Sporul si sporularea

SPORUL SI SPORULAREA

Unele bacterii se transforma in spori care apar endocelular si care pot supravietui ani si zeci de ani in conditii nefavorabile de dezvoltare. Ei au o rezistenta crescuta la factorii de mediu, la agentii fizici (caldura, radiatii), chimici (acizi, dezinfectanti), chiar si la coloranti (evidentierea se face folosind coloratii speciale). Exista trei genuri de bacterii Gram pozitive sporulate ce prezinta importanta pentru bacteriologia medicala: Clostridium si Bacillus (bacili) si Sporosarcina (coci).

Dintr-o bacterie vegetativa se formeaza un singur spor, care, in conditii favorabile de viata, va da nastere unei singure celule bacteriene cu toate proprietatile ei initiale.

Forma sporului poate fi rotunda sau ovala. Diametrul sporilor este mai mic la bacilii sporulati aerobi nedepasind diametrul bacteriei (genul Bacillus), pe cand la genul anaerob Clostridium, sporul are un diametru mai mare decat bacteria, producand deformarea acesteia. Acest caracter al sporului este important in identificarea bacililor Gram pozitivi anaerobi.

Pozitia sporului bacterian constituie un caracter taxonomic. Poate fi centrala, ca la Clostridiile gangrenei gazoase, subterminala la bacilul carbunos (Bacillus anthracis), sau terminala, ca la bacilul tetanic (Clostridium tetani).

In coloratiile obisnuite sporul apare ca o zona incolora in corpul bacterian. El se evidentiaza insa prin coloratii speciale, la cald, care permeabilizeaza invelisurile sporale (coloratia Moller). Pe preparatele native intre lama si lamela efectuate din culturi, sporii apar ca niste formatiuni rotunde, refringente.

Ultrastructura si compozitia chimica a sporilor asigura acestora o mare rezistenta la factorii nocivi, ce poate fi explicata atat prin starea de deshidratare (apa 40-50%, fata de 80-98% la formele vegatative) care anuleaza schimburile cu mediul extern si scade sensibilitatea la caldura, cat si de numeroasele sale invelisuri protectoare.

SPORULAREA SAU SPOROGENEZA

Este un proces complex, guvernat de aproximativ 200 de gene din celula bacteriana, gene care sunt activate in conditii nefavorabile de mediu, altfel aceste gene sunt represate. Sporularea presupune formarea unor structuri noi si disparitia altor structuri caracteristice formei vegetative ale bacteriei.

Din punct de vedere morfologic, sporularea incepe prin migrarea cromozomului intr-o zona a celulei (de regula, polara). Urmeaza invaginarea membranei citoplasmatice cu inglobarea cromozomului (ADN) intr-un invelis dublu (prespor). Se sintetizeaza apoi peptidoglicanul (retea subtire) pe partea interioara a stratului intern, urmata de sinteza de peptidoglican (retea groasa) intre cele doua straturi. Stratul extern se ingroase si el (contine o proteina keratin-like). Continua cu deshidratare, cresterea concentratiei de Ca⁺⁺ si liza restului formei vegetative.

STRUCTURA SPORULUI

Este diferita de la specie la alta dar organizarea generala se aseamana. De la interior spre exterior, sporul este format din:

core sau protoplastul sporal, format din materialul nuclear inconjurat de membrana citoplasmatica. Aici este depozitat ADN (genomul complet), unele enzime respiratorii (citocromi, flavoproteine) si o substanta care are rol in rezistenta sporului la caldura - dipicolinatul de calciu (singura evidentiere in natura);

peretele sporal (cortexul intern), format din peptidoglican si care este peretele celular primordial;

tunica proteica formata din proteine chitinoase cu numeroase legaturi disulfitice. Ea este impermeabila, fiind responsabila de rezistenta sporilor la unele dezinfectante;

exosporiumul este prezent numai la unii spori si contine lipoproteine si zaharide.

GERMINAREA SPORULUI

In conditii de mediu favorabile (umiditate, Mg⁺⁺, temperatura 35 C), sporul germineaza si va da nastere unei bacterii vegetative identice cu aceea in care s-a format. Germinarea are loc in trei etape: activarea sporului, initierea si dezvoltarea sporului.

- Activarea sporului se produce cand acesta intalneste conditii favorabile de viata, dar si un factor mecanic sau chimic care sa lezeze invelisul sporal (lizozimul).

- Initierea este declansata de un mediu nutritiv bogat. Pentru unii spori triggerul este L-alanina, iar pentru altii adenozina, glucoza. Acesta duce la activarea unei enzime autolitice care degradeaza cortexul sporal. Are loc absorbtia de apa, eliberarea dipicolinatului de calciu si degradarea unor compusi sporali.

- Dezvoltarea sporului: protoplastul sporal se transforma in bacterie vegetativa, care trece printr-o perioada metabolic activa de refacere a constituentilor celulari normali si a echipamentului enzimatic complet.