Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 1 de 57 Microbiologia Acredita-se que cerca de metade da biomassa do planeta seja constituída pelos microrganismos, sendo os 50% restantes distribuídos entre plantas (35%) e animais (15%). Um dos aspectos de maior interesse da microbiologia é o potencial patogênico de alguns microrganismos, isto é, a capacidade de alguns microrganismos produzirem doenças nos seres humanos, nos vegetais e nos animais, por isso mesmo, a microbiologia acaba por se relacionar com disciplinas como a patologia, a imunologia, a epidemiologia e a parasitologia. Microbiologia significa literalmente “estudo da vida pequena”. Isso se deve ao fato de que em seus primórdios ela dedicou-se a estudar seres vivos tão pequenos que só podiam ser vistos com o auxílio de um microscópio. Entretanto, atualmente ela dedica-se a estudar também alguns organismos não vivos, como os vírus, e alguns organismos que também podem ser vistos com lupas, como alguns protozoários. Hoje, é sabido que os microrganismos estão intimamente ligados a uma série de doenças, mas há que se salientar que a maioria (87%) dos microrganismos existentes no planeta são saprófitas, ou seja, se alimentam de matéria orgânica em decomposição ou de nutrientes não vivos. Apenas 3% são patogênicos e cerca de 10% são oportunistas que normalmente levam uma vida saprófita, mas se aproveitam de alguma debilidade na imunidade do organismo do hospedeiro para exercer parasitismo e só então, causar doença. Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 2 de 57 Imunologia é o estudo da imunidade, do latim immunis, que significa resistência, imutabilidade. A microbiologia e a imunologia são ciências dinâmicas que se modernizam ano-a-ano, desde os primórdios da humanidade. De fato, nas últimas décadas muitas descobertas nessas áreas foram feitas e muitos conceitos já consolidados têm sido revistos e alterados conforme a tecnologia nos permite fazer novas descobertas. O conceito da existência de seres invisíveis que poderiam causar doenças foi desenvolvido lentamente por meio de descobertas, invenções, observações, hipóteses, avanços, retrocessos, e muito debate. Estas duas áreas do conhecimento nasceram da curiosidade humana acerca da origem da vida, do mecanismo de transmissão e desenvolvimento de doenças, dos processos de putrefação de alimentos, dos processos de fermentação e de produção de vinho, vinagre, iogurte, cerveja e queijo, por exemplo. Entretanto didaticamente considera-se que a microbiologia teve início no século 17, com as primeiras observações oficiais de microrganismos vivos, ainda que a desconfiança da existência de entidades invisíveis causadoras de doenças remonte a antiguidade. Na Grécia antiga, por exemplo, séculos antes de Hipócrates (460 – 377 ac), as doenças já eram atribuídas aos “keres” (pequenos demônios). E coincidentemente é dessa mesma época e local que os primeiros relatos sobre imunologia parecem ter surgido: Thucydides relatou, já em 430 ac, que uma pessoa recuperada de uma doença infecciosa podia cuidar dos enfermos sem temer contrair a doença uma segunda vez, mas a consolidação como ciência só se deu no século 19 com as descobertas de Jenner e de Mechnicov. Marco Terencio Varron (116 - 27 ac), considerado um dos mais letrados entre os romanos da época, escreveu sobre a existência de "animálculos" (pequenos animais) na epiderme humana, e de forma impressionante para os recursos e conhecimento da época, narrou: "Nos lugares úmidos se originam animais extremamente pequenos, que não se alcança perceber com os olhos, e que com o ar que respiramos entram em nossos corpos e causam graves enfermidades”. Em 1546, o monge e médico italiano Girolamo Fracastorius (1483-1553) publica o livro "De contagione et contagionis" no qual especulava que doenças contagiosas eram causadas por "germes vivos" imperceptíveis, que eram transmitidos, de alguma forma, de pessoa a pessoa, per contactum (por contato direto com a “matéria doente”, per fomites (por contato indireto com objetos infectados) ou per distans (contágio a distância). Suas observações foram baseadas nas narrativas de marinheiros sobre a propagação de doenças. Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 3 de 57 Considera-se que a microbiologia teve início com as observações do comerciante de tecidos holandês, Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723), cujo passatempo era polir lentes e construir “microscópios” de uma única lente de alta qualidade, que usava para observar materiais diversos e analisar a qualidade da trama dos tecidos que comercializava. Embora de baixa resolução, as lentes de Leeuwenhoek promoviam um aumento de 300 a 500 vezes, o que lhe permitiu observar algas, protozoários, leveduras e grandes bactérias. Suas observações foram publicadas com desenhos esmerados, entre 1673 e 1723, em importante meio científico da época: o Philosophical Transactions da Royal Society of London, e levou outros cientistas a desenvolverem estudos mais rigorosos acerca dos microrganismos. Leeuwenhoek surpreendeu o mundo científico declarando que os microrganismos que observava eram vivos por apresentarem movimento ativo e intenso. Foi ele quem descobriu e descreveu o parasita intestinal Giardia lamblia que isolou de suas próprias fezes em um episódio de diarreia. Robert Hooke (1635-1703) criou um dos primeiros microscópios compostos que se têm registro, e descreveu e desenhou com riqueza de detalhes bactérias, fungos, insetos, pequenos animais e objetos. Ele foi quem criou a palavra célula (pequena cela) ao observar as câmaras deixadas pelas células que um dia viveram em um pedaço de cortiça, e que para ele, se assemelhavam a pequenos quartos (celas). Além de criar o primeiro microscópio composto, Hooke desenvolveu a primeira bomba de vácuo, o que permitiu que se percebesse que o ar era necessário à combustão de uma vela, que havia ar dissolvido na água, que a bexiga de um porco se expandia e estourava em ambiente de baixa pressão e que no ar havia alguma coisa necessária à manutenção da vida de animais como pombas. Apesar dos livros apresentarem Leeuwenhoek e Hooke como prováveis inventores dos microscópios, há relatos anteriores, com descrições de bactérias anteriores aos relatos dos “pioneiros”. O monge romano Athanasius Kircher (1602-1680), por exemplo, com seu trabalho “Scrutinium Pestis”, de 1658, já falava sobre "diminutas lagartas" ou "lombrigas invisíveis" presentes no sangue de quem era atacado pela peste e de "animaculas" presentes em águas paradas, que teria observado desde 1648. Há quem atribua ao astrônomo Galileu, por volta de 1610, a criação do primeiro microscópio, o que pode ser verdade, já que o mesmo tinha grande habilidade com lentes e com o uso de telescópios. Através dos séculos, a microbiologia e a imunologia receberam contribuições de muitos outros pesquisadores, de diversas áreas, dentre os quais, vale destacar: • Francesco Redi (1626-1697), que desenvolveu uma experiência na tentativa de refutar a teoria da geração espontânea (abiogênese). No tempo em que viveu, considerava-se que as larvas se formavam naturalmente a partir da carne podre, por exemplo. Para tanto, o físico italiano utilizou frascos com carne em estado de putrefação. Selou alguns deles, deixou outros inteiramente abertos e cobriu um terceiro grupo de frascos com gaze. Após certo período, Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 4 de 57 desenvolveram-se larvas dentro dos frascos abertos e sobre a gaze dos frascos, mas não nos frascos selados. • Franz Christian Paullini (1643-1711), que desenvolveu a teoria da origem vermicular das enfermidades, afirmando que “tudo está cheio de larvas imperceptíveis à vista, e de ovos de larvas, que geram a maioria das febres malignas e contagiosas”. • Giovanni Maria Lancisi (1654-1720), que ao referir-se ao contágio damalária expressou “os mosquitos levam matéria venenosa, ou animáculos.... me atrevo a afirmar que nas febres, esta classe de larvas penetram e sobem pelos vasos sanguíneos". • Benjamin Martin (1704-1782), médico inglês, que afirmou em um de seus textos que algumas doenças eram causadas por pequenos animais (animálculos). • Marcus Plenciz (1705-1786), que já afirmava em 1762, que todas as enfermidades eram produzidas por microrganismos, que seriam agentes vivos que se reproduziam no organismo que atacavam; afirmava também que cada enfermidade teria seu próprio germe, e que este podia ser levado de um sítio a outro pelo ar e pelas secreções dos doentes. • John T. Needham (1713-1781), que em 1745 cozinhou carne para destruir os microrganismos pré-existentes e colocou-os em frascos mal vedados. Posteriormente observou colônias bacterianas crescendo na carne e concluiu que em cada partícula de matéria orgânica havia uma “força vegetativa” capaz de brotar vida (teoria da geração espontânea). Na realidade, essa teoria teve início milênios antes, na Grécia, onde acreditavam que minhocas surgiam da lama, rãs surgiam dos charcos e larvas surgiam da própria matéria orgânica onde nasciam. • Lazzaro Spallanzani (1729-1799), refez as experiências de Needham com algumas alterações e refutou a teoria da abiogênese ao concluir que não bastava fechar os frascos contendo infusões pré-aquecidas, pois era importante que o ar acumulado acima do líquido também fosse aquecido para que não contivesse “animálculos” ou “germes” e que os frascos deveriam estar hermeticamente fechados, e não apenas mal vedados com cortiça. Segundo sua teoria, os microrganismos surgiam de outros microrganismos da mesma espécie (biogênese). Muitos críticos de Spallanzani disseram que o calor excessivo havia destruído as forças vegetativas do caldo, e que o fechamento hermético havia isolado o sopro divino do material, e por isso • Edward Jenner (1749-1823), que revolucionou a imunização contra a varíola, ao utilizar um método mais seguro que a variolação, usada pelos chineses desde o séc. 11, e copiada pelos indianos e persas. Por isso, é considerado inventor da vacina. • Agostino Bassi (1773 – 1856), que pela primeira vez na história conseguiu associar cientificamente uma doença a um determinado microrganismo, ao demonstrar, em 1835, que um fungo (Botrytis paradoxa) era responsável por causar doença e morte nas lagartas do bico- da-seda. Bassi também afirmava que explica várias doenças vegetais, animais e humanas eram causadas por microrganismos. • Bartolomeo Bizio (1791 - 1862), químico italiano, que em 1819 descobriu que a causa das manchas vermelhas que frequentemente apareciam em pães, polentas e até mesmo em hóstias, não eram na verdade o sangue de cristo, como muitos padres e fiéis costumavam acreditar, mas sim, por colônias de uma bactéria (que hoje chamamos de Serratia marcescens). Na época de Bizio, microrganismos eram frequentemente descritos como fungos, por isso, mesmo se tratando de bactérias, a Serratia foi descrita pelo cientista como um fungo. • John Snow (1813 – 1858), que contribuiu para a elucidação dos mecanismos de transmissão da cólera, em publicação de 1855, onde descreve o comportamento da doença e hipóteses causais ao estudar a frequência e distribuição dos óbitos segundo aspectos cronológicos, Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 5 de 57 locais de ocorrência e fatores relacionados aos indivíduos. Snow chegou a associar a doença a venenos invisíveis que contaminava a água pelas fezes de pessoas doentes e que causaria a mesma doença em quem a bebesse, multiplicando-se então nos intestinos do novo doente. Snow também demonstrou que a transmissão da cólera era muito frequente entre as lavadeiras, e atribuiu isso ao contato das mesmas com lençóis e roupas contaminadas com a diarreia dos enfermos, que frequentemente ficavam encharcadas de material incolor e inodoro, porém, contaminados. https://www.bbc.com/portuguese/geral-53376925 • Ignaz Philipp Semmelweis (1818-1865), que foi pioneiro no controle de infecção hospitalar iatrogênica, obrigando médicos e estudantes a lavarem as mãos com soluções cloradas antes de entrar na área obstétrica, ao perceber que nas clínicas onde médicos trabalhavam havia um índice mais alto de morte materna e neonatal por febre puerperal que nas clínicas onde parteiras trabalhavam. Com isso, o médico conseguiu diminuir os índices de morte no centro obstétrico de 18% para 2,4%. https://www.youtube.com/watch?v=Px4okHZrn00 (7m) • Louis Pasteur (1822-1895), químico que provou a existência de microrganismos que estragavam vinho e alimentos e inventou o processo de conservação, batizado “pasteurização” em sua homenagem, que consiste no aquecimento do alimento em temperaturas pouco elevadas, inviabilizando colônias de microrganismos, sem alterar significativamente seu sabor ou suas propriedades físico-químicas e nutricionais. https://www.youtube.com/watch?v=KkYGWo-SQk4 (22m) Pasteur também provou a hipótese que originalmente havia sido criada pelo físico francês Caignard de la Tour (1777-1859), sobre a produção de álcool no vinho: “...como causa da fermentação, uma levedura, que apresenta aquele processo como a manifestação vital de um microrganismo”. Desafiando as explicações religiosas da época, Pasteur “ousou” derrubar a teoria da geração espontânea, que ainda era alvo de discussão, mesmo após os experimentos de Spallanzani no século anterior. Para isso, utilizou frascos com gargalo em forma de “pescoço de cisne”, com caldo nutritivo fervido. O ar tinha livre acesso, mas os microrganismos ficavam retidos nas paredes do vidro, o que fazia com que o caldo se conservasse. Entretanto, quando o gargalo era quebrado próximo ao frasco, o caldo nutritivo estragava em pouco tempo. O pesquisador também se notabilizou pela produção de vacinas, como a antirrábica e descobriu o princípio de imunização com microrganismos mortos e atenuados ao verificar quase que pelo mero acaso, que uma cultura envelhecida de uma bactéria que estava estudando, não produzia cólera aviária nas galinhas que o mesmo usava em seus experimentos. O cientista constatou que mesmo após uma inoculação posterior, com culturas novas, as mesmas não desenvolviam mais a doença, se tornando imunizadas. https://www.bbc.com/portuguese/geral-53376925 https://www.youtube.com/watch?v=Px4okHZrn00 https://www.youtube.com/watch?v=KkYGWo-SQk4 Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 6 de 57 • Joseph Lister (1827-1912), que criou uma metodologia de trabalho que inaugurou a nova fase da história da cirurgia, a medicina antisséptica. O invento consistiu na pulverização de fenol (ácido fênico) no ambiente cirúrgico. Após a adoção do método, o número de mortes por infecções pós-operatórias reduziu-se drasticamente na Enfermaria Masculina de Glasgow, de 45% para 15%, entre 1865 e 1869. Alguns anos mais tarde, um jovem empresário americano utilizou a descoberta de Lister para desenvolver um antisséptico cirúrgico, que resolveu chamar de Listerine em homenagem ao notável cirurgião. O produto fez bastante sucesso em sua época, e se tornou popular, saindo das salas cirúrgicas para ser usado como antisséptico oral, vocação esta, que é explorada até os dias de hoje por seus fabricantes. • Robert Koch (1834-1910), que desenvolveu uma metodologia de trabalho (postulados de Koch) que estabeleceram as bases da Microbiologia moderna como ciência experimental estruturada e especializada. Analisou sangue de animais com carbúnculo (antraz) e observou a presença de uma bactéria de grandes dimensões, que supôs ser agente causador da doença. Isolou e a inoculou a bactéria em animais sadios, que desenvolveram a doença. Repetiu a experiência diversas vezes até que teve certeza de que tinha encontrado o agente etiológico do carbúnculo, o Bacillus anthracis. Com o mesmo método Koch descobriuos agentes etiológicos da cólera e da tuberculose, as bactérias Vibrio cholerae e Mycobacterium tuberculosis, respectivamente. Koch também produziu as primeiras microfotografias. Postulados de Koch: 1. O microrganismo específico deve estar presente em todos os casos de animais que sofrem da doença, mas não deve ser encontrado em animais saudáveis. 2. O microrganismo deve ser isolado e cultivado em cultura pura, em condições laboratoriais. 3. A cultura pura do microrganismo produzirá a mesma doença do animal original, quando inoculada em um animal susceptível saudável. 4. É possível re-isolar em cultura pura, o microrganismo do animal infectado experimentalmente. • Ilya Ilyich Mechnikov (1845-1916), que observou pela primeira vez a fagocitose de leucócitos, que “ingeriam” e destruíam bactérias presentes em um acúleo (vulgarmente chamado de espinho) de roseira que havia sido espetado deliberadamente na larva de uma estrela-do-mar. Inaugurou o conceito de imunologia celular, entretanto, suas teorias avançadas para a época, de que existiriam células especializadas na defesa dos organismos foram desprezadas por grandes microbiologistas do seu tempo, inclusive Pasteur. • Alexander Flemming (1881 - 1955), que descobriu agentes antimicrobianos como a lisozima e a penicilina: a primeira, ao observar que o muco de seu nariz era capaz de causar a morte de colônias de bactérias, e a segunda ao observar que colônias de fungos eram capazes de inviabilizar o crescimento bacteriano. Com as descobertas de Fleming iniciou-se a “era dos antibióticos” da medicina. Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 7 de 57 Para conhecer um pouco mais sobre a história da microbiologia e de ilustres pesquisadores brasileiros, recomendo a leitura do artigo: “A instituição da microbiologia e a história da saúde pública no Brasil” de Jaime Larry Benchimol, disponível em http://www.scielo.br/pdf/csc/v5n2/7096.pdf e “Evolução histórica do conceito de doença” de Leonidas Hegenberg, disponível em http://books.scielo.org/id/pdj2h/pdf/hegenberg-9788575412589-03.pdf Alguns eventos epidemiológicos que marcaram a história da humanidade: • Historiadores afirmam que o declínio do Império Romano, com Justiniano (565 AC), foi acelerado por epidemias de peste bubônica e varíola, que enfraqueceram o poder de Roma para se defender dos ataques de bárbaros. • Em 1346, a população da Europa, Norte da África e Oriente Médio era de cerca de 100 milhões de habitantes. Nesta época uma grande epidemia da peste se disseminou através da “rota da seda”, provocando grande número de mortes na Ásia e na Europa, onde dizimou pelo menos um quarto da população em poucos anos. • Em 1566, Maximiliano II da Alemanha reuniu um exército de 80.000 homens para enfrentar o Sultão Soliman da Hungria, mas a empreitada não surtiu efeito, já que o exército alemão foi dizimado por uma epidemia de tifo. • Novas epidemias da peste ocorreram nos séculos subseqüentes, sendo que entre 1720 e 1722, uma grande epidemia na França matou cerca de 60% da população de Marselha e de Toulon, 44% de Arles e 30% de Avignon. • Em 1812, o exército de Napoleão foi quase que completamente dizimado por tifo, disenteria e pneumonia, durante campanha de retirada de Moscou. • No ano seguinte, Napoleão havia recrutado um exército de 500.000 jovens soldados, que foram reduzidos a 170.000, sendo que apenas cerca de 105.000 mortes eram decorrentes das batalhas, enquanto que 220.000 decorrentes de doenças infecciosas. • Em 1892 ocorreu uma epidemia de peste na China, que se disseminou pela Índia, atingindo Bombaim em 1896, sendo responsável pela morte de cerca de 6 milhões de indivíduos, somente na Índia. • Mais recentemente, logo após a primeira guerra mundial, uma epidemia matou pelo menos 40 milhões de pessoas na Europa, na Ásia e nas Américas. A gripe espanhola é por isso http://www.scielo.br/pdf/csc/v5n2/7096.pdf http://books.scielo.org/id/pdj2h/pdf/hegenberg-9788575412589-03.pdf Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 8 de 57 considerada a pior epidemia da história da humanidade, e sua semelhança com a recente epidemia de gripe aviária (vírus H5N1) é muito preocupante. • Desde 1997, o homem vem sendo vítima de uma nova epidemia de gripe aviária, quando surgiu uma nova cepa do vírus, identificado pelo código H5N1. Essa nova gripe é fatal para muitas espécies de aves, domésticas e selvagens, e tem se alastrado entre diversos países, principalmente na Ásia e na Europa, primariamente pelas rotas de migração das aves. Cerca de 200 humanos já foram vitimados pela nova cepa viral, mas a epidemia se restringe até agora a pessoas que mantiveram contato com aves doentes. O receio é de que ocorram mutações no vírus que permitam a sua transmissão direta entre as pessoas. • Doenças como a Dengue, a Febre amarela, a Tuberculose e a Poliomielite reemergiram e voltaram a assombrar a humanidade após décadas de controle e doenças como o Ebola, o Sabiá e a SARS (Síndrome Respiratória Aguda Severa) emergem em diversos cantos do planeta e podem representar a próxima grande epidemia, que exterminará grande parte da população humana na Terra. • Gripe pandêmica H1N1 (gripe suína / Influenza A) surgiu no México em 2009, espalhando-se rapidamente pelo mundo todo. Segundo dados da OMS, o Brasil foi o país onde mais houve mortes naquele ano, por falta de estrutura de diagnóstico, tratamento e internação de pacientes, além da falta de estoques de medicamentos antivirais (Tamiflu) para tratar precocemente os acometidos e expostos à doença. Apesar dos números alarmantes em 2009, o país continua com estoques baixos de medicamentos, e pouco investiu em estrutura para diagnóstico e tratamento dos pacientes, além de equipamentos para a produção de vacinas. O resultado do descaso do governo é que em 2012, até julho já houve cerca de 200 mortes pela gripe, número considerado muito elevado pelos pesquisadores e cientistas, mas adequado para representantes do governo, como o Ministro da Saúde. Classificação dos microrganismos: Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 9 de 57 No século 18, Lineu propôs dividir os seres vivos em dois reinos: Animal e Vegetal, mas com o advento da microscopia ótica e relatos sobre a existência de pequenos seres vivos, Haeckel (1866) introduziu um terceiro reino, o Protista, que incluiria as algas unicelulares, os fungos, as bactérias e os protozoários. De lá para cá, a classificação taxonômica sistemática dos seres vivos sofreu diversas outras alterações e certamente sofrerá novas mudanças com o advento de novas tecnologias. Mais recentemente, Whittaker (1969) propôs a classificação dos seres vivos em 5 reinos, divididos principalmente pelas características morfólogicas e fisiológicas de seus membros: • Monera: Procariotos (eubactérias e arqueobactérias) • Protista: Eucariotos unicelulares (protozoários e algas) • Fungi: Eucariotos aclorofilados com parede celular (bolores, leveduras e cogumelos) • Plantae: Eucariotos clorofilados com parede celular (vegetais e algas pluricelulares) • Animalia: Eucariotos aclorofilados sem parede celular (animais) Anos mais tarde, Woese (1977) propôs um sistema de classificação baseado principalmente em aspectos evolutivos de diferentes organismos e na comparação de seu material genético, dividindo os seres em 3 domínios: Prokariota, Eukariota e Acytota. O domínio Prokariota é formado por indivíduos que não possuem o material genético organizado num núcleo celular bem definido (carioteca), são chamados procariontes, procariotas, ou procarióticos. Esse domínio é composto pelos reinos das bactérias e das archeas, que antes faziam parte do grande reino monera. O domínio Eukariota compreende os seres vivos que possuem um núcleo definido e organizado em uma carioteca formada pela membrana nuclear, que envolve seu materialgenético. Fazem parte desse domínio os microrganismos eucariontes, eucarióticos ou eucariotas como as algas (reino algi), os protozoários (reino protista) e os fungos (reino fungi), além dos organismos complexos multicelulares das plantas (reino plantae ou vegetal), dos animais (reino animália ou metazoa), e dos fungos pluricelulares (reino fungi). Além de microrganismos eucariontes e procariontes, a microbiologia também tem como alvo de estudo alguns seres “não vivos”, que por não possuírem células, não se enquadram nem em um, nem em outro desses domínios: o domínio Acytota (organismos acelulares) que compreende os vírus, viróides, virusóides e bacteriófagos (ou fagos). Ultimamente, outro elemento patogênico passou a ser alvo de estudo da microbiologia, o prion, que é uma proteína alterada com capacidade de “multiplicação”, e que está relacionado com o desenvolvimento de encefalopatias espungiformes como a “doença da vaca louca”, o “kuru”, a “Síndrome de Creuzfeldt Jacob”, “Síndrome de Gerstmann-Straussler-Schinker” e a “Insônia Familiar Fatal”. Na realidade, sabe-se que a mesma não se reproduz, mas serve de molde para a produção de novas cópias das partículas priônicas alteradas, causando morte de neurônios, degeneração neurológica e morte do paciente acometido. Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 10 de 57 Bactérias As bactérias são microrganismos unicelulares procariontes, ou seja, não possuem uma carioteca protegendo seu material genético. A maioria das bactérias é heterótrofa, ou seja, necessitam se alimentar de outros seres vivos. Mas dessas, muitas são saprófitas, obtendo nutrientes do meio ambiente e de matéria orgânica em decomposição. Outras são simbióticas, vivendo com seus hospedeiros, sem causar doenças. Existem até mesmo bactérias autótrofas, que obtém energia por meio da oxidação de compostos inorgânicos, como nitritos, amônio e sulfatos, ou por fotossíntese. Porém, entre as bactérias heterótrofas, algumas são parasitas extracelulares, que causam doenças quando infectam tecidos de seus hospedeiros (bactérias patogênicas), e outras, como as Clamídias e as Rickettsias, exercem parasitismo intracelular obrigatório. A maioria das bactérias é invisível ao olho nu, medindo de 0,2 micrometros, como o Mycoplasma pneumoniae a dois micra, como a Escherichia coli, entretanto, há bactérias maiores que podem medir até 800 micrometros, como a Thiomargarita namibiensis e há recentes relatos de bactérias que poderiam medir cerca de 0,05 micra (nanobactérias ou ultramicrobactérias). Um micrometro (micra) é um milésimo de milímetro (10-3mm) ou um milionésimo do metro (10-6m). As bactérias se reproduzem assexuadamente, por fissão binária simples, processo pelo qual uma célula se divide por mitose, gerando duas células filhas idênticas à original. Algumas bactérias, além de se reproduzir por mitose, podem formar esporos que germinam quando encontram um ambiente adequado. https://www.youtube.com/watch?v=T96t6KIP-3Q (0,2m) As bactérias são classificadas de acordo com suas formas: tipicamente podem ser esféricas, cilíndricas ou espiraladas (Ao lado) Diversidade das bactérias: A, Pseudomonas aeruginosa,(bastonete flagelado); B, Streptococcus aureos (esferas em cadeias); C, Spirillum volutans, (espiral flagelado); D, Chondromyces crocatus, (bastonete esporulado); E, Chroococcus, (cianobactérias encapsuladas). https://www.youtube.com/watch?v=T96t6KIP-3Q Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 11 de 57 As bactérias esféricas se chamam cocos (coccus), e podem apresentar-se isoladas ou em grupos: diplococos (b), estreptococos (a), estafilococos (e), tétrades (c) e “sarcinas” (d), dependendo do plano de divisão que utilizam quando se reproduzem. Diplococos estreptococos estafilococos Tétrades Sarcinas Neisseria gonorrhoeae - gonorreia Enterococcus faecalis – infecção hospitalar Streptococcus pneumoniae - pneumonias Streptococcus pyogenes – faringites Staphylococcus aureos - Síndrome de choque tóxico Staphylococcus epidemidis - endocardites Planococcus citri – doença em vegetais Micrococcus luetus – infecção hospitalar Sarcina ventriculi – úlcera gástrica Sarcina lutea – mau odor Alguns cocos podem ser ovalados, como os Enterococcus, ou formar arranjos riniformes, como a Neisseria gonorrhoeae (gonococo) e a Neisseria meningitidis (meningococo). Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 12 de 57 As bactérias cilíndricas, ou em forma de bastonetes, são os bacilos (bacillus), que podem se apresentar isolados ou em grupos: diplobacilos e estreptobacilos. Há também uma formação rara, tipicamente da espécie Corynebacterium, como o bacilo da difteria, em que as bactérias se agrupam em “forma de paliçada”. Bacilos isolados Escherichia coli – infecção urinária Diplobacilos Klebsiella rhinoscleromatis – rinoscleroma (doença que afeta nariz, faringe e outras partes das vias respiratórias, causando deformidades). Estreptobacilos Bacillus Anthracis – antraz e carbúnculo “Paliçada” Corynebacterium diphtheriae - difteria As extremidades dos bacilos podem variar de retas (Bacillus anthracis), arredondadas (Salmonella sp., Escherichia coli), ou afiladas (Fusobacterium sp.), e existem bacilos arredondados, os cocobacilos, como a Francisella sp. e a Brucella melitensis). Fusobacterium nucleatum – placa dentária Escherichia coli – infecção urinária Bacillus anthracis – antraz (carbúnculo) Francisella tularensis – tularemia (doença que causa lesões na pele, olhos, mucosas e pulmões) Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 13 de 57 As bactérias espiraladas se dividem em três grupos: vibriões, que são bactérias com forma de vírgula, espiroquetas, que são bactérias longas, finas, flexíveis e apresentam diversas espirais completas, como o Treponema pallidum, que causa a sífilis, e espirilos, que são mais curtos, largos, rígidos e geralmente apresentam poucas espirais ou uma espiral incompleta. • Obs. Alguns autores consideram os vibriões como bacilos, enquanto outros consideram como espiralados. Vibriões Espiroquetas Espirilos Vibrio cholerae- cólera Leptospira interrogans - leptospirose Treponema pallidum -sífilis Spirillus minus – febre da mordida do rato Há ainda formas intermediárias como os cocobacilos, formas pleomórficas, quando o microrganismo não tem uma morfologia padrão, como o Mycoplasma, e formas peculiares, como bactérias filamentosas, estreladas e retangulares. Estrela Stella humosa retângulo Haloarcula vallismortis filamentos Candidatus Savagella pleomórfica Mycoplasma pneumoniae - pneumonia Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 14 de 57 Citologia bacteriana – ultraestrutra, componentes externos, componentes internos e apêndices. Parede Celular – Está presente em todas as bactérias conhecidas, exceto nos micoplasmas. Por causa da sua rigidez é responsável pela manutenção da forma e pela resistência da bactéria contra a bacteriólise osmótica, permitindo que a pressão interna da bactéria possa variar de 2 a 10 atmosferas. A parede celular bacteriana é composta principalmente por uma substância chamada peptídeoglicano, peptoglicano, mucopeptídeo ou mureína, que nada mais é do que um polímero complexo formado por dois derivados de açúcares, a N-acetilglicosamina (NAG) e o ácido N-acetilmurâmico (NAM), unidos alternadamente e por peptídeos que se ligam ao NAM, produzindo uma extensa rede que envolve toda a bactéria. Teste de gram Em 1884, o microbiologista Christian Gram desenvolveu um método de coloração que permitiu melhor visualizar as bactérias, e fazer sua separação em dois gruposdistintos, as Gram positivas (roxas) e as Gram negativas (vermelhas). O esquema abaixo resume o método de Gram: Substância Tempo Gram + Gram - 1- Violeta gensiana 1 min Roxa Roxa 2- Lugol 30 Seg Roxa Roxa 3- Álcool 15 Seg (máximo) Roxa Incolor 4- Fuscina 30 Seg Roxa Vermelha Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 15 de 57 Essa diferença na coloração das bactérias após o uso do método de GRAM está diretamente relacionada à estrutura e à espessura da parede celular das mesmas. Nas bactérias Gram positivas o peptídeoglicano pode formar até 20 camadas sobrepostas, enquanto que em células Gram negativas a mureína forma apenas uma ou duas camadas. Além do peptídeoglicano, as paredes das bactérias Gram positivas apresentam ácido teicóico e ácido lipoteicóico, substâncias envolvidas no transporte de substâncias pela espessa parede e na adesão às superfícies, e que podem ser reconhecidos como antígenos pelo organismo infectado (PAMPs) Esquema ilustrando o espesso peptideoglicano de Gram+ Esquema da parede celular de organismos Gram- (Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of Microorganisms, 2003) Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 16 de 57 Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 17 de 57 Membrana externa - Nas bactérias gram negativas, a fina parede celular é recoberta por uma camada de composição lipoprotéica, semelhante à membrana celular, chamada membrana externa. Sua face interna é rica em pequenas lipoproteínas, denominadas lipoproteínas de Braun, que se ligam covalentemente ao peptideoglicano, ancorando a parede celular firmemente à membrana externa. A face externa da membrana externa é rica em lipopolissacarídeos (LPS), moléculas que agem como endotoxinas no organismo do hospedeiro, provocando febre, choque e eventualmente morte, mas que também servem como potentes antígenos, permitindo o reconhecimento desses microrganismos pelo sistema imunológico do organismo infectado (PAMPs). O LPS é uma molécula composta por 3 regiões distintas: um lipídeo A (endotoxina), um polissacarídeo central e uma cadeia polissacarídica lateral (antígeno O). Cápsula – É uma camada externa à parede celular, de material viscoso, de natureza principalmente polissacarídica e pouco proteica (polipeptídica), fortemente aderida à parede celular. Confere vantagens às bactérias que a possui: permite adesão às células do hospedeiro, dificulta a fagocitose, aumenta a resistência ao dessecamento, é fonte de nutrientes, fornece proteção contra a ancoragem de bacteriófagos e anticorpos. Quando a cápsula bacteriana é frouxa, fracamente aderida à parede celular, ela pode ser chamada de camada limosa. Cepas de Streptococcus pneumoniae encapsuladas frequentemente causam pneumonia, mas as cepas que não possuem cápsula não causam a doença. Isso se dá principalmente porque as bactérias sem cápsula são fagocitadas mais facilmente. O Streptococcus mutans, bactéria muito comum na cavidade oral, e considerada uma das maiores responsáveis pela conversão de açúcares em ácidos orgânicos que produzem a desmineralização dos dentes característicos das cáries dentais, possui cápsula, e por meio dela, fixa-se às superfícies dos dentes. Células capsuladas. Cápsula circundando a célula Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 18 de 57 Fímbrias - Muitas bactérias, principalmente as gram negativas, mas algumas gram positivas também, apresentam apêndices finos (3 a 10 nm), retos e curtos, denominados fímbrias. Geralmente estas são bastante numerosas, podendo atingir números de 1000 ou mais por célula. Como são muito pequenas e delgadas, somente podem ser visualizadas pela microscopia eletrônica. As fímbrias são de natureza protéica, compostas por subunidades de uma proteína denominada pilina. A função das fímbrias é permitir a adesão das bactérias à superfícies e às células do hospedeiro. Micrografia eletrônica de varredura de bacilos apresentando fímbrias Esquema ilustrando a organização estrutural de uma fímbria, assinalando a presença de moléculas do tipo adesina, situadas na extremidade da estrutura Pilus F - Muitas bactérias podem ainda apresentar outro tipo de apêndice, denominado pili, pilus F ou fímbria sexual, que exibe semelhanças estruturais com as fímbrias, mas com comprimento maior e menos rigidez que as fímbrias convencionais. Essa estrutura está relacionada com o processo de transferência de genes entre bactérias, denominado conjugação. O pili é mais comum em Gram negativas. Micrografia eletrônica colorizada, revelando a longa fímbria sexual (pilus F). Observar também a presença de fímbrias. Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 19 de 57 Matriz Citoplasmática (citoplasma) - É uma estrutura com consistência de gel, que compõe a parte interna da célula. O citoplasma bacteriano é composto por aproximadamente 70% de água, DNA cromossômico, inclusões (grânulos de armazenagem de nutrientes, por exemplo), organelas como ribossomos, proteínas e plasmídeos. Flagelos - Estruturas longas, delgadas e relativamente rígidas, compostos por uma proteína chamada flagelina, são responsáveis pela locomoção das bactérias em resposta a estímulos químicos (quimiotaxia), que pode ser a favor ou contra a origem do estímulo químico. Os flagelos somente podem ser visualizados por meio de colorações específicas, microscopia de campo escuro, ou por microscopia eletrônica. A flagelina pode ser reconhecida por monócitos/macrófagos, células dendríticas e células epiteliais do intestino, configurando assim, PAMPs. De acordo com o número e distribuição dos flagelos, as bactérias podem ser classificadas como: atríquias (sem flagelos), monotríquias (um único flagelo), anfitríquias (um flagelo em cada extremidade), lofotríquias (um tufo de flagelos em uma, ou ambas as extremidades) e peritríquias (apresentando flagelos ao longo de todo o corpo bacteriano). Bactéria monotríquia Bactéria anfitríquia Bactéria lofotríquia Bactéria lofotríquia Bactéria peritríquia Bactéria peritríquia Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 20 de 57 Membrana Citoplasmática ou Plasmática – É uma estrutura delgada, composta por uma bicamada fosfolipídica, entremeada de proteínas, que atua como barreira osmótica com permeabilidade seletiva, impedindo a passagem de algumas moléculas hidrossolúveis, mas permitindo a passagem de outras. A membrana das bactérias não apresenta esteroides; é sede de enzimas do metabolismo respiratório; controla a divisão bacteriana por meio dos mesossomos. Esquema da membrana citoplasmática bacteriana (Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of Microorganisms, 2003) Zona nuclear ou Nucleóide - Os procariotos são organismos haplóides, e geralmente apresentam um único cromossomo circular, não envolto por carioteca, que geralmente encontra-se enovelado, em uma região celular denominada nucleóide Mesossomos – São extensões da membrana da bactéria, que se projetam para o interior do citoplasma, geralmente próximos da membrana (periféricos), mas em certos casos pode chegar até o centro do citoplasma (mesossomos centrais). Essa estrutura em forma de túbulo/saco acumula enzimas e parece ter função de produzir energia para a bactéria, ou seja, função respiratória. Os mesossomos centrais estão relacionados à replicação do DNA e divisão da bactéria, além de poder atuar na secreção de substâncias para o meio externo, como as exoenzimas. Alguns autores afirmam que essa estrutura, o mesossomo, na realidade não existe, e que sua presença seria obra de artefatos produzidos durante as técnicas de preparo de lâminas para observação em microscópio. Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni- 4/8/2021 Página 21 de 57 Plasmídeos - Várias bactérias apresentam outras moléculas circulares de DNA, além do cromossomo principal, denominadas plasmídeos. Os plasmídeos geralmente contêm genes com características adaptativas, por exemplo, genes que conferem resistência à antibióticos. Tais plasmídeos podem ser compartilhados por meio de conjugação, através do pili sexual. Alguns plasmídeos codificam fatores de virulência, como na cepa O157:H7 de Escherichia coli, que permite ao bacilo causar hemólise e falência múltipla de órgãos no hospedeiro. O próprio plasmídeo que codifica o pili sexual pode ser transferido por conjugação, permitindo à bactéria receptora que passe a fazer conjugação com outras. Fragmentos do DNA principal de uma bactéria doadora também pode ser incorporado por uma bactéria receptora por meio de um processo chamado transformação ou por um processo chamado transdução (por meio de fagos), o que favorece mutações genéticas e transferência de fatores de virulência entre bactérias. Frederick Griffith, em 1928, publicou um experimento que fez com cepas muito virulentas de Streptococcus pneumoniae, e constatou que essa virulência exacerbada, potencialmente fatal em ratos, se dava pela presença de cápsula na bactéria. Inoculando cepas da mesma bactéria, mas sem cápsula, notou que os ratos sobreviviam, já que a bactéria era pouco virulenta. Quando inoculava a cepa virulenta, capsulada, os ratos morriam. Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 22 de 57 Ao inocular cepas virulentas, capsuladas, mas previamente mortas por calor, os ratos sobreviviam, demonstrando que não era a cápsula em si que causava a doença, mas sim, a presença de bactérias capsuladas vivas. Ao inocular bactérias vivas pouco virulentas, ou seja, sem cápsula, junto com bactérias capsuladas mortas, o pesquisador constatou que os ratos também adoeciam e morriam. Para sua surpresa, a necropsia do rato demonstrava que havia bactérias capsuladas, muito virulentas, vivas no sangue dos ratos mortos. Isso demonstrava que esse fator de virulência da bactéria morta, a cápsula, estava sendo incorporado nas bactérias vivas, que eram originalmente eram pouco virulentas, mas depois de incorporar o plasmídeo das bactérias capsuladas que estavam mortas, havia se transformado em uma cepa capsulada, com a mesma virulência que as bactérias capsuladas do experimento anterior. A esse processo de transmissão de plasmídeos, de bactérias vivas incorporando matéria genético do ambiente, proveniente de bactérias mortas, Griffith chamou de transformação. Na transdução o DNA bacteriano fragmentado ou plasmídeos da bactéria infectada, podem ser incorporados a vírus (bacteriófagos) que ao infectar outras bactérias, transfere esse material genético, que passa a ser utilizado por elas. Ribossomos – Os ribossomos bacterianos, apesar de ter a mesma função que os ribossomos de qualquer outro ser vivo, ou seja, traduzir as fitas de RNA mensageiro e com isso produzir as proteínas, tem uma estrutura diferente do ribossomo de uma célula eucariótica, e isso torna essa estrutura muito útil como alvo de vários antibióticos, que atuam na bactéria, impedindo a síntese de proteínas bacterianas, mas não prejudicam a atividade dos ribossomos humanos, conferindo mais segurança ao medicamento. Endosporos ou esporos bacterianos – São estruturas arredondadas, frequentemente ovais, parede espessa, com função de “latência”, e que possuem altíssima resistência ao calor, radiações, desinfetantes e desidratação. Esporos bacterianos são produzidos quando bactérias dos gêneros Bacillus, Clostridium, Sporolactobacillus, Desulfomatuculum ou Thermoactinomyces se encontram em condições inadequadas ou desfavoráveis, como ambiente com pouca umidade e nutrientes, garantindo com isso a manutenção de seu material genético e de sua sobrevivência. A esporulação geralmente inicia-se em decorrência de alguma carência nutricional, sendo um evento complexo e demorado, envolvendo mais de 200 genes, sete estágios e cerca de 10 horas para acontecer em algumas espécies. A enorme resistência dos esporos parece estar relacionada com a presença de um composto denominado ácido dipicolínico, que se associa a íons cálcio originando o dipicolinato de cálcio, que estabiliza os ácidos nucléicos. O cerne do esporo também contém enzimas, RNA e minerais, como cálcio, potássio, magnésio, manganês e fósforo. Envolvendo o protoplasto, há um córtex composto por uma substância similar ao peptideoglicano das paredes das células vegetativas e uma capa que corresponde a aproximadamente 50 por cento do volume do esporo, composta principalmente por proteínas, carboidratos, lipídeos e fósforo. Quando o esporo está em condições favoráveis de temperatura, pH, umidade e nutrientes, ocorrerá o processo de germinação, em que o endósporo originará novamente a célula vegetativa. Este processo pode ser subdividido em 3 estágios: Ativação, Germinação e Crescimento. Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 23 de 57 https://www.youtube.com/watch?v=Oe_AO1kQ8y8 (0.30m) https://www.youtube.com/watch?v=NAcowliknPs (1.30m) https://www.youtube.com/watch?v=NdQAW0c8j8g (6m) https://www.youtube.com/watch?v=V5Qap7U7UZQ (0.30m) https://www.nationalgeographicbrasil.com/animais/2017/10/antraz-pode-ter-matado-100-hipopotamos- na-namibia http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2016/08/derretimento-de-solo-congelado-expoe-ameaca- de-virus-e-bacterias.html https://www.youtube.com/watch?v=Oe_AO1kQ8y8 https://www.youtube.com/watch?v=NAcowliknPs https://www.youtube.com/watch?v=NdQAW0c8j8g https://www.youtube.com/watch?v=V5Qap7U7UZQ https://www.nationalgeographicbrasil.com/animais/2017/10/antraz-pode-ter-matado-100-hipopotamos-na-namibia https://www.nationalgeographicbrasil.com/animais/2017/10/antraz-pode-ter-matado-100-hipopotamos-na-namibia http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2016/08/derretimento-de-solo-congelado-expoe-ameaca-de-virus-e-bacterias.html http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2016/08/derretimento-de-solo-congelado-expoe-ameaca-de-virus-e-bacterias.html Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 24 de 57 Fatores de virulência Algumas bactérias desenvolveram estratégias e componentes que as dão alguma vantagem sobre outras bactérias e sobretudo sobre seus hospedeiros. Algumas dessas características são próprias de suas espécies, enquanto outras, podem aparecer apenas em determinadas cepas, mas não em outras bactérias de uma mesma espécie. Além disso, alguns fatores de virulência podem ser transmitidos para outras bactérias (mesmo de outras espécies) por meio de plasmídeos. Existem bactérias que desenvolveram moléculas como fímbrias, ácido teicóico, ácido lipoteicóico e adesinas que favorecem sua adesão ao tecido do hospedeiro, facilitando sua colonização. Há bactérias que produzem cápsula, que também fornecem à bactéria capacidade de fixação à outras células e superfícies, diminuem a resposta do sistema imune do hospedeiro, dificulta a fixação de proteínas do sistema complemento e de anticorpos, além de dificultar a fagocitose. Algumas bactérias produzem exotoxinas que podem causar danos ao hospedeiro, como as toxinas tetânica, eritrogênica, botulínica, estreptoquinase e estreptolisina. Tem bactérias que produzem endotoxinas como o lipopolissacarídeo (LPS) das bactérias Gram negativas, que tem a capacidade de causar uma resposta inflamatória severa com intensa ativação do sistema complemento, degranulação de mastócitos (inflamação), ativação plaquetária, secreção de citocinas como IL-1, IL-6 e TNF, causando coagulação intravascular disseminada, característicos do choque séptico. Além disso, algumas bactérias expressam proteínas que podem ser “confundidas” com auto- antígenos, causando reações autoimunes como na febre reumática pós-estreptocócica(S. pyogenes) e no diabetes mellitus tipo I. PAMPs, do inglês Pathogen-associated molecular pattern, são moléculas de microrganismos, que podem ser reconhecidas pelas células do sistema imune inato, denunciando ao organismo que está havendo uma invasão por esses microrganismos. Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 25 de 57 Exemplos de PAMPs: Lipopolissacarídeos (LPS) de bactérias gram-negativas que podem ser reconhecidos por monócitos/macrófagos, células dendríticas, células epiteliais do intestino, linfócitos B e mastócitos. Ácido teicóico e lipoteicóico, glicopeptídeos, lipopeptídeos e lipoproteínas de bactérias que podem ser reconhecidos por monócitos/macrófagos, células dendríticas e mastócitos. RNA de vírus e DNA de bactérias que podem ser reconhecidos por monócitos/macrófagos, células dendríticas, linfócitos B e mastócitos. Flagelina de bactérias que se movimentam pode ser reconhecida por monócitos/macrófagos, células dendríticas e células epiteliais do intestino. Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 26 de 57 Exemplos de bactérias que causam doenças Cocos: • Streptococcus: podem causar cárie, doenças respiratórias (pneumonias), infecções purulentas, placa bacteriana na gengiva, dor de garganta (amigdalite e faringite purulentas – 90%), Fascite necrosante e febre pueperal. • Staphylococcus: Presentes em cerca de 30% dos adultos (nariz e pele): Causam amidalites, sinusites, abscessos dentários, furúnculos, septicemia, bacteremia, otites, pneumonia, conjuntivites, síndrome do choque tóxico, diarreia e vômitos, infecção hospitalar e antraz, um conjunto de furúnculos (não confundir com o antraz causado pelo bacilo anthracis que pode ser fatal). • Diplococos: Placa dental e gengival, gonorréia e meningites. • Cocos isolados: otitis • Tétrades: infecções hospitalares, úlcera gástrica. • Sarcinas: infecção respiratória, urinária, gastrintestinal e septicemia, infecções hospitalares. Bacilos: • Lactobacilos: podem causar cárie dental. • Bacillus anthracis: causa o carbúnculo ou antraz, uma doença grave que pode matar em poucos dias, não confundir com o antraz que pode ser causado por estafilococos, que é apenas um conjunto de furúnculos, e que apesar do nome igual, normalmente não é fatal. • Fusobacterium: produzem mal hálito (ácido butírico, mercaptana, sulfito de hidrogênio e amônia). • E. coli – 90% das infecções urinárias, diarréia em lactentes, algumas cepas são fatais. • Shiguella: diarreia • Salmonella: diarreia • Psudomonas: infecção hospitalar • Mycobacterium: lepra e tuberculose • Clostridium: tétano, botulismo e gangrena • Propionibacteria: acne. Espiroquetas: leptospirose, sífilis e lyme (borrelias) Espirilos: podem causar diarreia e “doença da mordida do rato” (febre, dor, diarreia, náusea e vômito). Vibriões: cólera Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 27 de 57 Algumas das principais doenças causadas por bactérias. Tuberculose: causada pelo bacilo gram positivo aeróbio Mycobacterium tuberculosis, que frequentemente ataca os pulmões causando tosse persistente, emagrecimento, febre, fadiga e hemoptise (escarro com sangue). O tratamento é feito com antibióticos e medidas preventivas incluem vacinação e saneamento ambiental. É também chamado de Bacilo de Koch, em homenagem a Robert Koch, que foi quem primeiro descreveu a bactéria. Hanseníase (lepra): transmitida pelo bacilo de Hansen (Mycobacterium leprae), aeróbio gram positivo, que causa lesões e insensibilidade na pele e mucosas. O tratamento é feito com antibioticoterapia. Difteria (crupe): é causada pelo Corynebacterium diphteriae, um bacilo aeróbio gram positivo, cuja infecção pela via respiratória, permite que as bactérias alojem-se na garganta e nas tonsilas (amígdalas). A lesão resultante forma pseudomembranas, por causa da ação da toxina diftérica sobre as células do hospedeiro. A doença dificulta a passagem de ar, podendo causar asfixia, dor, febre, dificuldade de falar e engolir. O tratamento envolve antibiotioterapia e a prevenção com vacina. Coqueluche: doença que causa tosse persistente (tosse comprida), causada pelo cocobacilo gram negativo Bordetella pertussis. O tratamento consiste em antibioticoterapia e antitussígenos para aliviar a tosse. A prevenção pode ser feita com vacina. Pneumonia por pneumococo: frequentemente provocada pelo anaeróbio facultativo gram positivo Streptococcus pneumoniae, que ataca o pulmão, produzindo febre alta, dor no peito e nas costas, e tosse com expectoração (catarro). Tratamento é feito com antibióticos e a prevenção com vacina. Apesar do nome streptococcus (coco em fita), o pneumococo frequentemente apresenta-se em arranjos duplos (diplococo) e às vezes em cadeias bem curtas, (normalmente até vinte bactérias). Pneumonia pode ser causada por uma série de outras bactérias, vírus e fungos. Leptospirose: causada pela espiroqueta gram-negativa, aeróbica obrigatória, Leptospira interrogans. É transmitida pela urina de ratos, cães e outros animais, quando contaminam a água, alimentos ou objetos que o hospedeiro entra em contato. A doença gera febre alta, calafrios, dores de cabeça e dores musculares e articulares. Tratamento com antibióticos. Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 28 de 57 Escarlatina: provocada pelo anaeróbio facultativo Streptococcus pyogenes ou estreptococo A beta hemolítico. Causa faringite, amidalite, dor de garganta, produção de pus, saliências na língua, febre, dores musculares, náuseas e vômitos. Posteriormente surgem erupções na pele e manchas vermelho-escarlates, o que deu o nome à escarlatina. Tratamento é feito com antibióticos. Alguns pacientes não desenvolvem o quadro clínico completo, restringindo-se à faringite ou amidalite. A bactéria pode também produzir fasciite necrosante, impetigo, erisipela e otite. Tétano: produzido pelo bacilo anaeróbio obrigatório, gram-positivo, formador de endósporos Clostridium tetani, que ao penetrar no organismo por lesões na pele, seus esporos germinam e podem colonizar o hospedeiro produzindo a toxina tetânica, que causa dor de cabeça, febre e paralisia espástica com contrações musculares intensas (tetania), rigidez na nuca e mandíbula e sorriso sardônico (contratura da musculatura da face, principalmente boca, dando a aparência de um sorriso “demoníaco”, também chamado trismo). Alguns casos evoluem para a morte do paciente, principalmente por asfixia. A vacinação é usada na sua prevenção e o uso de soro antitetânico no tratamento da doença. Tracoma: inflamação da conjuntiva e da córnea que pode levar à cegueira, causada pelo cocobacilo gram negativo, aeróbio estrito, Chlamydia trachomatis. Tratamento com antibióticos. Diarreias e disenterias: Podem ser causadas por diversas bactérias, como Shigella, Salmonella, Escherichia coli e outros coliformes, Clostridium difficile., Yersinia enterocolitica, entre outros. Transmitidas pela ingestão de alimentos ou água contaminados. A prevenção é feita por meio de saneamento básico, higiene pessoal e no preparo de alimentos. O tratamento pode envolver o uso de antibióticos. Gonorreia (blenorragia): causada pelo gonococo (Neisseria gonorrhoeae), um diplococo riniforme, aeróbio estrito ou facultativo, gram negativo, transmitido por contato sexual. Causa dor, ardência e pus, principalmente ao urinar. O tratamento é a base de antibióticos. Febre tifoide: causada pelo bacilo gram negativo, anaeróbio facultativo, Salmonella typhi, que pode provocar úlceras intestinais, diarreia, cólica e febre. O tratamento é a base de antibióticos e a prevenção pode ser feita com vacinas, porém, a principal medida preventiva é a melhoria das condições sanitárias. Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 29 de 57Meningite meningocócica: causada pelo meningococo, a Neisseria meningitidis, um diplococo Gram negativo, aeróbio, transmitido por fontes de secreções (muco, saliva) como espirro, tosse ou mesmo pela fala, e pelo contato com alimentos ou objetos contendo tais secreções. Os sintomas principais são febre alta, náuseas, vômitos e rigidez dos músculos da nuca. Se não for tratado prontamente com antibióticos, o paciente pode morrer ou desenvolver sequelas permanentes, como falta de equilíbrio, dificuldade motora, cegueira, surdez, incapacidade intelectual e de memória, além de alterações de comportamento e doenças psicquiátricas. Sífilis: provocada pela espiroqueta gram negativa, anaeróbia facultativa, Treponema pallidum. Sua transmissão é geralmente por contato sexual (ou horizontal da mãe para o feto, pela placenta). A infecção primária produz uma ferida de bordas endurecidas e tipicamente indolor (o "cancro duro"), nos órgãos sexuais ou nas suas proximidades, que usualmente regride sem tratamento. Posteriormente, se não tratada com antibióticos, a infecção secundária compromete diversos órgãos, geralmente produzindo úlceras (erupções cutâneas) nos troncos e membros, otites, problemas renais, oftalmológicos e cardiovasculares, além de dores de coluna e na cabeça. A evolução da doença, a sífilis terciária, pode ocorrer tipicamente entre uma a dez anos após a infecção original, mas existem casos descritos em que essa fase levou 50 anos para se manifestar. Nesse estágio costuma ocorrer a formação de tumores amolecidos na pele e mucosas, em diversas partes do corpo, deformidade articular e complicações neurológicas, que incluem "paralisia geral progressiva", mudanças na personalidade e humor, alterações na contração pupilar durante teste com foco de luz, alterações de movimento, que resulta em marcha característica. Além disso, complicações cardiovasculares podem ocorrer, incluindo aortite, aneurisma de aorta, aneurisma do seio de Valsalva, e regurgitação aórtica, que podem levar à morte. O tratamento em todas as fases envolve o uso de antibióticos. Cólera: doença causada pelo vibrião anaeróbio facultativo, gram negativo, Vibrio cholerae (vibrião colérico), transmitido pela ingestão de água ou alimentos contaminados. A maioria dos pacientes apresenta apenas diarreia leve, mas as enterotoxinas da bactéria podem provocar em alguns pacientes sintomas gastrintestinais intensos como forte diarreia com fezes aquosas e esbranquiçadas como “água de arroz”, normalmente sem muco ou sangue, além de cólicas abdominais, náuseas e vômitos, e outros sintomas, como dores no corpo. O tratamento envolve reposição hidroeletrolítica e antibióticos. Peste bubônica (peste negra): causada pela Yersinia pestis, bacilo Gram negativo, aeróbio Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 30 de 57 facultativo. A transmissão ocorre por meio da picada da pulga do rato. A bactéria se instala nos linfonodos, que inchados se transformam em bubões. A infecção pode produzir hemorragias, pneumonia com tosse e expectoração intensa de escarro com sangue. No homem, o aerossol gerado pelos sintomas respiratórios pode ser outra importante fonte de infecção pelas vias aéreas. O tratamento evolve o uso de antibióticos e a prevenção no controle dos animais reservatórios (rato) e do vetor (pulga). Botulismo: causado pelo Clostridium botulinum, um bacilo, anaeróbio, gram positivo, formador de endósporo, que habita o solo e a água. Quando os endósporos do bacilo caem em ambiente adequado, com umidade e nutrientes, temperatura adequada e na ausência de oxigênio, a bactéria germina e inicia a produção da toxina botulínica, uma neurotoxina que provoca paralisia flácida frequentemente fatal. Pela característica da anaerobiose, as fontes de toxinfecção mais comum são os alimentos enlatados, como leguminosas, palmito e oleaginosas, peixes frescos ou defumados embalados a vácuo e embutidos, como salames, mortadelas e salsichas. O tratamento dependendo da intensidade de sintomas pode envolver o uso de soro anti-botulínico. A prevenção se dá pelo cozimento de alimentos por pelo menos 20 minutos para inativar a toxina e destruir as formas germinadas da bactéria. Tifo: causado pela Rickettsia prowazekii, um bacilo aeróbio, gram negativo, parasita intracelular obrigatório. O tifo não deve ser confundido com febre tifoide, causada por uma salmonela. O tifo é transmitido pelas fezes dos piolhos, que contém a bactéria que penetra pela lesão causada pela picada. Os humanos são os únicos hospedeiros da bactéria. A doença produz sintomas como cefaleia, febre, fraqueza e erupções cutâneas. O tratamento é a base de antibióticos. Febre maculosa: causada pela Rickettsia rickettsii, um cocobacilo intracelular, aeróbio gram negativo. A doença é transmitida pelo carrapato e o reservatório são mamíferos diversos, como a capivara, veados, anta, entre outros. Os sintomas mais importantes são febres, cefaleia intensa, erupções cutâneas, distúrbios gastrointestinais, diarreia e vômito. O tratamento é a base de antibióticos e a prevenção é a utilização de roupas adequadas para evitar o contato com o carrapato, evitar áreas onde haja infestação por carrapatos e o uso de acaricidas, além da remoção de folhas e mato alto para reduzir a densidade populacional do carrapato. Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 31 de 57 Nutrição e crescimento bacteriano Nos procariotos contendo parede celular os processos de nutrição ocorrem através da absorção dos nutientes do ambiente externo. Entretanto, devido às diferenças estruturais da parede celular dos organismos Gram positivos e Gram negativos, este processo apresenta pequenas diferenças nestes dois grupos: Gram positivos: Estas bactérias sintetizam exoenzimas, que são liberadas no microambiente onde a bactéria se encontra, com intenção de clivar (quebrar) moléculas grandes de nutrientes, que são então, internalizados por difusão simples ou por meio de proteínas transportadoras que permitem ocorrer transporte ativo ou difusão facilitada. Gram negativos: Essas bactérias apresentam porinas associadas à membrana externa, que produzem um canal de cerca de 1 nm de diâmetro, as quais permitem a passagem de moléculas hidrofílicas pequenas (baixo peso molecular). Depois que essas moléculas atravessam a membrana externa, elas também são internalizadas ou por meio de difusão simples ou por meio de proteínas transportadoras (transporte ativo ou difusão facilitada), igual as bactérias gram positivas. Tanto nas Gram positivas quanto nas gram negativas, ao chegar à face externa da membrana celular, que apresenta permeabilidade seletiva e é lipídica, a maioria das moléculas hidrossolúveis é incapaz de atravessar a membrana, necessitando de mecanismos de transporte ativo ou de difusão facilitada para fazê-lo. A glicose, por exemplo, com ajuda de proteínas específicas consegue difundir-se pela membrana com velocidade 50 mil vezes maior do que pelo processo de simples difusão. A água tem a capacidade de passar livremente pela membrana pelo processo de osmose. Muitas moléculas lipossolúveis (ácidos graxos, álcoois, benzeno, etc.), são capazes de passar naturalmente pela membrana e entrar na célula por difusão passiva (difusão simples). Cultura de microrganismos: Cada microrganismo tem necessidades diferentes de determinados nutrientes para o máximo crescimento de suas colônias e a partir do conhecimento dos requerimentos nutricionais de cada espécie bacteriana, é possível criar meios de cultura adequados que permitem o crescimento microbiano in vitro. Em microbiologia, o termo crescimento refere-se a um aumento do número de células e não ao aumento das dimensões celulares, ou seja, se relaciona com o crescimento populacional. A taxa de crescimento bacteriano é a variação no número de células por unidade de tempo. O tempo de geraçãoé o intervalo de tempo necessário para que uma determinada célula se duplique. Esse valor muda para os diferentes organismos, podendo variar de 20 minutos para bactérias como a Escherichia coli e a Salmonella em condições ideais, para alguns dias, como o Bacilo de Koch, causador da tuberculose, e depende de fatores genéticos, nutricionais, temperatura, pH, pressão, presença ou ausência de substâncias e nutrientes, entre outros tantos fatores. Os meios de cultura líquidos consistem em caldos, que são meios aquosos adicionados de nutrientes. Os meios sólidos são obtidos com a adição de 1 a 2% de Agar, uma gelatina extraída de algas, ao caldo aquecido. A solução resultante normalmente é colocada numa Placa de Petri, onde solidifica depois de resfriada. Existem ainda os meios semi-sólidos, obtidos com quantidades baixas de Agar (até 0,5%), que proporciona ao meio uma consistência de gel. Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 32 de 57 Quando inoculadas em meio sólido, as bactérias formam aglomerados de células que são chamados de colônias. Ao isolar os indivíduos de uma colônia com o auxílio de uma alça de platina, (uma varinha com um arame curvo na ponta), é possível replicar os indivíduos da colônia e estudar características próprias daquela cepa (linhagem) específica. Cada indivíduo da amostra original, que formou uma colônia na placa de Petri, é chamado de Unidade Formadora de Colônia (UFC). Meios de cultura, sólidos ou líquidos, podem ser simples (ou básicos), enriquecidos, seletivos, diferenciais ou ao mesmo tempo seletivos e diferenciais. • Meios simples ou básicos são aqueles que permitem o crescimento de uma ampla variedade de microrganismos, sem satisfazer, contudo, qualquer exigência especifica. (Ex. Agar nutriente e caldo BHI – Brain Heart Infusion). • Meios enriquecidos são aqueles que proporcionam nutrientes adequados ao crescimento de microrganismos exigentes e/ou de crescimento lento. (Ex. Caldo com Tioglicolato para o crescimento de Clostridium perfringens). • Meios seletivos contêm substâncias que inibem o desenvolvimento de determinados grupos de microrganismos, permitindo, entretanto, o crescimento de outros. Por exemplo, caldos nutritivos com antibióticos podem selecionar cepas bacterianas que contenham genes de resistência contra a substância empregada, matando todas as outras cepas, ou ainda, um meio em que algum nutriente está ausente, como um determinado aminoácido essencial, por exemplo, que só permitiria o crescimento de microrganismos que sintetizassem o mesmo. • Meios diferenciais são os que permitem evidenciar características das cepas que estão se desenvolvendo, por exemplo, um meio de cultura contendo hemácias permite diferencias as colônias que causam hemólise das que não tem essa capacidade. Na parte esquerda da placa temos Agar eosina azul de metileno, um meio seletivo e diferencial, que inibe o crescimento de bactérias gram positivas e que deixa bactérias como a Escherichia coli com uma cor verde metálica. Na parte direita vemos o Ágar Macconkey, um meio diferencial, que contém lactose, um açúcar que algumas bactérias fermentam produzindo ácido lático, que torna as colônias rosas. Obs. Muitas bactérias presentes no organismo humano, por exemplo, na cavidade oral, são extremamente difíceis de se fazer crescer em meios de cultura convencionais, seja porque essas espécies necessitam de substâncias especiais para seu desenvolvimento, seja porque necessitam de uma atmosfera especial para sobreviver, como quantidades muito específicas de oxigênio e gás carbônico. Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 33 de 57 Medidas do crescimento microbiano O crescimento bacteriano pode ser medido por meio de técnicas como: • Contagem direta de células com um microscópio • Contagem de viáveis (contagem em placa), por meio da contagem de colônias que se formam a partir de uma amostra. • Massa de células: determina o número de células a partir da estimativa do peso seco ou úmido de uma cultura. • Turbidimetria: técnica que utiliza a turbidez do meio de cultura para estimar o número de células. • Número Mais Provável (NMP): Técnica que estima de forma estatística o número de células a partir de uma série de diluições e incubações dos meios de cultura inoculados. Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 34 de 57 Curva de crescimento bacteriano Analisando um sistema fechado, é possível confeccionar uma curva de crescimento bacteriano, ao acompanhar o número de células vivas ao longo do tempo. Esta curva, representada abaixo, apresenta 4 segmentos distintos, que correspondem a 4 etapas da vida da colônia: fase LAG (do inglês: demorar, retardar, atrasar, andar lentamente...), fase LOG ou exponencial, fase estacionária e fase de declínio ou de morte. • Na fase Lag não se reconhece um aumento significativo da população celular, pois as mesmas ainda estão se preparando para replicar, produzindo DNA, proteínas, enzimas e as organelas necessárias ao processo. Durante este período não se observa crescimento populacional, mas se percebe aumento na quantidade de proteínas, no peso seco e no tamanho das células. É a fase de taxa de crescimento zero por adaptação ao meio. • Na fase Log ou exponencial as células estão plenamente adaptadas, absorvendo nutrientes, sintetizando seus constituintes, crescendo e se reproduzindo de forma geométrica. A taxa de crescimento é positiva porque o número de células novas excede o de células mortas. • Na fase estacionária os nutrientes estão se tornando escassos e os produtos tóxicos provenientes do metabolismo celular se acumulam no meio de cultura. Nesta etapa não há crescimento da população, a taxa de crescimento é zero, pois o número de células novas é equivalente ao número de células que morrem. • Na fase de declínio ou de morte da colônia mais células estão em processo de morte do que em processo de replicação porque o microambiente se torna impróprio. Alguns nutrientes são escassos, enquanto metabólitos e produtos tóxicos são abundantes no meio de cultura, por isso, a taxa de crescimento é negativa. Obs. Na formação do biofilme oral (placa dental bacteriana), ocorre uma colonização inicial de bactérias que se aderem à película adquirida, e uma fase de adaptação, em que há quase nenhuma replicação celular, para que apenas 8 a 12 horas depois, ocorra a multiplicação das bactérias ali presentes. Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 35 de 57 Efeito dos fatores ambientais no crescimento bacteriano O crescimento dos microrganismos é muito influenciado pelas condições físicas e químicas do ambiente onde se encontram as UFC. Temperatura: É um dos principais fatores de influência ao crescimento bacteriano. Em temperaturas muito baixas a maioria dos organismos se torna inerte e a taxa de crescimento é zero. Com o aumento da temperatura, reações químicas e processos enzimáticos são favorecidos, permitindo que a taxa de crescimento seja positiva. Porém, quando a temperatura ultrapassa certos limites, ocorre desnaturação de proteínas e ácidos nucléicos, causando a morte celular. Tais limites determinam as temperaturas mínima e máxima para a sobrevivência de cada organismo. Após um descongelamento, algumas bactérias crescem de forma exponencial, como se estivessem despertando de um período de latência e quisessem garantir a sobrevivência da colônia, antes que a temperatura eventualmente volte a baixar. Em geral, os microrganismos suportam uma faixa bem ampla de temperatura, mas existe uma estreita faixa onde a taxa de crescimento é máxima, ou seja, onde a temperatura é ótima para o organismo. As temperaturas máxima, ótima e mínima constituem as “temperaturas cardeais” dos microrganismos. Deste modo, os microrganismos podem ser classificadas em 4 grupos, de acordocom a temperatura ótima de crescimento: psicrófilos (0 a 20°C, ótimo de aproximadamente 15°C, Ex. Flavobacterium), mesófilos (12 a 45°C, ótimo de 37°C, Ex. E. coli), termófilos (42 a 68°C, ótimo de 62°C, Ex. Thermococcus), e hipertermófilos (80 a 113°C, ótimo de 105°C, Ex. Pyrodictium brockii). Obs. Há microrganismos mesófilos considerados psicrotolerantes, cujo ótimo encontra-se entre 20 e 40°C, mas que sobrevivem muito bem a temperaturas tão baixas quanto 0°C. A refrigeração abaixo de 4°C diminui a deterioração de alimentos pela maioria das bactérias, mas em casos de armazenamento por longos períodos, essa temperatura não é suficientemente baixa para inviabilizar algumas colônias. Na realidade, nem mesmo o congelamento em refrigerador caseiro consegue conservar alimentos indefinidamente. Se o material suportar congelamento a temperatura de armazenamento ideal fica abaixo de 30°C negativos. Altas temperaturas são utilizadas para esterilização de materiais, mas muitas bactérias suportam altas temperaturas por um curto período. Por isso, o processo deve ser prolongado por vários minutos, inversamente proporcional à temperatura utilizada. Alimentos mantidos em temperaturas próximas a 40 graus, como em buffets de restaurantes, não só não inviabilizam a proliferação da maioria das bactérias, como também favorecem a replicação da maioria dos patógenos humanos. Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 36 de 57 pH: Nos mesmos moldes da temperatura, há microrganismos que suportam uma extensa faixa de pH, mas em geral, existem limites rígidos de tolerância, que se excedidos, inviabilizam o crescimento bacteriano e até causam a morte celular por desnaturação de proteínas e ácidos nucléicos. Em geral, a faixa de tolerância de pH da maioria das bactérias fica entre 5,4 e 8,5 e o pH ótimo, no qual a taxa de crescimento é máxima, fica em torno de 7 (bactérias neutrófilas), mas existem bactérias acidófilas que preferem pH de 0,1 a 5,4, como o Helicobacter pylori e bactérias alcalífilicas ou alcalinófilas, que preferem pH de 8,5 a 11,5, como o vibrião da cólera que possui taxa de crescimento ótima em pH 9. Obs. A aciduricidade é a capacidade de alguns microrganismos resistirem a ambientes mais ácidos. Por exemplo, o Streptococcus mutans é um importante agente etiológico na formação das cáries justamente porque tolera um ambiente mais ácido que muitas das demais bactérias com que compartilha a cavidade oral, e isso faz com que ele continue metabolizando açúcar mesmo quando o pH já está bem baixo, o que contribui para a produção de mais ácidos desmineralizantes. Essa aciduricidade do S. mutans está relacionado com a presença de uma proteína de membrana (F- ATPase) que é responsável por bombear os íons H+ para fora da célula bacteriana, mantendo o pH interno menos ácido que o pH externo. Tensão de O2: As bactérias podem ser classificadas de acordo com o tipo de atmosfera que preferem ou que toleram. • Aeróbios estritos (ou aeróbios obrigatórios) são aqueles que necessitam de oxigênio para sobreviver, como as Pseudomonas. (Necessitam de 18 a 21% de oxigênio) • Anaeróbios estritos (ou anaeróbios obrigatórios) são aqueles que não suportam oxigênio, como o Clostridium, o Nitrobacter e a Nitrosomona. (Suportam no máximo 0,5% de oxigênio) • Anaeróbios facultativos (ou aeróbios facultativos) são aqueles que utilizam oxigênio em seus processos metabólicos, mas também suportam condições em que a taxa de oxigênio é zero, como a Escherichia coli e o Staphylococcus spp. (Suportam de 0 a 21% de oxigênio) • Microaerófilos são bactérias que requerem concentrações baixas de O2 para sobreviver, mas quando a tensão de oxigênio é muito alta ou inexistente elas não sobrevivem, como a Campylobacter. (Necessitam no mínimo de 1%, mas sobrevivem apenas em concentrações menores que 5% de oxigênio) • Anaeróbios aerotolerantes são aquelas que toleram a presença de oxigênio, mas não o utilizam para seu metabolismo, como os Lactobacillus acidophillus. (Suportam até 21% de oxigênio) Obs. No corpo humano há regiões com maior ou menor presença de oxigênio, o que favorece ou desfavorece diferentes espécies bacterianas. Por exemplo, na cavidade oral ocorrem espécies que necessitam, que toleram pouco ou muito oxigênio e há também aquelas que não toleram quase nenhum oxigênio, mas nos intestinos a ausência de oxigênio favorece os anaeróbios. Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 37 de 57 Obs2. Algumas espécies bacterianas, como algumas campilobacter e flavobacterium, necessitam ou toleram concentrações elevadas de gás carbônico para se desenvolverem, sendo chamadas capnofílicas. Umidade/atividade da água: Todas as células metabolicamente ativas necessitam de água. A maioria das bactérias sobrevive poucas horas sem qualquer umidade, mas algumas espécies podem produzir endósporos, que permanecem viáveis por muitos anos nessa condição, até que encontre as condições ideais de atividade de água para “reviver”. Pressão osmótica: Grande parte dos microrganismos não suporta ambientes muito concentrados (com baixa atividade de água), porque perdem parte de sua água para o meio, por osmose, e se desidratam. Por esse motivo, desde a antiguidade o homem utiliza o efeito osmótico de substâncias como açúcar e sal para conservar alimentos, como compotas de frutas, geléias, uvas passas e frutas secas, bacalhau salgado e carne seca, e mais recentemente utilizamos técnicas de liofilização e desidratação de alimentos e medicamentos para a conservação dos mesmos. Por outro lado, ambientes com baixa concentração de solutos, como a água destilada, podem promover a entrada de grandes quantidades de água, podendo causar a ruptura da célula (lise osmótica). Microbiologia - Prof. Américo Focesi Pelicioni - 4/8/2021 Página 38 de 57 Fungos (bolores, cogumelos e leveduras) O Reino Fungi é dividido em cinco filos: Oomycota (fungos aquáticos); Zygomycota (fungos terestres); Ascomycota (trufas, bolores verdes, amarelos e vermelhos); Basidiomycota (cogumelos, ferrugens e carvões) e Deuteromycota (diversos fungos ainda não classificados nos outros filos) Geralmente se desenvolvem melhor em ambientes com pH baixo (ácido), em torno de 5 a 6. Necessitam de ambientes úmidos para proliferar, mas em ambientes secos alguns podem sobreviver ou esporular e permanecer viável por décadas. Fungos são extremamente sensíveis aos raios UV, por isso, proliferam melhor em locais escuros, abrigados da luz solar. O calor, em geral, favorece seu desenvolvimento, mas alguns proliferam em temperaturas abaixo de zero grau celsius. A maioria dos fungos é aeróbia obrigatória, mas algumas leveduras são anaeróbias facultativas. Alguns fungos são resistentes a ambientes hiperosmóticos, podendo crescer mesmo na presença de muito açúcar ou muito sal. São eucariotos, ou seja, possuem núcleo envolto por membrana nuclear (carioteca), possuem parede celular de quitina (N-glicosamina), um açúcar idêntico ao que compõe o exoesqueleto de artrópodes como a barata e a lagosta. Zymosan, um polissacarídeo de glicose presente na parede celular de alguns fungos pode ser reconhecido por monócitos/macrófagos, células dendríticas e mastócitos, sendo portanto, um PAMPs Fungos são heterótrofos, ou seja, dependem de nutrientes advindos de outros organismos para sobreviver: Alguns são parasitas de outros seres vivos, mas a maioria é saprófita, ou seja, decompõem organismos mortos ou sobrevivem de nutrientes disponíveis no solo e na água. Alguns fungos, as leveduras, são unicelulares, enquanto outros, as hifas (fungos filametosos), se organizam de forma pluricelular. O conjunto de hifas forma estruturas como os micélios (bolor) e os corpos frutíferos (cogumelos). LEVEDURAS - são fungos unicelulares ovais, esféricos ou alongados, que se reproduzem assexuadamente por brotamento
Compartilhar