Morfologia e Estrutura Bacteriana

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MICROBIOLOGIA 
MORFOLOGIA BACTERIANA 
Precisa saber as dimensões, formas, arranjos e estruturas. As bactérias são medidas em micrômeros, enquanto os vírus são angstrons. Bactérias são maiores.  
As formas básicas são:  
Conforme se divide, forma os arranjos. 
· Cocos  esféricas.  
· Duplas: diplococos. 
· Cadeia: estreptococos.  
· Grupos de 4: tetracocos.  
· Grupos de 8: sarcinas.  
· Cacho de uva: estafilococos.  
Estreptococos e estafilococos (2 gêneros). Se for como um colar, é estreptococos, se for como cachos de uva é possível ver que o gênero é estafilococos. Pela coloração de Gram é possível identificar a forma.  
 
· Bacilos bastonetes/cilíndricas. 
Podem ser duplos (diplobacilos) ou de cadeia (estreptobacilos). Há grandes diferenças nas dimensões das várias espécies de bacilos, pode haver 4 gêneros. Por exemplo dos gêneros: Clostridium sp. (grande), Pseudomonas sp., Bacillus sp. (grandes), Salmonella sp. Normalmente esses grandes apresentam-se em cadeias. 
 
· Espiraladas ou helicoidais vibrião, espirilo ou espiroqueta. Apresentam-se de forma isoladas, com diferenças no comprimento, número e amplitude dos espirais.  
Podem ser os bastonetes curtos com espiras cerradas, longos com uma série de encurvações ou bactérias curtas com espiras incompletas (vibriões).  
 
· É possível também encontrar bactérias em outros formatos na natureza, como: estrelas, quadradas... 
 
ESTRUTURA DA CÉLULA BACTERIANA 
As bactérias são procariotos, ou seja, sem carioteca, apenas com ribossomo e sem núcleo. O seu DNA é solto.  
· Estruturas externas à parede celular: glicocálice (cápsula), flagelos, filamentos axiais e fímbrias ou pili.  
· Estruturas internas à parede celular: membrana plasmática, citoplasma, nucleóide e plasmídeos (fragmento de DNA), cromossomo, ribossomos e endósporos.  
· Parede celular: principal estrutura que diferencia as células bacterianas.  
  CÉLULA BACTERIANA COMPLETA.  Toda bactéria irá possuir citoplasma, ribossomos, parede celular, membrana citoplasmática e material genético.  
· A parede celular é uma estrutura complexa e semirrígida, com várias funções (dar forma, proteger de condições adversas, evitar a ruptura da bactéria, contribui para a capacidade de causar doenças (como por exemplo, as Gram-positivas possuem ácidos tricóicos que possuem fator de virulência e as Gram-negativas possuem as endotoxinas que também é um fator de virulência - fator de virulência é tudo aquilo que a bactéria faz ou produz para ser capaz de causar uma patogenia/doença. A endotoxina está internamente e contribui para o processo inflamatório (responsável por causar a doença). A pilé facilita para ela invadir as células e causar doença, a cápsula vai servir para evitar a fagocitose (mais virulenta, mais resistente). também é um sítio de ação de vários antibióticos, pois há antibióticos que agem justamente para destruir a parede celular e consequentemente essa bactéria a lise (quebra)/morte. Alguns antibióticos não conseguem ultrapassar as Gram-negativas que possuem a membrana externa (uma barreira).  
· Composição química da parede celular:  
Peptideoglicano ou mureína  rede de dissacarídeos e polipeptídios.  
 
Christian Gram: coloração Gram divide em dois grupos de acordo com a parede celular. Gênero maiúsculo, espécie minúsculo (itálico).  
Há bactérias que possuem sorovar (sorotiopos diferentes) dentro daquele gênero, espécie são sorovários ou sorotipos diferentes que através da fórmula antigênica (fórmula que está na parede celular da bactéria - capacidade de produzir cápsula, fimbria, flagelo...) a Salmonella é um exemplo. Com Letra maiúsculo e não em itálico.  
Gram-positivas – Listeria monocytogenes. 
Gram-negativas – Salmonella enterica. 
A Parede Celular De G+
Formada por peptideoglicano (muitas camadas): 50%  
 A parede celular está em laranja de G+ e tudo em rosa é a membrana citoplasmática da bactéria. A membrana citoplasmática fica aderida na parede.
 Há os ácidos lipotricóicos e os ácidos tricóicos que servem de canais de transporte que fazem ligação com a membrana citoplasmática.  
A Parede Celular De G-  
  
A parede celular é menor, é mais específica, mais detalhada. O peptideoglicano (uma ou poucas camadas), são mais complexas. A membrana externa é de lipoproteínas + lipopolissacarídeos (LPS) + fosfolipídios + porinas. O espaço Peri plasmática é de peptideoglicano e enzimas e proteínas de transposte e não contém ácidos teicóicos e lipotricoides. Endotoxina está na membrana externa. Nem sempre toda bactéria G- é patogênica, pois mesmo com a endotoxina as vezes não produz a doença, pois não há o extravasamento que faz sair a endotoxina. Há o antígeno O, que faz parte da lipopolissacarídeos.  
  
A maioria dos bacilos são G-.  
Todo o bacilo é G-. O clostrideo não. 
Todo coco é G+.  
A Função Da Membrana Externa:  
Evasão das defesas do hospedeiro.
Barreira para certos antibióticos, enzimas digestivas, detergentes, metais pesados, sais biliares e certos corantes.
Passagem de nucleotídeos, dissacarídeos, peptídeos, aminoácidos, vitamina B12 e Fe .
Fixação de vírus e substâncias nocivas.
Evitar a perda de enzimas Peri plasmáticas. 
· Paredes celulares atípicas: 
Sem parede celular: Mycoplasma (a identificação e o tratamento para essa bactéria são diferentes – o antibiótico vai agir em outra estrutura da bactéria) 
Arque bactérias: sem peptideoglicano (pseudomureína - possui uma pseudo peptideoglicano, uma pseudo parede celular). 
· Dano à parede celular: 
Drogas antimicrobianas: síntese da parede celular (na síntese da peptideoglicana) 
Lisozima: hidrolisa ligações entre açúcares na formação da parede 
Estruturas Internas À Parede Celular 
Basicamente toda bactéria possui.  
· Membrana plasmática:  
Primeira camada depois da parede celular.  
Nem toda bactéria que está morta vai ter a lise.  
Composição química: fosfolipídios e proteínas. 
Estrutura: muito finas (5 a 10 nm). Com camada dupla de fosfolipídios (40%), com proteínas periféricas e integrais (60%) que fazem a troca de materiais e da origem ao modelo mosaico fluido, todo o material que tem dentro da célula, está em um ambiente menos concentrado, há a troca de matérias. Modelo do mosaico: movimento das moléculas de fosfolipídios e proteínas. E sítio de ação de antimicrobianos: álcoois, amônia quaternária, polimíticas.  
 
 
A membrana tem a principal função de buscar o equilíbrio, coloca para fora o que não precisa e deixa dentro dela o que é necessário.  
Ajuda no transporte de solutos: proteínas de transporte de membrana.  
Transporte ativo: contra um gradiente de concentração e envolve gasto de energia.  
Transporte passivo: a favor de um gradiente, sem gasto de energia.  
Ou seja, barreira altamente seletiva, impedindo a passagem de moléculas e íons, possibilitando a concentração de metabólitos específicos dentro da célula. Principal função da membrana plasmática.  
 
A membrana citoplasmática também tem a função de excreção de substâncias inúteis para a célula, digestão de nutrientes e produção de energia, biossíntese: ocorre a síntese de várias enzimas e de outras macromoléculas componentes da estrutura externa a célula. E ajuda na secreção, ou seja, secreta enzimas hidrolíticas que vão romper as macromoléculas do meio, a bactéria possui vários genes para produção de enzimas, mas só vai produzir essas enzimas quando necessário.  
Componentes Citoplasmáticos 
O citoplasma é uma solução aquosa limitada pela membrana plasmática.  
Imersos no citoplasma existem partículas insolúveis, algumas essenciais (ribossomos) e outras encontradas apenas em um grupo de bactérias, nos quais exercem funções especializadas (grânulos e vacúolos gasosos).  
· Ribossomos: são responsáveis pela síntese proteica, compostos de RNA (60%) e proteína (40%). Todas as bactérias possuem.  
· Grânulos: são visualizados utilizando-se colorações especiais e microscópio óptico. Tem como função armazenas substância de reserva e subunidades de macromoléculas para compor outras estruturas celulares. Nem toda bactéria possui.  
· Vacúolos gasosos: encontradosno citoplasma de organismos que vivem flutuando em lagos ou mares. Nem toda bactéria possui. Bolsas de gás, são aquelas que vivem principalmente em lagos e mares, para que elas fiquem flutuando.  
· Área nuclear: sem carioteca, não tem uma membrana nuclear. É o nucleóide procarionte ou DNA bacteriano, consiste em um cromossomo único circular.  
· Cromossomo: estrutura interna das células que fisicamente carrega a informação hereditária de uma geração para a outra. Formado de DNA + proteína. Contém todas as informações necessárias à sobrevivência e a autoduplicação da célula. Pode ocorrer alteração do cromossomo apenas quando ocorrer na mutação. Tem informações se produz ou não esporos, formato... 
· Plasmídeos: são moléculas de DN de dupla fita circular, que existem no citoplasma bacteriano, menores que o cromossomo. Carregam uma informação a mais para a bactéria. Não é essencial, evidencia nas bactérias que possuem uma vantagem à elas, ou seja, não determinam características essenciais. Carrega genes de resistência à antibióticos, nesse caso, diferente do cromossomo que quando possui passa para a célula filha, no plasmídeo, não precisa estar reproduzindo para passar, independe da reprodução, pode ser transferido de um gênero para o outro, entre os gêneros, é um fragmento de DNA que a bactéria pode adquirir ou perder a qualquer momento.  São capazes de se autoduplicarem independentemente da replicação cromossômica e podem existir em número variável. Por exemplo: fatores sexuais – F e fator de resistência - plasmídeo R, carrega os genes de resistência. 
 
· Endósporos (forma parada, inerte), esporos: São estruturas formadas por algumas bactérias G+, especialmente do gênero Clostridium e Bacillus. Ocorre quando a bactéria é privada de água ou nutrientes essenciais. É uma resposta a uma situação desagradável do meio ambiente. São altamente resistentes aos agentes químicos e físicos. O endósporo bacteriano é uma forma da bactéria se proteger diante de uma condição adversa, pode se manter viável por anos na natureza. Um exemplo é o Clostridium tetani, consegue ficar na forma do endósporo. O endósporo ocorre: quando está na natureza, ele está privado de nutrientes, ele replica o seu DNA, nesse caso não está se reproduzindo pois não forma células iguais, nesse caso, forma uma invaginação no citoplasma e na parede celular e vai isolar a porção cópia de DNA, isso é um esporo pré-formado. Vai formando uma capa de cálcio ao redor dele que serve de revestimento para deixar resistente, é completamente desidratado, tem apenas essa membrana com capa de cálcio e o seu material genético. Quando está totalmente formado a célula bactéria libera esse endósporo protegido e acaba morrendo. Pode viver por anos até achar uma condição necessária para voltar a forma vegetativa (se multiplicando, causando a doença). Ambientes agradáveis: organismos dos animais. Ele penetra através de uma perfuração, qualquer coisa que faz com que ele consiga entrar no organismo. Precisa de uma temperatura perfeita de 37°C, nutrientes... quando consegue, rompe a capa de cálcio, fazendo com que o metabolismo volte a ser ativo. 
Mecanismo de resistência
Forma vegetativa é morta com uma temperatura em torno de 70°C. Os endósporos conseguem sobreviver horas em água fervente. Essa resistência ao calor está associada ao grau de desidratação do esporo e pela camada de cálcio, também tornam mais resistentes a substâncias químicas. 
Espécies formadoras de esporos importantes na veterinária: Bacillus anthracis, Clostridium tetani e Clostridium perfrigens.
 
Estrutura da parede celular bacteriana:
· Capsula (glicocálice): é um polímero viscoso e gelatinoso que está extremamente à parede celular, se a substância é organizada e está firmemente aderida à parede celular. Também é um fator de virulência, porque ajuda na proteção da bactéria. Quando não está muito bem aderida é chamada de camada viscosa. Forma uma camada de cobertura ou envelope ao redor da célula. Chama-se a bactéria de encapsulada ou não encapsulada. Essa capsula é composta por polissacarídeos e/ou polipeptídios ou ambos. Possui como função ser um reservatório de água de nutrientes, serve como proteção contra a dessecação do meio e podem ser fonte de nutrientes, ajuda no aumento da resistência microbiana a desinfetantes e até mesmo de antibióticos. Não significa que toda a bactéria vai ter capsula, ela pode ter o gene para ter, precisa-se identificar e analisar se a capsula está ou não presente. Bactérias encapsuladas não são fagocitadas. Conseguem invadir mais facilmente os organismos. Possuem receptores específicos que servem como locais de aderência com outras superfícies, os biofilmes. Os biofilmes são formados por bactérias e restos celulares, formam uma película muito difícil de ser removida, podem levar à infecção hospitalar. 
· Flagelos: são filamentos finos como fio de cabelo, com uma forma helicoidal, é um órgão de locomoção, quando a bactéria possui, é conhecida como bactéria móvel, quando não tem é uma bactéria imóvel. Também contribui para ser um fator de virulência, pois uma bactéria móvel tem mais facilidade para invadir as barreiras do sistema imunológico. Consegue se fazer a semeadura e conforme o crescimento é possível ser é móvel (se espalha pelo meio de cultura), se fica “estática” é imóvel. Se estendem a partir da membrana plasmática e atravessam a parede celular, é um órgão externo. (meio de cultura – meio nutritivo para a bactéria, com uma temperatura ideal, o crescimento bacteriano é conhecido como cultura, ela crescida), semeadura é como será feito isso. É composto por filamento helicoidal (longa região mais externa e composta por flagelina), alça ou gancho (levemente larga, local onde está aderido o filamento) e corpo basal (ancora o flagelo à parede celular e a membrana plasmática. 
· Arranjos de flagelos: monotríquio (um único flagelo polar), anfitríquio (um único flagelo em cada extremidade da célula), lofotríquio (dois ou mais flagelos em um polo da célula) e peritríquio (flagelos distribuídos por toda a célula). Conforme apresentam esses flagelos se móvel de maneiras diferentes. A maioria dos patogênicos possuem o peritríquio.
· Filamento axial: é semelhante a um flagelo, serve para locomoção, porém é presente nas bactérias que são encurvadas – espiraladas. Fica localizado no espaço Peri plasmático entre as membranas internas e externas das espiroquetas. Constituído por um conjunto de fibrilas, ao redor do qual a bactéria se enrola formando um espiral. Faz o movimento através da contração e distensão. 
· Fímbrias ou pili: são apêndices filamentosos proteicos, muito pequenos, numerosos e vistos no Microscopia Eletrônica, estão ao redor de toda a célula bacteriana, não estão relacionados a locomoção. Há vários tipos de fimbrias, algumas possuem, há a fimbria sexual ou fímbria F, em que é a porta de entrada de material genético durante a conjugação bacteriana (troca de material genético), também são sítio receptor de bacteriófagos e há a fimbria receptora que auxilia na fixação e colonização de membranas mucosas, servem como fator de virulência. 
Métodos empregados na observação de bactérias
São as características de cultivo para as bactérias. 
O primeiro método de visualização é coloração, a segunda forma é através do cultivo no meio de cultura, são colocadas no agaro (um tipo de gelatina mais firme). Com o crescimento dela é possível ver a colônia, o formato. É possível até colocar essa bactéria que cresceu em uma lâmina para analisar. 
· Microscópio: feramente mais importante na observação de bactérias. 
Unidades de medidas utilizadas: 
Micron (u) = (um) = 10-6. 
Nanometro (nm) = 10-9
Angstron (A°) = 10-10
São um pouco maiores que os vírus. 
Existem dois tipos de microscópios: o óptico (de campo escuro, fluorescente e de contraste de fases). Para analisar a bactéria vai sempre para o maior aumento (100x) é na imersão, com óleo de imersão. Sem lamínula. 
Microscópio eletrônico. 
· Colorações: 
 lâmina com corante, precisaseguir passos. 
1º Esfregaço: filme delgado de material contendo o microrganismo, é espalhado na superfície da lâmina (espalhar na lâmina o material). 
2º Fixação: mata os microrganismos e os fixa na lâmina (fixa-se com o calor, passa a parte debaixo da lâmina no fogo, apenas para secar o material, ela é morta, mas não se desnatura nada dela). 
3º Coloração: corar os microrganismos com corante que enfatiza certas estruturas. O objetivo primário é destacar todo o microrganismo, para que a forma celular e as estruturas básicas fiquem visíveis. Ex: azul de metileno, carbolfuccina, violeta genciana e Safranina. 
Já nas colorações diferenciais os corantes diferentes reagem de modo distinto com tipos diferentes de bactérias, podem ser usados para diferenciá-las, ex: coloração de Gram e álcool-ácido resistente. 
A coloração de Gram foi desenvolvida em 1884, pelo bacteriologista Hans Christian Gram. É o procedimento de coloração mais útil, pois classifica as bactérias em dois grandes grupos: Gram-positivas e Gram-negativas. 
Regra geral: reação duvidosa, não consegue identificar direito, olha-se então o formato, os cocos a maioria são positivos. G (+).
Culturas velhas G (+) se tornam com coloração G (-), numa parede celular de bactéria velha (mais de 24h de vida) enzimas já vão fazer com que haja erros na parede. 
Técnica mais consistente é quando são usadas bactérias jovens, em crescimento.
 bacilos na Gram (-), a primeira. E cocos na Gram (+). Estão em arranjos: estafilococos, e embaixo são os estreptococos. 
Feito o esfregaço, coloca-se o primeiro corante, o cristal violeta (corante roxo). Esse cristal violeta vai corar qualquer tipo de célula. Deixa por um minuto, lava-se a lâmina em água corrente, coloca-se um contra corante, o rugou (rico em iodo), forma junto com o cristal violeta forma o complexo iodo violeta, que segue aderido nas células bacterianas independente da estrutura, deixa um minuto, lava em água. Remove com éter acetona ou álcool acetona, remove o corante. Como a Gram (+) é rica em peptideoglicano, quando coloca o éter acetona, os poros da parede celular vão se contrair, esse cristal violeta iodo vai ficar completamente aderido. Na Gram (-), ela é rica em lipídeos, esse complexo fica aderido na membrana externa, no momento que se coloca o éter acetona, a camada lipídica é dissolvida, e junto, remove o complexo violeta iodo, deixando a célula completamente incolor, então, precisa colocar o contra corante, a fuccina, de cor rosinha, na Gram (+) deixa mais roxo ainda. Já na Gram (-), que estava incolor, fica totalmente rosa. 
Coloração de resistência ao álcool-ácido (BAAR)/ Ziehl Neelsen: utilizado especialmente para bactérias do gênero Mycobacterium, pois a parede do Mycobacterium contém lipídeos e ácidos micólicos que dificulta a coloração, mas retêm a fuccina mesmo após a exposição ao álcool-ácido. É o causador da tuberculose – bacilos. É Gram (+), possui os lipídeos e ácidos micólicos, esses ácidos micólicos dificultam a coloração. Esse álcool-ácido não consegue remover o corante. Por isso fica com a fuccina. É feito apenas quando se tem suspeita do microrganismo, porque não é de rotina. Se faz a lâmina, coloca a fuccina felicada (rosa) junta com o fenol, e cora a parte mais externa (a parede celular). Após coloca o álcool-ácido que não remove a fuccina. Um contra corante é usado, o verde malaquita, que serve apenas para corar outras estruturas. 
Colorações especiais: são usados para corar e isolar partes específicas dos microrganismos, como endósporos e flagelos, para revelar a presença de capsula. Pode ser solicitado quando não se consegue fazer o isolamento da bactéria. 
Coloração negativa para capsula: é colocado um corante que não penetra a cápsula, por isso fica uma aréola ao redor. 
Suspensão bacteriana é misturada com tinta nanquim ou nigrosina para fornecer um fundo escuro e corar as bactérias com uma coloração simples Safranina. Devido a sua composição química, as capsulas não aceitam a maioria dos corantes biológicos como a Safranina e, assim, aparecem como halos circundando cada célula bacteriana corada. 
O uso da tinta nanquim ilustra a técnica de coloração negativa, os corantes negativos não penetram a cápsula e, portanto, fornecem um contraste entre a capsula e o meio escuro circundante. Depois coloca esse cultivo na lâmina. 
Coloração para endósporos: os endósporos não podem ser corados pelos métodos comuns, pois os corantes não penetram na parede dos endósporos. A Safranina, um corante, é aplicado ao esfregaço para orar as porções da célula que não o endósporo. O corante não penetra em sua capa de cálcio, forma duas cores, aparecem em verde dentro de células vermelhas ou rosadas. Coloca o verde malaquita que cora toda célula bacteriana. A célula rosa é a célula vegetativa. Com o calor o cálcio consegue absorver o corante. Se lava bem a célula. O verde cora a célula esporulativa. 
vegetativa: em rosa. Em transição: verde e rosa. Se fosse endósporo seria toda verde. 
A técnica mais usada é de Schaeffer-Fulton. 
Coloração dos Flagelos: os flagelos são estruturas pequenas para serem vistas ao microscópio óptico sem coloração. A técnica utiliza um mordente (iodo) e o corante fuccina (carbolfuccina) para aumentar os diâmetros dos flagelos até que eles se tornem visíveis ao microscópio. Utilizado o número e arranjo de flagelos como auxílio de diagnóstico. 
CARACTERÍSTICAS CULTURAIS:
precisa conhecer as características das bactérias, o que elas precisam para crescer. 
primerio há as nutritivas, com a fonte de energia (fototrófica ou quimiotrofica). Em segundo há a fonte de carbono, que podem ser autotróficas ou heterotróficas. Há a fonte de nitrogênio, pode ser atmosférico ou vindo de compostos nitrogenados vindos da natureza. Há as que precisam de fonte de enxofre, fósforo, minerais e vitaminas que podem adquirir da natureza ou adicionados ao meio de cultura. E água, em que a grande maioria das bactérias precisam de água, em ambientes ricos em água e todos os nutrientes devem ser dissolvidos em água para poderem ser absorvidos. 
Crescem em sua maioria entre 224 a 48h. Precisam de pH neutro. 
 1- Específicos, 2 utilizados em laboratório. 
 Os meios redutores ele é uma cal, reduz o oxigênio. A jarra é feita a semeadura que se suspeita que são anaeróbicas, coloca-se dentro da jarra e coloca envelopes com substâncias químicas. Coloca umas gotinhas de água dentro do envelope, dentro da jarra, essa substância “consome” o oxigênio. Quando se precisa de um pouco de 02 apenas, coloca uma vela acesa e veda bem a jarra, o fogo vai queimando e consumindo o oxigênio e quando tiver de 10 a 20% de oxigênio se apaga, ficando um ambiente propicio para as microrófilas. 
o verde brilhante tem sais biliares e ágar macconkey, facilita a G-. acaba que é meio seletivo, pois possui essas substâncias químicas que impedem o crescimento de um grupo de bactérias sem agir em outro grupo. O ágar sabour.. faz com que o pH fique ácido, fica seletivo para crescimento de fungos. 
 resulta em um crescimento modificado das colônias de bactérias. O ágar sangue, algumas bactérias fazem hemólise, e faz um alo bem clarinho ao redor da colônia, diferencia uma hemolítica de uma não hemolítica. As hemolíticas são mais patogênicas. 
as que degradam a lactose modificam a coloração do meio de cultura por terem lactase. 
 ágar sangue. As hemolíticas. Romperam as hemácias eu formaram essa parte clarinha. 
 ágar macconkey – a rosa é Gran – e lactose positiva (tem lactase – deixa rosa). A coloração mais clara é que não tem a lactase. Pode ser seletivo e diferencial. 
faz com que a bactéria cresça em maior quantidade. Com muitos nutrientes. Pode ser seletivo quando adicionado substâncias. 
a batata quente favorece a multiplicação bacteriana como por exemplo a maionese. Assim como o leite é um meio líquido de cultura. 
 a cultura pura é quando se olha a placa e todas as colônias são idênticas mesmo tipo de população bacteriana. A mista tem diferentes tipos de cultura. Quando é pura é porque foi coletadode alo mais específico.