bacteris i antibiòtics

Bacteris i Antibiòtics

6-11-2013 - 1 -

ÍNDEX

- Introducció ....................................................................................................... 2

I - Part teòrica:

1 - Història i descobriments dels bacteris .......................................................... 4

2 - Característiques dels bacteris ...................................................................... 8

3 – Tincions ..................................................................................................... 11

4 - Diferents tipus i famílies de bacteris ........................................................... 14

5 - La interacció dels bacteris amb altres organismes ..................................... 20

6 - Historia i origen/descobriment dels antibiòtics ........................................... 25

7 - Classes/tipus d’antibiòtics .......................................................................... 28

8 - Mal ús d’antibiòtics .................................................................................... 35

9 - Resistència als antibiòtics per part dels microorganismes ......................... 37

II - Part pràctica:

1 - Pràctica 1 ................................................................................................... 41

2 - Pràctica 2 ................................................................................................... 45

- Conclusions ................................................................................................... 49

- Bibliografia .................................................................................................... 50


6-11-2013 - 2 -

INTRODUCCIÓ

Des de sempre, els bacteris han causat malalties infeccioses a les persones. Per fer

front a aquests, s’usen uns medicaments anomenats antibiòtics, que inhibeixen el seu

creixement i ens ajuden a recuperar-nos de la infecció. Avui en dia però, molta gent fa

un mal ús d’aquests antibiòtics i això fa que els bacteris creïn resistències en contra

d’aquests medicaments. Aquest fet provoca la disminució de l’eficàcia dels antibiòtics i

a la llarga serà més difícil tracta pacients amb aquestes malalties infeccioses, que

esdevindran més greus ja que no tindrem medicaments per tractar-les.

La motivació per la qual vaig escollir aquest treball és perquè es troba dins de l’àmbit

de la biologia i en futur, m’interessaria estudiar una carrera de ciències. A part d’això,

vaig escollir aquest treball perquè la recerca d’informació em semblava interessant i

d’actualitat. A més, sabia que podia fer el treball de camp al laboratori, cosa que em

cridava molt l’atenció ja que volia saber com es treballar en un laboratori i viure

l’experiència en primera persona.

El treball està estructurat en dues parts: una primera part teòrica i una segona de

pràctica. A la part teòrica, em centro en explicar les característiques principals dels

bacteris i dels antibiòtics, és a dir, la seva historia, què són, els tipus i classes que hi

ha de cada, etc. A més a més, dins de l’apartat dels bacteris, trobem un apartat

específic que parla de la interacció d’aquests amb els altres organismes i amb les

persones. Pel que fa els antibiòtics, també trobem un apartat específic que parla del

mal ús d’aquests i de les possibles conseqüències, és a dir, de les resistències

bacterianes.

La part pràctica està dividida en dos experiments relacionats. El primer compara

l’eficàcia de quatre antibiòtics diferents sobre el creixement de colònies bacterianes. El

segon mostra la relació que hi ha entre la concentració d’un antibiòtic i la seva eficàcia.

Amb aquest treball de camp, volia demostrar que com major és la concentració

d’antibiòtic, més efectiu és, hipòtesi que verifico al final del treball, a les conclusions,

segons els resultats que he obtingut en els experiments.

Per fer el treball, primer vaig decidir el tema juntament amb el tutor i quines pràctiques

feríem. Un cop fet això, vaig preparar un índex de la part teòrica al tutor i em vaig

posar ja a recopilar informació. Tot i que hi ha molta informació sobre aquest tema, la

part teòrica m’ha portat molt de temps fer-la ja que la majoria dels punts que treballo

són massa específics i concrets. El vaig anar treballant al llarg de l’estiu i al setembre


6-11-2013 - 3 -

ja tenia la teoria mig acabada i em podia centrar en les pràctiques. Aquest últim mes

d’octubre he fet les pràctiques i he acabat la part teòrica.

Durant el treball, m’he trobat amb dos problemes. El primer és que se m’han assignat

tres tutors diferents per diversos motius, cosa que m’ha fet enrederir. El segon és que

he hagut d’esperar el material i que el centre estigués obert (ja que necessitava el

laboratori de l’escola i durant l’estiu estava tancat) per poder fer la part pràctica, motius

que han fet que l’acabes fent durant el mes d’octubre, una mica just de temps.


6-11-2013 - 4 -

1 - HISTÒRIA I DESCOBRIMENT DELS BACTERIS

Els bacteris moderns provenen dels microorganismes unicel·lulars que van ser

les primeres formes de vida en aparèixer a la Terra fa 4000 milions d’anys.

Durant 3000 milions d’anys, tots els organismes eren microscòpics i els bacteris

eren la forma de vida dominant, a partir dels quals, més tard, sorgirien tots els

éssers vius existents actualment al planeta.

L’existència d’aquests microorganismes no va ser ideada fins a finals de l’Edat

Mitjana, en el “Cànon de la Medicina” on Ibn Sina (Avicenna) plantejava, entre

altres coses, el descobriment de les malalties infeccioses. Amb la pesta negra

(s.XIV) Ibn Khatima i Ibn al-Jatib van escriure que aquestes malalties eren

causades per petits cossos infecciosos que penetraven en el nostre cos.

Aquestes idees es van tornar molt populars durant el Renaixement, però no es

van fer importants avenços fins al s.XVII.

Antony Van Leewenhoek va ser el primer científic en observar els bacteris

l’any 1623 utilitzant un microscopi fet per ell mateix a partir de petites lents

biconvexes muntades sobre platines de llautó que ampliava els objectes petits

fins a 300 vegades.

Va observar en l’aigua d’un estany, en l’aigua de la pluja i en la saliva humana,

el que ell va anomenar ”Animáculos” (protozou i bacteris). Tot i així, no va ser

fins l’any 1828 que Ehrenberg anomenà a aquells éssers amb una paraula

grega: bacteris (petit bastó).

Gràcies als científics Louis Pasteur i Robert Koch es va avançar molt en el

coneixement d’aquests éssers. Van ser tant importants els seus descobriments,

que avui en dia són considerats els pares de la microbiologia.

Louis Pasteur es va dedicar a estudiar el procés de fermentació. Va aconseguir

demostrar que la producció d’alcohol en la fermentació es deu en als llevats, i

que la producció de substàncies que agrien el vi es deu a la presència

d’organismes com els bacteris.


6-11-2013 - 5 -

Va proposar una solució per a la conservació

de la llet: escalfar la llet a temperatura i pressió

altes abans del seu embotellat ja que així

eliminava els bacteris que hi podien haver

(pasteurització).

Els seus treballs van tenir molta influència en la

medicina, ja que sostenia que l’origen i

l’evolució de les malalties eren anàlegs al

procés de fermentació. Considerava que la malaltia sorgeix per gèrmens

procedents de l’exterior de l’organisme. Aquest concepte, anomenat teoria

microbiana de la malaltia, va ser debatut per metges de tot el món.

Va descobrir que la malaltia del carboncle (una malaltia mortal del bestiar vacu)

era deguda al Bacillus anthracis i que si vacunaven els animals amb aquest

bacil debilitat, els immunitzava contra atacs letals. Per a demostrar la seva

teoria, va inocular 25 ovelles amb la seva vacuna (bacteri debilitat) i a unes

altres 25 els va injectar la malaltia. Va preveure que les 25 vacunades no

moririen i la resta sí, i així va ser.

Les seves investigacions van donar lloc a la Llei bàsica de la Biologia, també

anomenada llei de biogènesi: tot organisme viu procedeix d’un altre organisme

viu.

Henry Hermann Robert Koch va iniciar una sèrie d’investigacions

bacteriològiques sobre la tuberculosi i el còlera. Va demostrar que el còlera

asiàtic tenia origen en el bacil vírgula o vibrió colèric (Vibrio Cholerae) i que és

transmès als éssers humans principalment per l’aigua.

L’any 1882 va descobrir el bacil de la tuberculosi, anomenat bacil de Koch

(Mycobacterium tuberculosis). No va aconseguir una vacuna però va millorar

una prova que determinava si un pacient havia tingut o no tuberculosis, per

mitjà del bacil en les excrecions corporals.

L’any 1884 va formular 5 postulats sobre l’etiologia de les malalties infeccioses.

Va exposar que perquè un agent microbià fos identificat com la causa d’una

Foto de Louis Pasteur


6-11-2013 - 6 -

malaltia i aquesta fos considerada transmissible havia de complir una sèrie de

condicions:

- L’agent infecciós ha d’estar present en tots els casos de la malaltia.

- L’agent infecciós no pot aparèixer en altres malaltia de forma fortuïta o

sapròfita.

- L’agent infecciós ha de poder ser aïllat en un cultiu pur a partir de

l’individu infectat.

- L’agent infecciós aïllat en el medi del cultiu ha de provocar la malaltia

quan s’inoculi en un individu sa.

- L’agent infecciós s’ha de tornar a aïllar de l’individu inoculat que ha

contret la malaltia i ha de ser idèntic al que es va inocular.

També va realitzar investigacions sobre la malària

i la pesta bubònica. A l’Àfrica va investigar la

malaltia de la son. L’any 1905 va guanyar el Premi

Nobel de Fisiologia i Medicina per les seves

investigacions sobre la tuberculosi.

Avui en dia es sap que la majoria dels bacteris que

causen malalties al ser humà s’ajusten als

postulats de Koch, però s’han de tenir en compte

algunes consideracions com:

- Alguns agents infecciosos poden aïllar-se d’individus sans, atès que pot

ser estan colonitzant l’organisme de l’individu sense provocar-li

infeccions. En alguns casos aquesta flora normal també anomenada pot

desencadenar problemes seriosos quan l’equilibri de l’hoste paràsit es

modifiqui, com passa a les immunodeficiències secundàries a un

tractament o pacient del SIDA.

- No tots els agents infecciosos es poden aïllar com poden ser el bacteri

que provoquen la sífilis, o en infeccions virals només és possible

identificar l’agent mitjançant proves serològiques o genètiques sense

arribar a aïllar-lo.

- Alguns agents són específics de l’hostatge, per la qual cosa no sempre

es possible induir el quadre clínic en animals de laboratori.

Foto de Robert Koch


6-11-2013 - 7 -

Un avenç molt important sobre les infeccions el va fer Ignacio Felipe

Semmelweis, un ginecòleg que va observar que la taxa de mortalitat en el seu

servei d’obstetrícia era molt més baixa que en altres especialitats. Això era

degut a que obligava als seus metges a netejar-se les mans amb una solució

de cal clorada abans d’operar als pacients i abans de cada part, disminuint un

70% les morts per sepsis puerperal. Gràcies a ell es va establir la higiene de

les mans entre pacient i pacient en els hospitals

Al llarg de la historia s’han dut a terme nous avenços sobre la microbiologia i

malalties infeccioses i també descobriments de nous bacteris que ens han

permès, en l’actualitat, controlar la majoria de les infeccions potencialment

greus i disminuir la seva mortalitat.


6-11-2013 - 8 -

2 - CARACTERÍSTIQUES DELS BACTERIS

Els bacteris són uns organismes unicel·lulars caracteritzats per no disposar

de nucli cel·lular diferenciat, és a dir, el seu ADN no està confinat a l'interior

d'una membrana, sinó que està en el mateix citoplasma. Els bacteris estan

formats per dues parts:

2.1 - Part externa:

2.1.1 - Càpsula bacteriana

És una capa gelatinosa rica en glúcids i en aigua que li permet protegir al

bacteri de la deshidratació creant-li una resistència en cas de dessecació

del medi i formar colònies. Regula el pas de substàncies amb el medi extern

i és un mitjà de defensa front a bacteriòfags, anticossos i la fagocitosi.

Només es troba en alguns bacteris patògens.

2.1.2 - Paret bacteriana

Recobreix el bacteri donant-li rigidesa i forma. Regula el pas dels ions com

a membrana semipermeable i és molt resistent als antibiòtics. Els seus

components fonamentals són els peptidoglicans (heteropolímer format per

per monosacàrids i aminoàcids). Segons aquesta paret, podem diferenciar

dos tipus de bacteris:

- Bacteris grampositius: els seus peptidoglicans són molt gruixuts i

permeten fixar un colorant que no pot ser fixat pels peptidoglicans més

prims dels bacteris gramnegatius. Tenen una membrana citoplasmàtica

(1) formada per fosfolípids (3) i proteïnes (4), molta quantitat de

peptidoglicans (2) i àcid lipoteicòic (5) que enganxa el glucopèptid a la

membrana.

Dibuix de la paret

de grampositiu

https://ca.wikipedia.org/wiki/Nucli_cel%C2%B7lular

https://ca.wikipedia.org/wiki/ADN

https://ca.wikipedia.org/wiki/Citoplasma


6-11-2013 - 9 -

- Bacteris gramnegatius: dues membranes citoplasmàtiques, una interna

(1) i una altra externa (3), formades per fosfolípids (4) i proteïnes (7). La

membrana externa té, a més, lipopolisacàrids (8) (no existeixen en els

bacteris grampositius) i porines (9) (molt importants per a la penetració

de determinats antibiòtics). Un espai periplasmàtic (2) entre ambdues

membranes, on hi trobem el peptidoglicà al mig (5) que s’uneix amb la

membrana externa pe mitjà de

lipoproteïnes

2.1.3 - Membrana plasmàtica

És una capa que envolta el citoplasma. És molt semblant a la de les

cèl·lules eucariotes però sense esteroides. Limita el bacteri i regula el pas

de les substàncies nutritives. Conté uns mesosomes (replecs interns) que

tenen la funció de subjectar el cromosoma bacterià, dirigir la duplicació del

DNA i fer la respiració. Aquests mesosomes també s’encarreguen de la

fotosíntesi en els bacteris fotosintètics.

2.2 - Part interna:

2.2.1 - Ribosomes

Són partícules formades per dues subunitats, una subunitat petita

(constituïda per una molècula d’ARN i 21 proteïnes diferents) i una subunitat

gran (formada per dues molècules d’ARN i 34 proteïnes) encarregades de la

síntesi de les proteïnes.

2.2.2 - Inclusions

Són grànuls sense membrana que es troben al citoplasma i tenen funció de

reserva de diferents substàncies.

Dibuix de la paret

de gramnegatiu


6-11-2013 - 10 -

2.2.3 - ADN bacterià

És la informació genètica del bacteri i està formada per una sola molècula

llarga i circular amb una cadena de doble hèlix amb superenrollaments. La

seva funció és dirigir el funcionament del metabolisme bacterià. La regió

condensada de l’ADN s’anomena nucleoide. També trobem varies

molècules d’ADN de massa molt petita anomenades plasmidis, que poden

tenir gens de resistència als antibiòtics o gens que intervenen en la

reproducció i passar d’un bacteri a un altre bacteri.

Per desplaçar-se i moure’s lliurement, els bacteris disposen d’unes

prolongacions formades per dos parts, la zona basal i la tija, anomenades

flagels. La zona basal esta formada per el colze i el cos basal, que està format

per un bastó central i quatre estructures discoïdals on els dos discos interns

giren sobre si mateixos i transmeten moviment a la resta del flagel.

Els flagels bacterians poden disposar-se de diferents maneres, per exemple, un

únic flagel en un dels extrems del bacteri (monòtrics), diversos flagels en un

dels extrems (lofòtrics), diversos flagels a cada extrem (amfítrics) o flagels

envoltant tot el bacteri (perítrics).

Un grup especial de bacteris, les espiroquetes, posseeixen estructures molt

semblants als flagels situades a l’espai periplàsmic (entre les dues membranes

externes) anomenades filaments axials.

A la superfície externa també podem trobar unes estructures buides i tubulars

formades per proteïnes anomenades pèls i fímbries. Els pèls són llargs i

participen en el intercanvi de material genètic amb altres bacteris i les fímbries

són curtes i permeten al bacteri fixar-se al substrat.

Bacteri amb les

seves parts


6-11-2013 - 11 -

3 - TINCIONS

3.1 - Tinció de Gram

La tinció de gram es considera la tinció més importat a l’hora de visualitzar els

bacteris al microscopi. Les característiques de la seva paret (gruix de

peptidoglicans) permet que es tenyeixin d’un color o un altre podent-los

classificar en bacteris gram negatius (peptidoglicans gruixuts) i bacteris

gram positius (peptidoglicans prims). És una tinció senzilla i ràpida que encara

es duu a terme a tots els laboratoris del món. Va ser ideada pel danès Hans

Christian Joachim Gram a meitats del segle XIX.

1. Es fixa la mostra al portaobjectes amb calor.

2. S’aplica cristall violeta o violeta de Gemciana recobrint tot el

portaobjectes durant 1 minut (ni més ni menys). Amb aquest tint

tenyirem tan bacteris gram positius com bacteris gram negatius.

3. Rentem amb aigua.

4. Apliquem Lugol durant un minut per tal que penetri millor el cristall

violeta.


6. Apliquem alcohol o acetona durant 5 o 6 segons. D’aquesta manera es

decoloraran els bacteris gram negatius, però encarà quedaran tenyits

amb el cristall violeta els bacteris gram positius ja que presenten una

capa de peptidoglicans molt

més gruixuda.

7. Tornem a rentar.

8. S’aplica la Safranina durant

un minut per tal que es

tenyeixin els bacteris gram

negatius d’un color vermell-

rosat.


6-11-2013 - 12 -

9. Rentem

10. Assequem amb paper de filtre.

És molt important no passar-se ni quedar-se curt en els respectius temps, i

també rentar la mostra entre cada pas.

3.2 - Tinció de Zielh-Neelsen

És una tècnica que s’utilitza per identificar bacteris patògens, sobretot el bacil

de Koch (tuberculosi). Segons el contingut de lípids de la paret bacteriana,

distingim els àcid-alcohol resistents i els no àcid-alcohols resistents.

1. Es fixa la mostra al portaobjectes amb calor durant 10 minuts.

2. S’aplica Fucsina Fenicada recobrint tot el portaobjectes. Amb aquest

tint tenyirem tan bacteris àcid-alcohol resistents com bacteris no àcid-

alcohols resistents.


4. Apliquem alcohol o acetona que decoloraran els bacteris no àcid-alcohol

resistents, però els àcid-alcohol resistents encara estaran tenyits amb la

Fucsina Fenicada.

Bacteris Gram positius Bacteris Gram negatius


6-11-2013 - 13 -

5. Tornem a rentar.

6. Apliquem blau de metilè per tal de tenyir els bacteris no àcid-alcohol

resistents i tenir un contrast de la mostra.

7. Rentem.

8. Assequem amb paper de filtre.


6-11-2013 - 14 -

4 - TIPUS I FAMÍLIES DE BACTERIS

4.1 - Tipus :

4.1.1 - Segons la forma :

Cocs

Tenen forma rodona, poden estar de forma

aïllada com els micrococs, a pars, com els

diplococs, en cadena com és el cas dels

estafilococs o en cadenes com és el cas dels

estreptococs.

Bacils

Són allargats, corbats o rectes i poden o no

tenir flagels.

A més a més també hi distingim els bacteris tipus Leptothrix: són bacteris amb

forma de filaments. I les espiroquetes que tenen una forma helicoïdal.

Bacteris filamentosos Bacteris helicoïdals


6-11-2013 - 15 -

4.1.2 - Segons les necessitats del creixement:

Bacteris autòtrofs: són bacteris que tenen la capacitat de sintetitzar les

substàncies que necessiten per al seu metabolisme de substàncies

inorgàniques. Dins d’aquest tipus es trobem:

- Els fotosintetitzants: utilitzen els seus pigments poden captar

l’energia de les radiacions lluminoses.

- Els quimiosintetitzants: utilitzen l’energia generada a partir de

reaccions químiques generades per l’oxidació.

Bacteris heteròtrofs: aquest tipus de bacteris parasiten als éssers vius i utilitzen

els seus compostos orgànics. Dins d’aquest grup existeixen:

- Bacteris patògens o parasitaris: són els causants de malalties

infeccioses als éssers vius.

- Bacteris sapròfits: que descomponen les substàncies orgàniques en

les quals viuen i utilitzen la matèria orgànica morta per a poder

alimentar-se.

- Bactèries simbiòtics: viuen en cooperació amb altres organismes

4.1.3 – Segons la seva respiració

Bacteris aeròbics: per a respirar necessiten oxigen

Bacteris anaeròbics: no utilitzen oxigen, sinó que el substitueixen per molècules

inorgàniques del sulfat o carboni.

Bacteris anaeròbics facultatius: poden desenvolupar-se tant amb presència

com en absència d'oxigen.

4.1.4 – Segons la temperatura en que es desenvolupen:

Termòfils: quan es desenvolupen entre els 25 i 80 graus

Mesòfils: quan es desenvolupen entre els 10 i 45 graus

Psicròfils: quan es desenvolupen entre els 5 i 30 graus


6-11-2013 - 16 -

4.1.5 – Segons el pH en el que es desenvolupen

Acidòfils: quan el pH està entre 1 i 5

Neutròfils: quan el pH esta entre 5,5 y 8,5

Basòfils: quan el pH esta entre 9 i 10

4.2 - Famílies:

4.2.1 - Cocs anaerobis

Anaerobis Gènere Espècies

Cocs grampositius Peptostreptococcus

Peptococcus

P. anaerobius

P. niger

Cocs gramnegatius Veillonella V. pàrvula

4.2.2 - Cocs aerobis

Aerobis Gènere Espècies

Cocs grampositius Staphylococcus

Streptococcus

Enterococcus

S. aureus, S. Epidermis

S. pyogenes, S. agalactiae,

S. pneumoniae

E. faecalis, E. faecium

Cocs gramnegatius Neisseria

Moraxella

N. meningitidis, N.

gonorrhoeae

M. catarrhalis


6-11-2013 - 17 -

4.2.3 - Bacils anaerobis

Anaerobis Gènere Espècies

Bacils grampositius

Propionibacterium

Eubacterium

Actinomyces

Clostridium

P. acnes

E. lentum

A. israelii

C.perfringens, C. tetani,

C.dificile

Bacils gramnegatius

Bacteroides

Prevotella

Porphyromonas

Fusobacterium

Leptotrichia

B. fragilis

P. melaninogenica

P. bivia

F. necrophorum

L. buccalis

4.2.4 - Bacils aerobis

Aerobis Gènere Espècies

Bacils grampositius

Listeria

Arcanobacerium

Gardnerella

Erysipelothrix

Bacillus

Corynebacterium

L. monocytogenes

A. haemolyticum

G. Vaginalis

E. Rhusiopathiae

B. anthracis, B. Cereus

C. urealyticum, C. striatum

Bacils àcid-alcohol

resistent

Nocardia

Mycobacterium

N. asteroides, N. farcinica

M. tuberculosis, M. leprae

Bacils gramnegatius

- Família

Enterobacteris

Escherichia

Klebsiella

Proteus

Shigella

Salmonella

Hafnia

Yersinia

Citrobacter

E. coli

K. pneumoniae

P. mirabilis

S. sonnei

S. enterica, S. typhi

H. alvei

Y. enterocolitica, Y. pestis

C. freundii


6-11-2013 - 18 -

- Família

Aeromonadaceae

- Bacils corbats

- Bacils aerobis

estrictes

- Fastidiosos

Enterobacter

Pantoea

Serratia

Morganella

Providencia

Aeromonas

Vibrio

Campylobacter

Helicobacter

Pseudomonas

Ascinetobacter

Stenotrophomonas

Burkholderia

Alcaligenes

Achromobacter

Haemophilus

Brucella

Bordetella

Pasteurella

Eikenella

Kingella

Actinobacillus

Capnocytophaga

Cardiobacterium

Streptobacillus

Legionella

Apifia

Bartonella

E. cloacae

P. agglomerans

S. marcescens

M. morganii

P.rettgeri

A. hydrophila

V. cholerae

C. jejuni

H.pylori

P. aeruginosa

A. baumannii

S. malthophilia

B. cepacia

A. faecalis

A. xylosoxidans

H. influenza

B. melitensis

B. pertussis

P. multocida

E. corrodens

K. kingae

A. Actinomycetemcomitans

C. canimorsus

C. hominis

S. moniliformis

L. pneumophila

A. Felis

B. Hensalae


6-11-2013 - 19 -

4.2.5 - Altres bacteris

Característica Gènere Espècies

Bacteris sense paret

Mycoplasma

Ureaplasma

M. pneumoniae, M. hominis

U. urealyticum

Espiroquetes

Borrelia

Leptospira

Treponema

B. burgdorferi

L. interrogans

T. pallidum

Clamidies

Chlamydia

Chlamydophila

C. trachomatis

C. pneumoniae

Rickettsies

Rickettsia

Coxiella

R. conorii

C. burnetii


6-11-2013 - 20 -

5 - LA INTERACCIÓ DELS BACTERIS AMB ALTRES ORGANISMES

És ben conegut que els bacteris poden formar associacions complexes amb

altres organismes. Aquestes associacions es classifiquen principalment segons

el benefici que treu cada una de les espècies.

5.1 – Tipus :

5.1.1 - Mutualisme o simbiosi:

És una interacció que s’estableix entre dos poblacions, les quals en surten

beneficiades. Quan aquesta relació es fa tant imprescindible que una espècie

no pot viure sense l’altre es diu que tenen una relació de simbiosi.

Són un exemple de mutualisme una sèrie de bacteris anomenats Rhizobium,

existents en el sòl, que s’associen e interaccionen amb les arrels de plantes

que els protegeixen dins del teixit radicular mentre que aquesta es beneficia del

nitrogen fixat als bacteris.

Un exemple de simbiosi és la relació que s’estableix entre un tipus de fong i

una alga del tipus cianobacteri. El producte d’aquesta interacció s’anomena

liquen, el qual pot viure en ambients on cap dels dos ésser que el formen

podrien viure-hi per separat. Els productes que l’alga elabora amb la fotosíntesi

serveixen d’aliment al fong, i aquest, per la seva part, ofereix al cianobacteri

protecció i un mitjà estable per créixer.

Aquest tipus d’interacció en que els dos organismes es beneficien es

representa amb els símbols : +/+.

5.1.2 - Comensalisme

El comensalisme és la relació entre organismes de dos espècies diferents en la

qual una es veu beneficiada i l’altra no es veu afectada. L’organisme que es

veu afavorit en la relació rep el nom de comensal. Es representa amb els

símbols: +/0.

En seria un exemple els bacteris comensals que creixen sobre animals i

plantes i que en grans quantitats causen la mala olor corporal.


6-11-2013 - 21 -

5.1.3 - Parasitisme

És la relació entre dos organismes en la qual un es veu beneficiat i l’altre

perjudicat. L’organisme que es veu perjudicat rep el nom d’hoste.

Hi ha bacteris que ens causen malalties infeccioses com el tètanus, la febre

tifoide, la diftèria, la sífilis, el còlera, la lepra, la tuberculosi, etc. Els bacteris que

provoquen aquestes malalties són paràsits, ja que es veuen beneficiats a

l’infectar un hoste que surt greument perjudicat.

5.2 - Interaccions dels bacteris amb els humans:

Al cos humà podem trobar una flora anomenada comensal, sapròfita o

simbiòtica. Aquests bacteris els trobem a la pell, a les mucoses del tracte

respiratori, del tracte digestiu, del tracte genitourinari, a la mucosa nasal i a la

conjuntival.

Aquests bacteris estan colonitzant el nostre cos, és a dir, hi són presents sense

alterar les funcions normals de l’organisme. Quan aquesta interacció bacteriana

ens ocasiona d’anys, és quan parlem de malaltia.

La flora comensal s’encarrega de:

- Metabolitzar els aliments: són necessaris per tal de digerir i absorbir els

nutrients i també proporcionen factors essencials pel creixement, com la

vitamina K i la biotina.

- Estimular la resposta immunitària: ens protegeixen de bacteris d’ una alta

virulència. Ho duu a terme de les formes següent:

1. Induint la síntesis d’anticossos: al presentar reaccions creuades amb

bacteris patògens es creen anticossos contra aquests gràcies a

l’estimulació de la flora autòctona que fa d’antigen.

2. Bloquejant els receptors de les cèl·lules de les mucoses vaginal i

intestinal, les quals recobreixen i confereixen resistència a la colonització

per bacteris exògens. Això és degut a què els bacteris necessiten unir-se

a les cèl·lules a través d’uns receptors per tal de dur a terme l’efecte


6-11-2013 - 22 -

patogen, per tant, si aquests receptors queden bloquejats per la flora

autòctona, es produeix un mecanisme de defensa.

5.2.1 - La pell

La flora cutània és quantitativament menor a la

d’altres localitzacions, ja que la pell es troba

completament a l’exterior i les condicions

d’humitat i de temperatura no són les més

adequades per a la majoria de la flora. Podem

distingir els bacteris següents:

- Estafilococs coagulasa negatius (Staphylococcus epidermidis).

- Bacils grampositius tipus corineformes.

- Propionibacterium acnes: són bacteris anaerobis situats als conductes

excretors de les glàndules sebàcies. Són bacils gram positius.

- Bacteris provinents del tub digestiu a la pell de la regió perineal.

- Propionibacterium acnes (corineformes), que juntament amb el

Staphylococcus epidermidis, són els principals causants de les contaminacions

dels hemocultius.

5.2.2 - Vies respiratòries

La flora només existeix en el tracte respiratori superior, que inclou les fosses

nasals i la nasofaringe. En les persones sanes, el tracte respiratori inferior

(tràquea, bronquis i pulmons) no presenta flora, a no ser que hi hagi una

infecció.

- A la regió anterior de les fosses nasals trobem flora cutània; hi predomina el

Staphylococcus aureus.

- La flora nasofaríngia és variada. Hi podem trobar: Streptococcus viridans,

Neisseria meningitidis, Streptooccus pneumoniae,, Streptococcus pyogenes

(grup A), Haemphilus influenzae i bacteris anaerobis.

Bacils corineformes


6-11-2013 - 23 -

5.2.3 - Tub digestiu

El tub digestiu és on resideix el major nombre de bacteris. No és un sistema

homogeni i varia en funció de: substàncies segregades, pH, tensió d’oxigen i

receptors cel·lulars.

- A la cavitat bucal i la llengua, la flora és molt heterogènia, donat que hi ha

diferents receptors. Segons les zones, es troben: Streptococcus viridans,

Neisseria spp, Moraxella catarrhalis i Candida albicans (ocasionalment i és un

llevat).

- A l’escletxa gingival i criptes amigdalars hi ha bacteris anaerobis com:

Bacteriodes spp, Fusobacterium spp, Peptostreptococcus spp, Actinomyces i

altres bacteris anaerobis. També el Streptococcus α o mutans (no hemolític).

Aquest últim, és gram positiu, anaerobi facultatiu, i es troba normalment a

l’escletxa gingival i les criptes amigdalars; a més a més, s’associa a l’inici del

desenvolupament de la càries a la placa dental. És acidòfil perquè viu en un

medi de pH baix, i es acidogènic perquè metabolitza sucres a àcids.

- A l’estómac, el pH és tant àcid que constitueix una barrera per la majoria de

bacteris. Hi podem trobar: Streptococcus spp i Helicobacter pylori. Aquest últim

és un bacteri gram negatiu, en forma d’espiral, que té flagels que l’ajuden a

penetrar a la paret de l’estómac. Sintetitza un enzim, una ureasa que hidrolitza

la urea.

- A l’intestí prim hi tenim pocs microorganismes degut a què el pH segueix sent

àcid i a la mobilitat intestinal. A més a més trobem productes amb activitat

antimicrobiana, com per exemple la bilis.

- L’intestí gros i el cec presenten el 90% dels bacteris del tracte digestiu. El

99% d’aquests són bacteris anaerobis de la família dels enterobacteris, com

per exemple: Bacteriodes, Fusobacterium, Clostridium spp, Bifidobacterium,

Eubacterium spp, Peptococcus i Peptostreptococcus.

Només l’1% representen bacteris aerobis, alguns dels quals poden ser:

Escherichia Coli, Proteus mirabilis, Klebsiella pneumoniae, Enterobacter

cloacae, Streptococcus spp, Enterococcus spp, Lactobacillus, Pseudomonas

aureginosa i Candida spp.


6-11-2013 - 24 -

5.2.4 - Flora uretral

La uretra proximal no té flora, en canvi, la uretra distal sí. Aquesta última, però,

conté poca flora i li ve procedent de la pell, principalment trobarem:

Staphylococcus epidermidis, Streptococcus spp, Corynebacterium spp i

Propionibacterium spp. Quan aquests bacteris migren cap a la bufeta urinària

és tenen lloc les infeccions del tracte urinari.

5.2.5 - Flora vaginal

Principalment trobem lactobacils que són gram positius. La

flora vaginal està molt influenciada per les hormones que

canvien segons els diferents estadis menstruals i de la dona:

- En el període fèrtil trobem: Lactobacillus (Döderlein) i Streptococcus

agalactiae. En el Streptococcus agalactiae, es duen a terme proves de

screening en dones embarassades a les 35-37 setmanes i abans del part se’ls

administra antibiòtic. Si la dona n’és portadora, s’ha de saber per tal de que no

pugui infectar el nadó en el moment del part. Al nadó li podria produir una

meningitis greu o una sepsis.

- En el període de gestació, hi ha un augment de la flora lactobacilar i aparició

de llevats. Aquestes últimes no hi són, en principi, a la vagina i quasi sempre

són patògenes.

- En el període prepuberal o en la menopausa, trobem enterobacteris i

bacteroides. També podem trobar-hi flora cutània. Els primers dies de vida i fins

la pubertat, la flora vaginal és mixta amb presència de flora cutània i vaginal;

després, ja tindran flora més característica de la flora vaginal adulta.

Tota aquesta flora va canviant al llarg de la vida ja que trobem una sèrie de

factors que determinen el tipus de bacteri que predominarà. Aquests factors

són entre altres: l’edat, l’alimentació i l’administració antibiòtica. Cal dir que

alguns dels bacteris que podem trobar dins la flora normal, poden ser bacteris

potencialment patògens i que en aquest cas no causen malaltia. Seria el cas de

l’Staphylococcus aureus (nas) i el pneumococ o l’Haemophilus (nasofaringe).

Bacils de Döderlein


6-11-2013 - 25 -

6 - HISTÒRIA I ORIGEN /DESCOBRIMENT DELS ANTIBIOTICS

L’ús més antic d’antibiòtics el trobem fa més de 2500 anys, a la Xina, on es

coneixia que l’aplicació de quallada florida de la soja sobre certes infeccions

portava alguns beneficis terapèutics.

Els antics egipcis i grecs també utilitzaven certes plantes i floridures pel

tractament d’infeccions degut a que tenien antibiòtics. El principi d’antibiosis

però, no va ser descobert fins al segle XX, quan Louis Pasteur i Robert Kock

van observar que un bacil en l’aire podia inhibir el creixement del bacteri

Bacillus anthracis.

El metge francès Ernest Duchesne, va observar que els mossos dels estables

àrabs que treballaven a l’Escola militar guardaven les selles de muntar en un

lloc fosc i humit perquè hi creixés una floridura que ajudava a curar les úlceres

que les mateixes selles provocaven als cavalls. Aleshores Duchesne va

preparar unes injeccions d’un preparat de floridura i els hi va injectar a conillets

d’índies totalment malalts, que posteriorment es van curar.

Va titular la seva tesis: “Contribució a l’estudi de la competència vital en

microorganismes: antagonisme entre floridura i microbis” on es tractava per

primera vegada l’ús de floridura com a substància/agent antimicrobià.

Va constatar que un animal inoculat amb una dosi letal del bacil Salmonella

paratyphi (febre tifoide) es curava si se l’injectava el Penicillum Glaucum, però

la seva publicació va ser ignorada.

Paul Enrlich va descobrir els mastòcits (cèl·lules importants en els processos

al·lèrgics i en la defensa contra patògens) i un mètode per colorar i classificar

les cèl·lules blanques de la sang). Va aconseguir, juntament amb Behring i

Kitasoto, immunitzar el cos contra certes substàncies gràcies a la formació

d’antitoxines.

Enrlich volia trobar un producte químic sintètic, que una vegada lligat amb certs

paràsits, els aniquilés, i investigant va trobar que l’arsenobenzol resultava

efectiu contra la Treponema pallidum (responsable de la sífilis). Aquest


6-11-2013 - 26 -

producte es va comercialitzar amb el nom de Salvarsan. Va rebre al 1908 el

Premi Nobel de la Medicina pels seus treballs d’immunitat.

Aquests van ser els principis de la

quimioteràpia però el primer antibiòtic es

va descobrir més tard, gràcies a

Alexander Fleming.

La seva carrera professional va estar

dedicada a la investigació de la defensa

del cos humà contra les infeccions

bacterianes. Va fer estudis sobre la

bacteriologia, la quimioteràpia i la immunologia.

A l’any 1928, mentre treballava amb cultius de bacteris Staphylococus aureus,

va observar una petita taca al voltant de la qual no hi havien crescut. Fleming

va descobrir que aquesta taca era un fong que fabricava una substància que

produïa la mort de la bacteri i com que aquest el fong pertanyia a l’espècie

Penicillium, el va anomenar penicil·lina.

Experimentant amb conills va demostrar que la penicil·lina no era perillosa,

però no va poder demostrar que fos curativa en les persones i després de molt

de temps intentant purificar-la, va desistir de seguir treballant.

Aquest descobriment va ser anunciat a l’any 1929, en el British Journal of

experimental Pathology, però la comunitat científica no li va donar la

importància.

Després de 13 anys del descobriment accidental de la penicil·lina per Fleming,

Howard Florey (farmacòleg australià) i Ernest Chain (bioquímic) van fer que es

comencés a produir-se en grans quantitats gràcies a una soca que es va treure

d’un meló florit. Els estudis clínics efectuats amb aquest material parcialment

purificat van tenir un èxit espectacular.

A l’any 1939 René Dubos va aïllar una altra substància antibacteriana

coneguda amb el nom de tirotricina.

Alexander Fleming


6-11-2013 - 27 -

A l’any 1945 Florey, Fleming i Ernest B. Chain, van compartir el Premi Nobel de

Medicina pel descobriment i estudi de la penicil·lina, que va iniciar l’era dels

antibiòtics.

Avui en dia es segueixen fent investigacions per trobar més antibiòtics que

ajudin a combatre les malalties infeccioses.


6-11-2013 - 28 -

7 - CLASSES I TIPUS D’ANTIBIOTICS

L’antibiòtic es pot definir com la substància química produïda per un organisme

viu, generalment un microorganisme, que és perjudicial per altres

microorganismes i que per tant en solucions diluïdes pot inhibir el creixement

d’aquests o destruir-los amb poc o cap dany per a l’hoste infectat.

L’acció és etiològica, es a dir, eliminen microorganismes sense danyar les

cèl·lules del pacient. Això és relativament senzill atès que hi ha una clara

diferenciació cel·lular.

Els antibiòtics es distingeixen entre ells per:

1-El seu espectre antimicrobià

L’espectre d’un antibiòtic és el conjunt d’agents patògens que poden ser

afectats per les concentracions de l’antibiòtic a les quals es pot arribar sense

produir toxicitat. Per tan, poden ser:

a) d’espectre limitat: actius sobre bacteris grampositius o gramnegatius.

b) d’ampli espectre: actuen tant sobre grampositius com gramnegatius

2-El tipus d’activitat antiinfecciosa

a) Bacteriostàtics: inhibeixen el creixement bacterià però no maten el

microorganisme. Quan es suspèn l’administració, pot recuperar-se i

tornar-se a multiplicar. Per eliminar totalment l’agent es necessiten les

defenses de l’individu tractat.

b) Bactericides: produeixen la mort dels agents infecciosos

3-El tipus de mecanisme d’acció

a) inhibició de la síntesi de la paret cel·lular: bloquegen la unió dels

enzims bacterians participants, inhibeixen els enzims o bé impedeixen el

transport.


6-11-2013 - 29 -

b) alteració de la funció de la membrana cel·lular dels microorganismes i

afecten la seva permeabilitat i permeten la fuga de compostos

intracel·lulars

c) inhibició de la síntesi proteica: afecten a la funció de les subunitats

ribosòmiques 3oS i 5oS i causen inhibició reversible de la síntesi

proteica.

d) inhibició de la síntesi o de la funció dels àcids nucleics: bloquegen als

ARN polimerasa dependent de l’ADN.

7.1 - Classificació dels antibiòtics segons el seu tipus d’acció:

7.1.1 - Inhibició de la síntesi de la paret cel·lular

Beta-lactàmics (penicil·lines, cefalosporines, monobactàmics i carbapenems)

Mecanismes d’acció: Són antibiòtics bactericides que tenen en comú un anell

β-lactàmic. Actuen a l’última etapa de la síntesi del peptidoglicà, inhibint a les

proteïnes fixadores de la penicil·lina o PBP (enzims que catalitzen la unió de

les cadenes i la unió dels ponts peptídics). Consten de quatre famílies

principals: les penicil·lines, les cefalosporines, els monobactàmics i els

carbapenems.

Són antibiòtics, sobretot la família de les penicil·lines, poc tòxics i amb bones

propietats farmacològiques (absorció oral, bona difusió tissular i elevada vida) i

pocs efectes secundaris adversos.

Espectre: s’ha anat ampliant al llarg dels anys per la incorporació de noves

molècules amb major activitat contra bacils gramnegatius, però l’aparició de

resistències mitjançant les β-lactamases (enzims) ha dificultat la seva eficàcia

davant d’algunes situacions.

Inclouen bacteris grampositius, gramnegatius i espiroquetes. No són actius

sobre els microplasmes, Clamidies ni Rickettsies.

Tipus d’activitat infecciosa: malalties infeccioses


6-11-2013 - 30 -

Efectes secundaris: malestar gastrointestinal, diarrea, nàusees i reaccions

al·lèrgiques, lesió cerebral i renal...

Exemples: amoxicil·lina, indanil-carbenicil·lina, metacil·lina, cloxacil·lina,

cefalexina, ceclalor, cefradina, ...

Glucopètids

Mecanismes d’acció: També són bactericides. Actuen inhibint l’elongació del

peptidoglicà a l’unir-se a la d-alanil-d-alanina. Són una mica nefrotòxics.

Espectre: reduït, actius front a cocs i alguns bacils grampositius, aerobis i

anaerobis.

Tipus d’activitat infecciosa: pot tractar infeccions molt severes per

Staphylococcus: endocarditis, pneumònia, osteomielitis...

Efectes secundaris: sordesa i canvi en l’epidermis (eflorescència)

Exemple: la vancomicina, teicoplanina,...

Fosfomicines

Mecanismes d’acció: És un antibiòtic bactericida d’origen espanyol. Actua

sobre les primeres etapes de la síntesi del peptidoglicà inhibint l’enzim

pirivultransferasa.

Espectre: reduït, presenta bona activitat front estafilococs i bacils gramnegatius.

Tipus d’activitat infecciosa: s’usen per infeccions urinàries.

Efectes secundaris: nàusees, vòmits, diarrea, infeccions per fongs i dolor

abdominal.

7.1.2 - Alteració de la funció de la membrana cel·lular

Lipopèptids

Mecanismes d’acció: actuen alterant la barrera osmòtica, augmenten la

permeabilitat produint la lisis dels bacteris. Distingim dos grups: el grup

polimixina i el grup lipopèptid.


6-11-2013 - 31 -

Espectre: reduït, presenta una bona activitat front els bacteris gramnegatius en

el cas del grup polimixina, i eficaços contra bacteris grampositius pel què fa al

grup lipopèptid.

Tipus d’activitat infecciosa: només es subministra en cas de multiresistència, en

infeccions cutànies i, en el cas del grup lipopèptid, en teixits tous.

Efectes secundaris: lesió nerviosa i renal.

Exemple: colistina (grup polimixina) i daptomicina (grup lipopèptid).

7.1.3 - Inhibició de la síntesi proteica dins del ribosoma

Aminoglucòsids:

Mecanismes d’acció: Interfereixen en la síntesi proteica a l’unir-se de forma

irreversible a la subunitat 30S del ribosoma bacterià. Són bactericides i s’ha de

vigilar amb aquest tipus d’antibiòtics ja que són ototòxics i nefrotòxics.

Espectre: reduït, actius front a bacils aerobis gramnegatius.

Tipus d’activitat infecciosa: a bacils aerobis gram negatius.

Efectes secundaris: pèrdua d’audició, vertigen i lesió renal.

Exemples: estreptomicina, , tobramicina, amikacina i gentamicina.

Tetraciclines

Mecanismes d’acció: inhibeixen la síntesi bacteriana perquè es lliguen a la

subunitat 30S ribosomal evitant l’elongació de la cadena proteica. Però

aquests, a diferència dels aminoglucòsids, són bacteriostàtics.

Espectre: ampli espectre, ataquen als bacteris grampositius i gramnegatius,

clamídies, micoplasmes, protozous i paràsits.

Tipus d’activitat: s’usen en infeccions poc comuns al món occidental com són el

còlera, la brucel·losi, infeccions per rickèttsies, tularèmia, uretritis per clamídia...

Efectes secundaris: malestar gastrointestinal, sensibilitat a al llum i pigmentació

de les dents.


6-11-2013 - 32 -

Exemples: tetraciclina, doxiciclina i minociclina.

Macròlids

Mecanismes d’acció: Inhibidors dels enzims de la síntesi de proteïnes ja que es

fixen a les subunitats 50S dels ribosomes. Són antibiòtics bacteriostàtics.

Poden provocar diarrees, vòmits, cefalees, ototoxicitat...

Espectre: més ampli que el de la penicil·lina, són efectius contra el micoplasma,

ureaplasma, legionel·la, Helicobacter pylori, algunes rickèttsies i clamídies.

Tipus d’activitat infecciosa: es fan servir per infeccions de bacteris

grampositius, Streptococcus pneumoniae i Haemmophilus influenzae, tètanus,

infeccions genitals (sífilis, gonorrea).

Efectes secundaris: nàusees, vòmits, diarrea i icterícia.

Aquest antibiòtic es fa servir en pacients al·lèrgics a la penicil·lina

Estreptogramines i Lincosamines

Mecanismes d’acció: Exerceixen la seva activitat a nivell de la subunitat 50S

del ribosoma bacterià, evitant l’elongació de les proteïnes. Són antibiòtics

bacteriostàtics.

Espectre: la combinació d’aquests antibiòtics es efectiva amb la majoria del

bacteris grampositius i gramnegatius. Les lincosamines són actives enfront els

bacteris anaerobis.

Tipus d’activitat infecciosa: tractament de les infeccions per E. Faecium

(resistent a vancomicina), infeccions de pell i teixits tous i eficaç tractament per

la pneumònia nosocomial per S. Aureus.

Efectes secundaris: nàusees, vòmits, diarrea, dolor abdominal i bloqueig

neuromuscular.

Exemples: quinupristina-dalfopristina (estreptogramina) i clindamicina

(lincosamina).


6-11-2013 - 33 -

Oxazolidones

Mecanismes d’acció: Són antibiòtics sintètics bacteriostàtics que inhibeixen

l’inici de la traducció de les proteïnes a l’unir-se a la subunitat 50S del ribosoma

bacterià. Poden donar trombopènia i trastorns intestinals.

Espectre: són eficaços contra bacteris grampositius.

Tipus d’activitat infecciosa: estan indicats pel tractament d’infeccions greus per

bacteris grampositius resistents als antibiòtics de primer elecció.

Efectes secundaris: nàusees, diarrea, insomni, mal de cap, febre...

Exemples: linezolid.

7.1.4 - Inhibició de la síntesi o de la funció dels àcids nucleics

Quinolones

Mecanismes d’acció: Són antibiòtics bactericides molt utilitzats que inhibeixen

els enzims necessaris per la replicació, recombinació i reparació del DNA.

Actuen en la topoisomerasa II (girasa) en el cas dels bacteris gramnegatius, i

en la toposoisomerasa IV en els grampositius.

Espectre: n’hi ha de dos tipus: les mes antigues només actuen contra alguns

microorganismes gramnegatius; les més recents o fluoroquinoles, actuen sobre

moltes bacteris greus.

Tipus d’activitat infecciosa: infeccions respiratòries i contra gèrmens

multiresistents.

Efectes secundaris: nàusees, convulsions, reaccions anafilàctiques, alteracions

hematològiques i vasculitis.

Exemples: norfloxacino, ciprofloxacino, levofloxacino, i moxifloxacino.

Sulfamides

Mecanismes d’acció: són antibiòtics bacteriostàtics sintètics. Actuen interferint

en la síntesi d’àcid fòlic substituint l’àcid para-aminobenzoic al pas previ a la

formació d’àcid dihidrofòlic.


6-11-2013 - 34 -

Espectre: són agents antibacterians d’espectre ampli que actuen sobre els

grampositius i els gramnegatius. Estan en desús perquè els bacteris han

desenvolupat, en les últimes dècades, amplis mecanismes de defensa contra

els ells. per la qual cosa només s’utilitzen en casos concrets d’infeccions.

Tipus d’activitat infecciosa: infeccions urinàries, bronquitis i febre tifoide. També

és una elecció per la prevenció de la pneumònia pel protozou Pneumocystis

carinii que afecta als pacients immunodeprimits com pacient amb SIDA.

Efectes secundaris: nàusees, vòmits, al·lèrgies cutànies, insuficiència renal,

disminució de glòbuls blancs, sensibilitat a la llum solar....

Rifampicines

Mecanismes d’acció: són antibiòtics sintètics bactericides que s’uneixen a la

subunitat B de la polimerasa del RNA inhibint-ne la seva síntesi.

Espectre: és activa front Staphylococcus, Streptococcus i Mycobacterium

tuberculosis.

Tipus d’activitat infecciosa: tuberculosis, pneumònies,...

Efectes secundaris: hepatitis, erupció cutània, saliva, suor, llàgrimes i orina de

color taronja.


6-11-2013 - 35 -

8 - MAL ÚS DELS ANTIBIÒTICS I CONSEQÜÈNCIES

Si els antibiòtics es donen per malalties en que no són necessaris, com

refredats o altres infeccions virals (grip), es tornen menys eficaços contra els

bacteris que estan destinats a tractar.

No prendre antibiòtics com prescriu el metge també condueix a problemes, en

tant que l’antibiòtic no acaba amb tots els bacteris i els que sobreviuen es

tornen més resistents i es poden propagar a altres persones. Quan els bacteris

es tornen resistents als tractaments de primera línia, el risc de complicacions i

mort és molt més gran.

El fracàs dels antibiòtics de primera línia significa que els metges han de

recórrer a medicaments menys convencionals que poden associar-se a efectes

secundaris més greus, a més a més de ser més costosos. Per exemple els

medicaments per tractar formes resistents de tuberculosi (TB) són molt més

cars que els fàrmacs utilitzats per tractar la tuberculosi no resistent. El curs del

tractament és llarg i els efectes secundaris més greus.

L’ús repetit i inapropiat dels antibiòtics és la causa principal de bacteris

resistents als fàrmacs.

Mapa europeu de les

resistències del Streptococcus

pneumoniae a la penicil·lina


6-11-2013 - 36 -

Què és un mal ús d’antibiòtics?

- Quan es prescriuen de forma innecessària.

- Quan l’administració s’endarrereix en pacients crítics.

- Quan s’abusa d’antibiòtics d’ampli espectre o es fa un ús incorrecte dels

d’espectre reduït.

- Quan s’utilitzen dosis majors o menors que les apropiades pels pacients

específics.

- Quan la duració del tractament es massa curta o massa perllongada.

- Quan el tractament antibiòtic no s’adequa als resultats dels cultius

microbiològics.


6-11-2013 - 37 -

9 - RESISTÈNCIA ALS ANTIBIÒTICS PER PART DELS ORGANISMES

La resistència és la capacitat d’un organisme per sobreviure en presència de

concentracions d’una substància química que normalment són letals per a

aquest.

Els bacteris presenten unes característiques biològiques que els hi faciliten

l’adquisició de resistència als antibiòtics ja que el seu sistema de reparació de

l’ADN no està tan desenvolupat com en els eucariotes superiors i per tant

sofreixen un gran nombre de mutacions espontànies.

Els bacteris poden tenir bàsicament dos tipus de resistència:

· Resistència natural: els bacteris presenten una resistència a un determinat

antibiòtic, ja sigui per impermeabilitat, manca d’un sistema de transport o

desactivació de l’antibiòtic, de forma natural.

· Resistència adquirida: es produeix per mutació si per atzar aquesta els permet

sobreviure en presència dels antibiòtics. Aquest tipus de resistència també es

pot produir per un abús de l’antibiòtic.

9.1 - Resistència als Beta-lactàmics

Els bacteris agafen resistència a aquests antibiòtics de tres formes diferent:

1. Modificant el lloc d’unió dels antibiòtics a la PBP (com la S. Pneumoniae)

o creant directament una nova PBP (és el cas de molts grampositius) .

2. Disminuint la permeabilitat d’entrada a la membrana i augmentant la

rapidesa del flux de sortida dels antibiòtics (això ho han fet els

gramnegatius mitjançant les porines).

3. Hidrolitzant i inactivant els ß-lactàmics amb les ß-lactamases, ja siguin

penicil·linases (penicil·lina), cefalosporinases (cefalosporines) i

carbapenemases (carbapenèmics).

9.2 - Resistència als glucopèptids

Alguns Enterococcus ja presenten resistències a la vancomicina (glucopèptid).

Aquestes resistències es donen gràcies a uns enzims codificats pels gens


6-11-2013 - 38 -

vanA, vanB i vanC que es poden transmetre per plàsmids (cromosomes mòbils)

entre els diferents bacteris. Aquests enzims substitueixen la D-alanina per D-

lactat en el pèptidoglucà. La transmissió d’aquests gens mitjançant plasmidis

permet esdevenir resistents a determinants bacteris aprofitant les resistències

que han creat altres bacteris.

9.3 - Resistència als aminoglucòsids

Els bacteris agafen resistències a aquests antibiòtics per quatre mecanismes

diferents:

1. Mutació genètica del lloc d’unió del ribosoma 30S.

2. Disminució de la permeabilitat de l’antibiòtic dins del bacteri.

3. Augment de l’expulsió de l’antibiòtic de l’interior de la cèl·lula.

4. Modificació enzimàtica de l’antibiòtic (més freqüent) pels enzims

fosfotransferases (APH), adeniltransferases (ANT) i acetiltransferases

(AAC).

9.4 - Resistència a les tetraciclines

Els bacteris n’agafen resistència per quatre mecanismes:

1. Mutació genètica al lloc d’unió de la subunitat 30S del ribosoma que

altera la diana.

2. Disminució de la permeabilitat de l’antibiòtic.

3. Augment de l’expulsió de l’antibiòtic des de l’interior de la cèl·lula.

4. Modificació enzimàtica de l’antibiòtic.

9.5 - Resistència a les oxazolidones

Els bacteris n’adquireixen resistències per mitjà d’una mutació al lloc d’unió del

RNA 23S. No presenten resistències creuades amb altres antibiòtics.

9.6 - Resistència als macròlids

Els bacteris en tenen tres mecanismes de resistència:


6-11-2013 - 39 -

1. Producció d’un enzim (el gen del qual es pot transmetre mitjançant

plasmidis entre bacteris) que realitza la metilació de l’ARN ribosòmic,

interferint amb l’adherència de l’antibiòtic.

2. Mutacions genètiques al RNA 23S del ribosoma.

3. Mecanismes d’expulsió.

9.7 - Resistència a les lincosamides

El mecanisme de resistència que hi ha és l’alteració de l’ARN 23S per

metilació. Pot presentar resistència creuada amb els macròlids.

9.8 - Resistència al cloranfenicol

La resistència pot ser per:

1. Acetiltransferasa: un enzim capaç de desactivar el fàrmac per acetilació i

transmissible per un plasmidi que el codifica.

2. Presència de mutacions cromosòmiques.

9.9 - Resistència a les quinolones

Hi ha tres mecanismes diferents de resistència:

1. Mutacions cromosòmiques.

2. Alteracions de la permeabilitat de la membrana.

3. Sobreexpressió de bombes d’expulsió que eliminen el fàrmac.

9.10 - Resistència a la rifampicina

Desenvolupen resistències ràpides degut a:

1. Mutacions al gen que codifica la subunitat B del ARN polimerasa.

2. Disminució de la captació de l’antibiòtic.


6-11-2013 - 40 -

9.11 - Resistència al metronidazol

També desenvolupen resistències ràpides degut a:

1. Eliminació dels metabòlits citotòxics.

2. Disminució de la captació de l’antibiòtic.

El fet de que un bacteri és resistent a una classe d’antibiòtic això no vol dir que

sigui resistent a tots els antibiòtics. Alguns bacteris però, poden ser resistents

a més d’una classe d’antibiòtics, els anomenats multi resistents, que són els

bacteris més preocupants.

Potser que la resistència del bacteri a un antibiòtic desaparegui en el temps o

les soques resistents poden ser reemplaçades per bacteris sensibles.

És important la utilització de la dosi amb els antibiòtics i també el temps per la

recuperació de la malaltia. Si la dosi correcta no es dona o si el curs del temps

no s’ha completat, algun bacteris poden sobreviure i aquests són els menys

susceptibles al tractament.


6-11-2013 - 41 -

1 – PRÀCTICA 1

Objectiu:

Observar com influeixen els antibiòtics cloxacil·lina, eritromicina, cefaroximina i

amoxicil·lina en el creixement in vitro de colònies de bacteris de la flora

sapròfita bucal i veure quin és el més potent.

Hipòtesi:

Els antibiòtics inhibiran el creixement bactèria, de forma que faran un halo, de

diferent radi cadascun (depenent de la potència del antibiòtic), en els quals no

hi creixeran bacteris.

Material:

- Una càpsula de 500 mg de

cloxacil·lina

- Una càpsula de 500 mg

d’amoxicil·lina

- Un comprimit de 500 mg

d’eritromicina

- Un comprimit de 500 mg de

cefaroximina

- Bastonet

- Tres plaques de petri amb medi de

cultiu agar-agar

- Morter

- Vas de precipitats

- Pinces

- Vareta de vidre

- Paper de filtre

- Tisores

- Retolador permanent

- Aigua

- Estufa

- Escovilló

- Encenedor


6-11-2013 - 42 -

Procediment:

- Freguem el bastonet per l’interior de la nostra boca durant uns 15 segons i a

continuació sembrem una placa de petri amb ell.

- Guardem la placa de petri a la estufa a una temperatura de 32/34ºC fins que

creixin els bacteris ( dos o tres dies).

- Un cop els bacteris ja han crescut, traiem la placa de petri de l’estufa, ens

fixem amb una colònia en concret (ja que hi ha mols bacteris diferents) i amb

l’escovilló (el qual li hem escalfat la punta abans amb l’encenedor) l’agafem i la

passem a una altra placa de petri.

- Guardem la placa de petri ( placa de petri num2) amb els nous cultius a

l’estufa a la mateixa temperatura que abans fins que creixin de nou els bacteris.

- Quan els bacteris ja han crescut, els traiem de l’estufa.

- Omplim 4 vasos de precipitats amb 100 ml d’aigua.

- Tranquem la càpsula de la cloxacil·lina i tirem el contingut dins d’un dels

vasos de precipitats.

- Tranquem la càpsula de l’amoxicil·lina i tirem el contingut dins d’un altre vas

de precipitats.

- Molem el comprimit de eritromicina amb el morter i aboquem els 100 ml

d’aigua dins del morter (que conté l’antibiòtic triturat).

- Molem el comprimit de cefaroximina amb el morter i aboquem els 100 ml

d’aigua dins del morter (que conté l’antibiòtic triturat).

- Tallem del paper de filtre quatre discs-difusió de 6 ml de diàmetre amb les

tisores.

- Cremem la punta de l’escovilló i transportem/sembrem els bacteris de la

última placa de petri a una de nova.

- Barregem les solucions dels antibiòtics amb una vareta de vidre (cal netejar-la

abans de barrejar cada solució).


6-11-2013 - 43 -

- Agafem un dels discs-difusió que hem retallat amb les pinces, la mullem en la

solució de la cloxacil·lina i el dipositem a un extrem de la nova placa de petri.

- Repetim el procediment, un disc-difusió per cada antibiòtic que queda ( cal

neteja les pinces abans de cada antibiòtic) i els situem cada un en un extrem

diferent. Apuntem amb un retolador quin antibiòtic està a cada extrem.

- Un cop ja tenim la nova placa amb les quatre discs-difusió a cada extrem, la

guardem a l’estufa a la temperatura de sempre fins que creixin els bacteris.

- Quan ja hagin crescut els bacteris, traiem la placa i mirem la influencia dels

antibiòtics en el creixement d’aquests.

Observacions:

Després del procediment podem observar que els papers de filtre amb

antibiòtic han fet un halo en el qual no han crescut bacteris. Podem observar

millor els resultats en aquesta taula:

Antibiòtic Concentració Radi del halo

Cloxacil·lina 500mg/100ml= 5mg/ml 2 cm

Eritromicina 500mg/100ml= 5mg/ml 1,3 cm

Cefaroximina 500mg/100ml= 5mg/ml 1,5 cm

Amoxicil·lina 500mg/100ml= 5mg/ml 1 cm

Placa de petri amb els bacteris ja

sembrats i abans de dipositar els discs-

difusió de paper de filtre mullats amb les

solucions d’antibiòtics.


6-11-2013 - 44 -

Placa de petri amb els discs-difusió i els bacteris ja crescuts.

Conclusions:

Després d’observar els resultats, podem veure que els antibiòtics inhibeixen el

creixement bacterià. Com que totes les solucions estaven en la mateixa

concentració d’antibiòtic-aigua, a partir del halo efectuat per cadascun, podem

saber quin és el més efectiu, que en aquest cas, seria la cloxacil·lina, fent un

radi de 2 cm (el més gran). Els resultats podrien variar segons molts factors

durant el procediment, però com que ho hem efectuat dos cops i han donat els

mateixos resultats (algun petit canvi en el radi, per exemple un mm menys o

més) podem afirmar que la nostra hipòtesi és certa i també que la cloxacil·lina

és el més potent d’aquests antibiòtics.

Cloxacilina

Cefaroximina Eritromicina

Amoxicilina


6-11-2013 - 45 -

2 – PRÀCTICA 2

Objectiu:

Observar en el creixement in vitro de colònies de bacteris de la flora sapròfita

bocal amb diferents concentracions de cloxacil·lina.

Hipòtesi:

A major concentració de l’antibiòtic menor serà el creixement bacterià, és a dir,

la concentració més alta farà un halo en el qual no creixeran bacteris més gran

que les altres concentracions.

Material:

- Una càpsula de 500 mg de

cloxacil·lina

- Quatre vasos de precipitats

- Escovilló

- Vareta de vidre

- Aigua

- Placa de petri num2 de la pràctica

anterior.

- Placa de petri amb medi de cultiu

agar-agar

- Retolador permanent

- Paper de filtre

- Tisores

- Encenedor

- Estufa

- Pinces


6-11-2013 - 46 -

Procediment:

- Escalfem amb l’encenedor la punta de l’escovilló i transportem/sembrem els

bacteris de la placa de petri num2 de la pràctica anterior a una placa de petri

nova.

- Omplim un vas de precipitats amb 200 ml d’aigua i els altres amb 100 ml.

- Tranquem la càpsula de cloxacil·lina, tirem el contingut dins del vas de

precipitats que conté 200ml i barregem amb la vareta de vidre (vas1).

- Aboquem 100 ml del vas1 a un dels altres vasos i barregem amb la vareta de

vidre que hem netejat prèviament (vas2).

- Aboquem 100 ml del vas2 a un dels altres vasos que queda i barregem amb

la vareta, netejada prèviament. (vas3)

- Aboquem 100 ml del vas 3 a l’últim vas de precipitats (vas4), barregem amb la

vareta de vidre ( netejada prèviament) i aboquem 100 ml del vas4 a l’aixeta.

- Tallem del paper de filtre quatre discs-difusió de 6ml de diàmetre amb les

tisores.

- Agafem un dels discs-difusió que hem retallat amb les pinces, el mullem en el

vas 1 i el dipositem en un dels extrems de la nova placa de petri.

- Repetim el procediment, un disc-difusió per cada vas i dipositem cada un en

un extrem diferent de la càpsula de petri. Apuntem amb un retolador a quin vas

pertany cada disc-difusió.

- Guardem la placa de petri a l’estufa, a una temperatura de 32/34ºC fins que

creixin els bacteris.

- Quan ja hagin crescut els bacteris, traiem la placa i mirem la influencia de

l’antibiòtic (a diferents concentracions) en el creixement d’aquests.


6-11-2013 - 47 -

Observacions:

Després del procediment podem observar que els papers de filtre amb

antibiòtic han fet un halo en el qual no han crescut bacteris. Aquest halo és més

petit com menor és la concentració de l’antibiòtic. He afegit també l’halo de la

pràctica anterior ja que era d’una concentració diferent de cloxacil·lina de les

que he fet en aquesta pràctica. Podem agrupar tots els resultats en aquesta

taula:

Concentració de cloxacil·lina Radi del halo

500mg/100ml= 5mg/ml (pràctica 1) 2 cm

Vas1 500mg/200ml= 2,5mg/ml 1,9 cm

Vas2 250mg/200ml= 1,25mg/ml 1,8 cm

Vas3 125mg/200ml= 0,625mg/ml 1,7 cm

Vas4 62,5mg/200ml= 0,313mg/ml 1,6 cm

Podem observar que si rebaixem a la meitat la concentració, el radi del halo

disminueix un ml.

1,25mg/ml 0,313mg/ml

2,5mg/ml 0,625mg/ml


6-11-2013 - 48 -

Conclusions:

Després d’observar els resultats, podem veure que com menor és la

concentració de l’antibiòtic, més petit és el halo en el que no creixen bacteris,

per tant, podem afirmar que la nostra hipòtesi es certa. S’ha de tenir en compte

que aquestes concentracions són in vitro, les concentracions que es necessiten

per matar els bacteris in vivo, és a dir, quan tenim una infecció, es calculen a

partir dels resultats del laboratori i altres factors del fàrmac com la

biodisponibilitat del medicament, l’edat del pacient, etc.

Volia trobar la concentració mínima inhibitòria de la cloxacil·lina, però com que

les concentracions que he fet han estat altes, no l’he pogut trobar perquè totes

han inhibit molt el creixement bacterià.


6-11-2013 - 49 -

CONCLUSIONS

Després d’investigar i recopilar tota la informació de la part teòrica, podem arribar a la

conclusió que el mal ús d’antibiòtics que es fa actualment comporta que els bacteris

creïn resistències en contra d’aquests medicament. En un futur, això pot convertir-se

en un gran problema, ja que actualment no s’investiga gaire la creació de nous

antibiòtics i si els bacteris creen resistències als ja existents, no tindrem medicaments

per combatre els bacteris que causen malalties infeccioses greus.

Per evitar això, s’hauria de corregir aquest mal ús d’antibiòtics no receptant antibiòtics

en infeccions virals, no automedicant-se amb antibiòtics que ens han sobrat d’altres

vegades i que tenim per casa, controlant la venda d’antibiòtics, prendre el medicament

durant el termini de temps que ens diu el metge, etc.

Un cop efectuats els dos experiments al laboratori hem pogut comprovar que els

antibiòtics inhibeixen el creixement bacterià i que la seva eficàcia és més alta com

major és la concentració del medicament (l’halo de la concentració més alta és més

gran que el de les altres concentracions), per tant, podem dir que la nostra hipòtesi

inicial del treball “com major és la concentració d’antibiòtic més efectiu és” és certa.

Cal destacar que hem fet la pràctica dos cops i ha donat els mateixos resultats en els

dos casos, fet que reafirma la nostra hipòtesi. També hem arribat a la conclusió que

cap de les concentracions de cloxacil·lina que hem fet a la segona pràctica és la

concentració mínima inhibitòria ja que els seus halos eren massa grans.

Aquesta part del treball realitzada en el laboratori, és en la que he gaudit més ja que

he pogut realitzar els experiment en primera persona, fent-me una idea del que és

treballar en un laboratori.

Els projectes que fins ara havia elaborat contenien un treball més simple, per aquest

motiu el treball de recerca m’ha fet veure com hauré de fer els futurs projectes i m’ha

mostrat la capacitat que tinc per treballar en el camp de l’experimentació.


6-11-2013 - 50 -

BIBLIOGRAFIA

Apunts de microbiologia de Llicenciatura en Medicina de la UAB. Dionísia Fontanals

- Internet:

http://www.encyclopedia.com

http://www.explored.com

http://www.creacionismo.net

http://www.buscabiografias.com

http://www.biografiasyvidas.com

http://cienciaes.com

http://www.mcnbiografias.com

http://www.tiposde.org

http://www.typesofbacteria.co.uk

http://www.antibioticos.msc.es

http://www.farmaceuticonline.com

www.mayoclinic.com

http://medinatural.net

http://es.wikipedia.org

http://www.mayoclinic.com/

http://medinatural.net/

http://es.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Portada

bacteris i antibiòtics

Documents