Microbiologia aplicada

Creixement microbià El creixement microbià passa per 4 fases: Augment regular de la població que es duplica a intervals regulars Moren més cels que es divideixen S’atura el creixement per esgotament dels nutrients, acumulació de subst tòxiques,... Nº cels noves =nº cels moren Període d’adaptació, gran act metabòlica

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 Compostos inorgànics Compostos orgànics Cianobacteris Bacteris fotosintètics del S Algues unicel·lulars Bacteris quimiosintètics

Microorganismes en sòls airejats Bacteris i fongs aerobis sapròfits  descomposen totalment la matèria orgànica dels cadàvers i restes orgàniques  alliberen S i P Bacteris del gènere Azotobacter i Rhizobium viuen en simbiosi a les arrels de plantes lleguminoses i fixen el N atmosfèric o l’oxiden a nitrats Nitrobacteris  oxiden l’amoni  nitrits  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 Infecció: és la invasió d’un organisme per microorganismes paràsits. Patogenicitat: és la capacitat d’un microorganisme d’arribar a produir una malaltia en l’hoste  patògen Contagi: és el traspàs de microorganismes patògens des d’un organisme malalt a un de sà. Virulència: és la major o menor intensitat de la malaltia produïda pel microorganisme. Toxines: compost o substància sintetitzada per un microorganisme que pot produir una malaltia. 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. Epidèmia: malaltia infecciosa que afecta una comunitat o regió i excedeix la incidència prevista en un temps determinat. L’epidèmia es considera pandèmia quan afecta grans àrees geogràfiques.

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

Antisèptics: subst d’ús extern , no es poden ingerir 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 es poden transmetre els gens de resistència a antibiòtics per conjugació Els bacteris resistents a antibiòtics es propaguen d’animals a l’home 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 infección 3) reducir su empleo 4) realizar diagnóstico rápido y preciso https://www.eitb.eus/es/divulgacion/videos/detalle/5854901/naukas-bilbao-2018-charla-ignacio-lopez-goni/

Alguns microorganismes patògens Tipus de microorganisme Malaltia Vies de transmissió Característiques Mycobacterium tuberculosis Bacteri Tuberculosis Via respiratòria (aigua) Destrucció dels alvèols pulmonars Streptococcus pneumoniae Pneumònia Els alvèols s’omplen de líquid Neisseria meningitidis Bacteri** Meningitis Inflamació de les meninges Ortomixovirus Virus Grip Afecta vies respiratòries,... Adenovirus Refredat Salmonella enterica Salmonel·losi Aliments (ou) Diarrees, vòmits Salmonella typhi (endotox) Febre tifoidea Aigua i aliments (Fecal-oral) Febre, dolors abdominals Vibrio cholerae Còlera Aigua (o aliments)

Microorganisme Tipus de microorganisme Malaltia Vies de transmissió Característiques Poliovirus Virus Poliomielitis Fecal-oral Afecta al SNC Treponema pallidum Bacteri Sífilis Sexual o congènita Llagues, tumors Neisseria gonorrhoeae Gonorrea Contacte directe (Sexual) Secreció blanquinosa dels genitals VIH S.I.D.A Sist immunitari Clostridium tetani Tètanus Contacte directe (Ferides) Rigidesa muscular Herpesvirus Herpes Contacte, sexual Ulceres Clostridium perfringens Enteritis necrosant Aliments (carns) Diarrea, vòmits, necrosis intestinal Clostridium botulinum 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 Fermentació alcohòlica Farina 2 ATP 2 NADH 2 CO2 2 NAD+ Textura esponjosa S’evapora al coure el pa 2 ATP 2 NADH 2 CO2 2 NAD+ Raïm Ordi Poma S’incorpora S’evapora o s’incorpora Fermentació alcohòlica

Vinagre  bacteri Acetobacter Glucosa  2piruvat  2acetaldehid  2etanol  Ac acètic Iogurt  bacteri Streptococcus bulgaricus i Lactobacillus acidofilus Glucosa 2 piruvat 2 lactat Formatge  bacteri Propionobacterium (Emmental) Fermentació alcohòlica Fermentació acètica Fermentació làctica Lactosa (llet) 2 ATP 2 NADH 2 NAD+

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. Bioremediació Utilització 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