Microbiologia aplicada

Creixement microbià• El creixement microbià passa per 4 fases:

Període d’adaptació, gran act metabòlica

Augment regular de la població que es duplica a intervals regulars

S’atura el creixement per esgotament dels nutrients, acumulació de subst tòxiques,...Nº cels noves =nº cels moren

Moren més cels que es divideixen

Requisits per al creixement

• Requisits físics:

• Requisits químics:

Temperatura pH Pressió osmòtica

≈ 25ºC Neutre (6.5-7.5) isotònic

Requisits físics de la MAJORIA

Carboni Com a esquelet de tots els compostos orgànics

Nitrogen Per a síntesi de proteïnes i ac nucleics

Sofre Síntesi de vitamines i aa amb sofre

Fòsfor Síntesi d’ac nucleics i fosfolípids

Oligoelements Com a cofactors (Cu, Zn, Fe,)

Oxigen Aerobis (per a al respiració aeròbia)

Factors de creixement orgànics

Compostos orgànics que un microorganisme no pot sintetitzar i ha d’agafar directament del medi

Microorganismes autòtrofs i biosfera

• Constitueixen la font de matèria orgànica per a tots els organismes tanquen el cicle del C

• Font d'oxigen per a la respiració cianobacteris i algues unicel·lulars

CO2 atmosfèric

Matèria orgànica

CianobacterisBacteris fotosintètics del SAlgues unicel·lulars

Compostos inorgànics

Compostos orgànicsBacteris quimiosintètics

Microorganismes en sòls airejats

• Bacteris i fongs aerobis sapròfits descomposen totalment la matèria orgànica dels cadàvers i restes orgàniques alliberen S i P

• Nitrobacteris oxiden l’amoni nitrits nitrats

• Bacteris del gènere Azotobacter i Rhizobiumviuen en simbiosi a les arrels de plantes lleguminoses i fixen el N atmosfèric o l’oxiden a nitrats

Microorganismes en sòls NO airejats

• Bacteris amb metabolisme fermentatiu produeixen gasos i àcids perjudicials per a les plantes

• Bacteris anaerobis desnitrificants transformen els nitrats en nitrits o N2 atmosfèric

Microorganismes patògens• CONCEPTES

• Infecció és la invasió d’un organisme per microorganismes paràsits.

• Contagi és el traspàs de microorganismes patògens des d’un organisme malalt a un de sà.

• Patogenicitat és la capacitat d’un microorganisme d’arribar a produir una malaltia en l’hoste.

• Virulència és la major o menor intensitat de la malaltia produïda pel microorganisme.

• Toxines de vegades la virulència d’un patogen no està provocada pel patogen directament sinó per alguna substància fabricada pel microorganisme

– Exotoxines són proteïnes produïdes pels microorganismes gram (+) i gram (-) patògens.

– Endotoxines són components dels bacteris gram (–) com a conseqüència de la presència de LPS. S’alliberen al medi quan el bacteri mor.

– Toxinèmia és l’acumulació de toxines a l’organisme.

• Postulats de Koch

Lluita contra els microorganismes (patògens)

1. Asèpsia: eliminació de microorganismes dels utensilis que emprem als centres hospitalaris i a les llars

Procediments físics:

- Autoclau 120ºC i 2 atm de pressió durant 15 min (sobreviuen algunes espores)

- Forn Pasteur 200ºC en sec s’eliminen també espores

- Irradiació amb raigs UVA o ɣ en quiròfans

Procediments químics:

- Detergents

- Lleixius

2. Antisèpsia: eliminació de microorganismes del cos dels pacients s’utilitzen subst químiques antimicrobianes que NO danyen al organisme que es pretén curar:

• Antisèptics: subst d’ús extern , no es poden ingerir– Alcohol, aigua oxigenada, sabó, iode (betadine)

• Bacteriostàtics: impedeixen el creixement bacterià, solen ser d’ús extern sulfamides

• Antivirals: neutralitzen el desenvolupament dels virus per diversos camins – els primers foren els antiretrovirals (per a la S.I.D.A.) que impedien

l’acció de la transcriptasa inversa

– Impedeixen l’assemblatge de la càpside, la unió del virus a la cel hoste, la penetració del DNA víric, l’acció de la DNA polimerasa

• Antibiòtics: subst produïdes per microorganismes (fongs o bacteris) que impedeixen el creixement d’altres bacteris i que són innocus per a l’org infectat

• Molts bloquegen la formació de la paret bacteriana (penicilina) o inhibeixen la traducció (tetraciclina)

• Hi ha antibiòtics específics contra G+ (penicil·lina o eritromicina), contra G- (estreptomicina o amoxicil·lina) o d’ampli espectre = contra G- i G+ (tetraciclines)

PROBLEMA: RESISTÈNCIES A ANTIBIÒTICS

• Consisteix en què els bacteris adquireixen gens que produeixen EZ que inactiven els antibiòtics

El 80% de los #antibióticos se emplean en ganadería y agricultura como suplemento para estimular el crecimiento y prevenir enfermedades infecciosas = abuso

El mal uso de los #antibióticos: cuando se emplean contra los virus, nos automedicamos, usamos mal la dosis o no terminamos el tratamiento

Els bacteris resistents a antibiòtics es propaguen d’animals a l’home

https://ecdc.europa.eu/en/antimicrobial-resistance/surveillance-and-disease-data/data-ecdc

Els bacteris es poden transmetre els gens de resistència a antibiòtics per conjugació

https://www.youtube.com/watch?v=xZbcwi7SfZE

Cuatro consejos para reducir la resistencia a los antibióticos: 1) uso racional y no abusar 2) no usarlo en ganadería salvo infección3) reducir su empleo 4) realizar diagnóstico rápido y preciso

https://storify.com/microBIOblog/micromooc-el-lado-oscuro-de-los-microbios

Alguns microorganismes patògens

Microorganisme Tipus de microorganisme

Malaltia Vies de transmissió

Característiques

Mycobacteriumtuberculosis

Bacteri Tuberculosis Via respiratòria(aigua)

Destrucció dels alvèols pulmonars

Streptococcuspneumoniae

Bacteri Pneumònia Via respiratòria(aigua)

Els alvèols s’omplen de líquid

Meningococ Bacteri** Meningitis Via respiratòria Inflamació de les meninges

Ortomixovirus Virus Grip Via respiratòria Afecta vies respiratòries,...

Adenovirus Virus Refredat Via respiratòria

Salmonella Bacteri Salmonel·losi Aliments (ou) Diarrees, vòmits

Salmonella typhi Bacteri Febre tifoidea Aliments, mosques

Febre, dolors abdominals

Vibrio cholerae Bacteri Còlera Aigua Diarrees

Microorganisme Tipus de microorganisme

Malaltia Vies de transmissió

Característiques

Poliovirus Virus Poliomielitis intestinal Afecta al SNC

Treponemapallidum

Bacteri Sífilis Sexual o congènita

Llagues, tumors

Neisseriagonorrhoeae

Bacteri Gonorrea Contacte directe (Sexual)

Secrecióblanquinosa dels genitals

VIH Virus S.I.D.A Contacte directe (Sexual)

Sist immunitari

Clostridiumtetani

Bacteri Tètanus Contacte directe (Ferides)

Rigidesa muscular

Herpesvirus Virus Herpes Contacte, sexual Ulceres

Clostridiumperfringens

Bacteri Enteritis necrosant

Aliments (carns) Diarrea, vòmits, necrosis intestinal

Clostridiumbotulinum

Bacteri Botulisme Aliments, terra, aigua

Afecta al SNA (paràlisi muscular)

Microorganismes emprats a la industria

1. Elaboració d’aliments

• Pa llevat Saccharomyces cerevisae

Glucosa 2piruvat 2acetaldehid 2etanol

• Vi/cervesa/sidra llevat Saccharomyces cerevisae

Glucosa 2piruvat 2acetaldehid 2etanol

2 ATP 2 NADH 2 CO2 2 NAD+

Textura esponjosa

S’incorpora

Fermentació alcohòlica

Farina

2 ATP 2 NADH 2 CO2 2 NAD+

S’evapora o s’incorpora

RaïmOrdiPoma

S’evapora al coure el pa

Fermentació alcohòlica

• Iogurt bacteri Streptococcus bulgaricus i Lactobacillusacidofilus

• Glucosa 2 piruvat 2 lactat

• Formatge bacteri Propionobacterium (Emmental)

2 ATP 2 NADH 2 NAD+

Fermentació làctica

Llet

2. Obtenció de productes químic farmacèutics

• Antibiòtics

• Producció d’hormones

– Insulina (bacteri OMG E. coli)

– Hormona del creixement (GH) (llevats OMG)

– Hormones esteroidees per bioconversió: els microorganismes transformen un precursor (esterol) en la hormona d’interés (cortisona, estrògens, progesterona)

3. BioremediacióUtilització de microorganismes per a eliminar o neutralitzar contaminants del sòl o l’aigua

– Hidrocarburs (petroli)

– Metalls pesats (Pb, Hg, Cd)

– Pesticides, insecticides o herbicides

– Residus industrials