”, Note de curs, București, 2007

Jelea M., “Microbiologie generală”, Note de curs

Jurcoane Ș., “Biotehnologii”, Editura Tehnică, București, 2000

Mihăescu G., “Microbiologie generală și Virologie”, Editura Universității din București, 2000

Ordeanu V., “Curs de Microbiologie generală și Farmaceutică”, 2009 (nepublicat)

Petre M., Teodorescu R. I. , ”Dicționar de biotehnologii”, Editura CD Press, București, 2010

Săsărman E., Jurcoane Ș., “Microbiologie industrială”, Editura Mirton, Timișoara, 2000

Stamatin N., “Microbiologie veterinară”, Vol. I, Editura Agro-Silvică de Stat, București, 1956

Zarnea G., “Microbiologie generală”, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1970

Zarnea G., “Tratat de Microbiologie generală”, Vol. 5, Editura Academiei Române, București, 1994

http://bioge.ubbcluj.ro/~marcel.parvu/ghid_practic_de_micologie/micogen/inmultirea.pdf

http://chemistry.about.com/od/factsstructures/ig/Chemical-Structures–K/Kanamycin.htm

http://chimie-biologie.ubm.ro/Cursuri%20on-line/JELEA%20MARIAN/2.%20Microorganisme%203%20Bacterii%20-%20Note%20de%20curs.pdf

http://en.wikipedia.org/wiki/Bacitracin#mediaviewer/File:Bacitracin_A.svg

http://en.wikipedia.org/wiki/Erythromycin

http://en.wikipedia.org/wiki/Gramicidin

http://en.wikipedia.org/wiki/Streptomycin

http://en.wikipedia.org/wiki/Tetracycline

http://pt.wikipedia.org/wiki/Polimixina

http://ro.wikipedia.org/wiki/Bacterie

http://ro.wikipedia.org/wiki/Bacterie

http://www.pcfarm.ro/prospect.php?id=1487

http://www.scritub.com/biologie/Fungi-Patogeni32568.php

http://www.scritub.com/geografie/ecologie/SURSE-DE-POLUARE-SI-POLUANTI33445.php

http://www.scritub.com/geografie/ecologie/SURSE-DE-POLUARE-SI-POLUANTI33445.php