2. Anaeroblar 1. Aeroblar Oksijen

Oksijen

1. Aeroblar

Obligat aeroblar: oksijen (%20)

Fakültatifler: Oksijene ihtiyaç duymaz ama oksijenli ortamlarda iyi gelişir.

Mikroaerofilik organizmalar: daha az oksijen (%2-10)

2. Anaeroblar

Aerotolerant anaeroblar: Oksijene ihtiyaçları yoktur, ortamda oksijen varsa iyi gelişemezler

Obligat (strict) anaeroblar: Oksijenli ortamlarda gelişemezler, hemen ölürler.

Oksijenin Toksik Etkisi

O₂ + e^-  O_2- Süperoksit

O_2- + e^- + 2H⁺  H₂O₂ Hidrojen Peroksit

H₂O₂ + e^- + H⁺  H₂O + OH^. Hidroksil radikali

OH^. + e^- + H⁺  H₂O Su

H₂O₂ + H₂O₂  2 H₂O + O₂ Katalaz

H₂O₂ + NADH + H⁺  2 H₂O + NAD+

Peroksidaz

O2- + O2- + 2H⁺  H2O2 + O2 Süperoksit dismutaz

 O2- + 2H⁺ + cyt credükte  H2O2 + cyt cokside Süperoksit redüktaz

Basınç

 Derin denizlerde yaşayan mikroorganizmalar yaklaşık 600 ila 1100 atmosferlik basıncın

bulunduğu ortamlarda yaşamlarını sürdürebilirler.

 Yüksek basınçta yaşayan bu mikroorganizmalar

barofil olarak adlandırılırlar.

 Basınçsız ortamlarda yaşayabilen bazı

mikroorganizmalar ise, artan bazınca (yaklaşık 100-200 atm) kendilerini adapte ederek

gelişebilirler. Bu organizmalar barotolerant

olarak adlandırılırlar.

 Derin denizlerde yaşayan bazı barofil

mikroorganizmalar omurgasız hayvanların

barsaklarında yaşarlar. Bu gibi ortamlardaki besin döngüsünde barofil mikroorganizmaların büyük bir rolü vardır.

Radyasyon

Dünyamız çeşitli tipte elektromanyetik radyasyona maruz kalmaktadır. Bu radyasyon suyun

yüzeyindeki dalgalar gibi yayılmaktadır. Dünyadaki radyasyonun en önemli kaynağı güneş ışınlarıdır.

Güneş ışınları, görünür ışık, ultraviole radyasyonu (UV), infrared ışınlar ve radyo dalgalarından

oluşmaktadır.

Görünür ışık tüm yaşamın bağlı olduğu fotosentetik aktivite için gereklidir.

İnfrared ışınlar ise, dünyayı ısıtan en önemli kaynaktır.

287 nm dalga boyundan daha kısa dalga boylarında olan UV ışınları ise atmosferdeki oksijen tarafından absorbe edilerek ozon tabakasını oluşturur. Dünya yüzeyinde yaklaşık 290-300 nm dalga boyundaki UV ışınlarını alan çok az bölge bulunmaktadır. UV

ışınlarını tutan ozon tabakası, canlıları bu ışınlardan korumaktadır.

Çok kısa dalga boylu ve yüksek enerjili X ve

gama ışınlarından oluşan iyonize radyasyon ise atomlarda elektron kaybına sebep olduğundan canlılar için çok zararlıdır.

İyonize radyasyonun düşük dozları mutasyonlara sebep olup indirekt olarak canlıları

öldürebilmektedir. Yüksek dozları ise direk letal etkiye sahiptir.

DNA’nın adsorbe ettiği 260 nm dalga boyundaki UV ışınları, canlılar için en letal dalga boyudur.

DNA’da timin dimerlerinin oluşumuna sebep olan UV radyasyonunun bu etkisi, dimerleri

DNA’dan kopartan hücredeki fotoreaktivasyon sisteminin enzimleriyle onarılmaktadır.

UV radyasyonuna yakın 325-400 nm dalga

boylarındaki ışınlar da toksik triptofan ürünleri oluşturduğundan ve DNA ipliğinde kırılmalara sebep olduğundan mikroorganizmalar için

zararlıdır.

Mikrobiyel Gelişmenin Kontrolü

Mikrobiyel gelişmenin kontrolü denilince ya mikroorganizmaların öldürülmesi

yada gelişmenin engellenmesi anlaşılır.

Bir ortamdaki mikroorganizmaların

tümünün öldürülmesi yada o ortamdan tüm canlı mikroorganizmaların

uzaklaştırılması sterilizasyon olarak adlandırılır.

Sterilizasyon ısı,

radyasyon, filtrasyon

kimyasallar kullanılarak yapılır.

Mikrobiyel gelişmenin kimyasallarla kontrolü

 Mikroorganizmaların gelişmesini durduran yada mikroorganizmaları öldüren kimyasallara

antimikrobiyel madde denir.

 Antimikrobiyel madde sentetik bir kimyasal yada doğal bir ürün olabilir.

 Organizmaları öldüren maddeler sidal olarak adlandırılır. Bakterisidal, fungisidal, virüsidal maddeler

 Organizmaları öldürmeyen sadece gelişmelerini önleyen maddeler statik olarak adlandırılır.

Bakteriyostatik, fungistatik algistatik

 Düşük konsantrasyonlarda statik etki gösteren bir kimyasal, yüksek konsantrasyonlarda sidal etki gösterebilir. Statik bir antimikrobiyel madde, eğer ortamda devamlı olarak bulunursa etkilidir. Eğer bu kimyasal ortamdan uzaklaştırılırsa yada

aktivitesi nötralize edilirse organizma şartlar uygunsa gelişmeye başlar.

Antimikrobiyel maddelerin mikrobiyel gelişmeye etkisi

Exponensiyel fazda gelişen bir bakteri kültürüne antimikrobiyel madde

ilave edildiğinde başlıca üç farklı etki görülür.

 Bakteriyostatik etki, gelişme

önlenir ancak organizmalar ölmez.

 Bakteriyosidal etki, organizma ölür ancak hücreler lize olmaz.

 Bakteriyolitik etki, hücreler lize olur.

Antimikrobiyel aktivitenin ölçülmesi

Bir organizmanın gelişmesini önleyen en düşük antimikrobiyel madde miktarı minimum inhibitör konsantrasyonu (MIC) olarak adlandırılır.

MIC belirlenmesinde

Tüp dilüsyon metodu: İnkübasyon süresi sonunda gelişmenin olmadığı ilk tüpteki antimikrobiyel madde

konsantrasyonu MIC olarak belirlenir.

Agar diffüzyon metodu

Antimikrobiyel madde tipleri

1. Sterilantlar: Endosporları da içeren tüm

mikroorganizmaları öldüren kimyasallardır. (plastik tüp, pens termometre gibi) Soğuk sterilizasyon, otoklava

benzeri kapalı kaplarda etilen oksit, formaldehit yada hidrojen peroksit gibi kimyasallar kullanılır.

2. Dezenfektanlar: Cansız objeler üzerindeki

(endosporlar hariç) mikroorganizmaları öldürmede kullanılan kimyasallardır. Etanol ve katyonik

deterjanlarla masa yada duvar dezenfeksiyonu. İçme sularında yada yüzme havuzlarında klorlu bileşikler kullanılmaktadır.

3. Sanitizerler: Mikroorganizma sayısını zararsız bir düzeyde tutarak tamamen elimine etmeyen

kimyasallardır. Gıda endüstrisinde tabak çatalda, yer duvar halı ve hava temizleyici olarak da kullanılırlar.

4. Antiseptikler ve germisitler: Canlı dokulara

uygulandığında bunlara toksik etki etmeyen sadece mikroorganizmaları öldüren kimyasallardır.

Kemoterapötik maddeler

Enfektif hastalıkların kontrolü için vücut içinde kullanılan antimikrobiyel

maddeler kemoterapötik maddeler olarak adlandırılmaktadır.

Tıpta önemli rolleri olan bu maddelerin en önemli özellikleri seçici toksite

göstermeleridir.

Sadece hedef canlıyı öldüren

kemoterapötik maddeler konukçuyu etkilemezler.

Kemoterapötik maddeler, sentetik

maddeler ve antibiyotikler olmak üzere başlıca iki grupta toplanır.

Sentetik Kemoterapötik Maddeler

Gelişme faktörü analogları

 Gelişme faktörleri, organizmanın sentezleyemediği besiyerinde mutlaka olması gereken sentetik

kimyasallardır. Gelişme faktörü analogları ise gelişme faktörlerine yapısal olarak benzeyen ancak bunların

kullanımını önleyerek hücrede gelişme faktörlerinin doğal fonksiyonlarını yerine getiremeyen sentetik

kimyasallardır.

 Sülfanilamid p-aminobenzoik asitin (PABA) analoğudur ve nükleik asit öncü maddesi olan folik asit sentezini önler.

 Sülfanilamid, folik asiti kendileri sentezleyen bakterileri etkiler. Folik asiti gıdalarıyla dışardan hazır olarak alan hayvanları etkilemez.

 Purin ve primidinlerin sentezinde kullanılan folik asit bileşiminde para aminobenzoik asit (PABA) bulunur.

 Sülfanilamid PABA'ya çok benzer ve bakteri folik asiti sentezlerken PABA yerine geçer.

B. Antibiyotikler

Antibiyotikler mikroorganizmalar tarafından üretilen ve diğer

mikroorganizmalara karşı toksik olan kimyasal maddelerdir.

Kemoterapötik maddelerin özel bir grubunu oluşturan antibiyotikler, mikrobiyel aktivite sonucu üretilen doğal ürünlerdir.

Sentetik kimyasallar değildirler.

Ancak bir kısmı kimyasal modifikasyonla daha etkin hale getirilebilir. Bunlar yarı sentetik antibiyotikler olarak adlandırılır.

Kimyasal yapılarına göre farklı gruplara ayrılan antibiyotikler içinde -laktam

grubu antibiyotikler klinik açıdan en önemli antibiyotiklerdir. Penisilin

sefalosporin ve sefamisinini içeren bu grup antibiyotiklerin kimyasal

yapılarında -laktam halkası bulunur.

Penisilin Penicillium chrysogenum fungusu, sefalosporin ise

Cephalosporium sp. fungusu tarafından üretilmektedir.

Bakterilerden üretilen aminoglikosid, makrolid ve tetrasiklin grubu

antibiyotiklerin de tıbbi değeri vardır.

Antibiyotikler ve diğer kemoterapötik maddeler aktivasyon modeli dikkate alınarak altı grupta incelenirler.

 Hücre duvarı sentezini etkileyenler: Penisilin, Sikloserin, Vankomisin

 Folik asit metabolizmasını etkileyenler: Sülfanomidler, Trimethoprim

 Sitoplazmik membran yapısını etkileyenler: Polimiksin

 Protein sentezini etkileyenler:

 a. 50S ribozom alt ünitesine bağlananlar: Eritromisin, Kloramfenikol

 b. 30S ribozom alt ünitesine bağlananlar: Tetrasiklin, Streptomisin

 c. tRNA'yı etkileyenler: Mupirosin, Puromisin

 d. RNA sentezini etkileyenler : Actinomycin (DNA da GC baz çiftine bağlanarak bu bölgede RNA sentezini önlerler)

 DNA girazı etkileyenler: Nalidiksik asit, Novobiosin

 DNA kontrolündeki RNA polimerazı etkileyenler: Rifamisin

Antibiyotiklere direnç

 Organizma antibiyotiğin etki ettiği yapıya sahip olmayabilir. (Mycoplazma)

 Organizma antibiyotiklerin hücreye

geçişine izin vermeyebilir. (dış membran)

 Organizma antibiyotiği inaktif forma çevirebilir. (-laktamazlar)

 Organizma antibiyotiğin hedef aldığı bölgeyi değiştirebilir. (mutasyon)

 Genetik bir değişimle, kemoterapötik maddenin bloke ettiği metabolik yol değiştirilebilir. (folik asit)

 Organizma antibiyotiği hücre dışına pompalayabilir. (Tetrasikline direnç)