Microbiologia geral

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Citologi� bacterian�
⦁ Microrganismos: bactéria, fungo, protozoários,
vírus, helmintos e microalgas.
ORGANELAS
ESTRUTURAS TÍPICAS (caracteriza a bactéria)
→ PAREDE CELULAR: acima da membrana plasmática.
Dímero de açúcar (N-acetilglicosamina e ácido
N-acetilmurâmico ligado a um peptídeo) unidos por
ligação β (1,4), formando várias camadas (ligações
cruzadas unem aminoácidos de uma com outra
camada) = PEPTIDOGLICANO (unidade).
⤷ ligação cruzada direta
⤷ ligação cruzada ….: inserção de novos aa
formando ponte.
Função da ponte cruzada: flexibilidade e resistência
para comprimir e expandir.
PAREDE CELULAR GRAM POSITIVA
⦁ Quase praticamente de peptidoglicano. Possuem
ácido teicóico e ácido lipoteicóico (porção lipídica que
com o tempo se perde e transforma no teicóico)
PAREDE CELULAR GRAM NEGATIVA
⦁ Menor número de camadas, presença de LPS
(lipopolissacarídeo: porção lipídica ancorada a
membrana externa + ramificações de açúcares),
proteínas porinas
- membrana citoplasmática (normal)
- espaço periplasmático: tem enzimas catalisam
quebra substrato pra ser internalizado.
- membrana externa: não tem permeabilidade
seletiva, tem LPS e porinas
→ LPS é uma exotoxina: Produzida pela bactéria e
liberada no hospedeiro. (Toxinas bacterianas são
substâncias que alteram o metabolismo normal das
células do hospedeiro suscetível).
ESTRUTURAS ACESSÓRIAS
→ CÁPSULA: combinação de diferentes açúcares,
proteção (impede o reconhecimento rápido de
PAMPs pelo sistema imune inato), acima da parede
celular, contorno definido.
- PAMPs: Padrões moleculares associados a patógenos
→ FLAGELO: comum em gram negativo, subunidades
de flagelina, mobilidade, único ou vários. Ancorado
por anéis de fixação + bomba de ptn (ATP →
movimento)
- movimento sentido
horário ou anti-horário.
Flagelo axial: enrolado
na bactéria (confere
formato em espiroqueta
ao invés de bacilo). Ex:
Treponema pallidum,
Leptospira interrogans.
↗
→ PILI E FIMBRIAS: adesão da bac no substrato ou
superfície, locomoção por força de arraste.
→ ENDOSPORO BACTERIANO: resistência (ex.
tétano: endosporo resiste e volta ao estágio
metabolicamente ativo e produz toxina). Preenchido
de Ácido Dipicolínico (mantém integridade do DNA e
favorece desidratação). É a estrutura mais resistente
na bactéria.
- Causam infecções em humanos: Clostridium e
Bacillus.
FORMATO
cocus bacilo espiroqueta
Fisiologi� bacterian�
⦁ CATABOLISMO: processo de degradação que libera
energia para reações anabólicas.
⦁ ANABOLISMO: processos que utilizam energia para
síntese a partir de moléculas menores.
NUTRIENTES
⤷ Macronutrientes:
⤷ Micronutrientes: demandam pequena
quantidade, a maioria íons metálicos e cofatores de
enzimas
⤷ Fatores de crescimento: bactérias não sintetizam,
precisam estar no meio externo. São compostos
orgânicos. Demandam pequena quantidade. Ex. aa,
purinas e pirimidinas, vitaminas.
FONTE PARA CRESCIMENTO BACTERIANO
→ CARBONO:
⤷ heterotróficos (usam compostos orgânicos como
fonte de carbono. ex. carboidratos);
⤷ autotróficos (usam compostos inorgânicos como
fonte carbono)
→ ENERGIA:
⤷ quimiotróficos (usam compostos orgânicos e
inorgânicos para crescimento bacteriano);
⤷ Fototróficos (utilizam a luz como fonte energia)
GRAM POSITIVA: sintetiza exoenzimas e libera no
meio para clivar macronutrientes para facilitar o
transporte.
GRAM NEGATIVA: ptn porinas na membrana externa
permite passagem de moléculas hidrofílicas de baixa
massa molecular. Periplasma tem proteases,
fosfatases, lipases, nucleases…
FORMAS DE OBTENÇÃO DE ENERGIA
⦁ RESPIRAÇÃO AERÓBICA: compostos orgânicos são
degradados, oxigênio é aceptor final de elétrons.
⦁ RESPIRAÇÃO ANAERÓBICA: compostos orgânicos
são degradados e (carbonato, sulfato, nitrato,
fumarato...) é aceptor final de elétrons. Rende menos
energia.
⦁ FERMENTAÇÃO: alcoólica, lática ou acética.
Compostos orgânicos são parcialmente degradados.
Molécula orgânica é aceptor final de elétrons. Rende
ainda menos energia.
⤷ Crescimento bacteriano: aumento do número
(divisão binária) e não do tamanho de bactérias.
FATORES PARA CRESCIMENTO MICROBIANO
→ Químicos: água, macro e micronutrientes, fatores
de crescimento.
→ Físico-químicos (ambientais): temperatura, pH,
pressão osmótica, oxigênio.
TEMPERATURA
⤷ Psicrófilos: fundo do oceano e regiões polares
⤷ Mesófilos: 25-40ºC (maioria das bactérias)
⤷ Termófilos: 45-80ºC
⤷ Hipertermófilos: superior a 80ºC. Archaea
pH
A maioria das bactérias crescem em pequenas
variações de pH perto da neutralidade (6,5-7,5),
porém podem TOLERAR (não resistir) pH mais ácido e
mais básico.
⤷ Acidófilos
⤷ Neutrófilo: 5,5-8 maioria
⤷ Alcalifílicos
PRESSÃO OSMÓTICA
Necessidade de NaCl para crescimento ótimo
⤷ Halófilos discretos: 1-6% [NaCl]
⤷ Halófilos moderados: 6-15%
⤷ Halófilos extremos: 15-30%
OXIGÊNIO
⤷ Aeróbicos obrigatórios: somente cresce
em alta concentração de oxigênio,
possuem enzimas que neutralizam a forma
tóxica do oxigênio.
⤷ Anaeróbicos facultativos: crescimento
aeróbico e anaeróbico, porém maior na
presença de oxigênio, também possuem as
enzimas.
⤷ Anaeróbicos obrigatórios: cresce somente
ausência de oxigênio, pois NÃO tem as
enzimas
⤷ Anaeróbicos aerotolerantes: cresce
somente sem oxigênio mas não morrem na
presença dele (cresce em todo tubo pq
oxigênio não tem efeito), possuem enzimas que
neutralizam parcialmente.
⤷ Microaerófilos: cresce somente em baixa
concentração de oxigênio.
SOD: superóxido dismutase
CICLO CELULAR BACTERIANO
⦁ Fissão binária (o DNA se replica de forma
semiconservativa, forma septos e se divide).
⦁ Tempo de geração = tempo para divisão de uma
célula. Implicação clínica: bactérias que se dividem
rápido terá tratamento num tempo curto, pois, o
antimicrobiano só atua na célula em processo de
divisão.
⦁ Multiplicação exponencial : 1→ 2 → 4→ 8 → 16…
1 bactéria viva → UFC (unidade formadora de
colônia)
1/fase lag= adaptação ao ambiente, não se replica
2/fase log = replicação. Aqui atua antimicrobianos
3/fase estacionária = permanecem vivas mas não se
replica pois com crescimento bacteriano diminui
espaço, aumenta produtos tóxicos, diminui nutrientes
e pode alterar pH, oxigênio e perde condições ótima
→ dormência ou morte. (taxa de divisão = morte)
4/fase de declínio= esgota nutrientes, acumula
substâncias tóxicas, falta de espaço.
MEIOS DE CULTURA
⦁ Inóculo: microrganismos colocados num meio de
cultura para iniciar crescimento → cultura bacteriana.
- Ágar MacConkey é seletivo (cristal violeta e sais
biliares, inibem bactérias gram positivas. Seletivo
para enterobactérias: gram negativos) e diferencial
(possui indicador de pH, rosa→ meio ácido; Lactose
do meio é fermentada por bactéria e torna-o ácido.).
Control� d�
microrganism��
(Por agentes químicos e físicos)
⦁ Métodos para controlar (multiplicação/ replicação)
de microrganismos. Duas formas:
- Microbicida: morte dos microrganismos.
- Microbiostático: inibe crescimento microbiano.
NÍVEIS DE CONTROLE DE MICRORGANISMOS
⦁ ESTERILIZAÇÃO: inativa todas as formas de vida da
bactéria, inclusive endosporo. Ex. Autoclave, estufa.
⦁ DESINFECÇÃO: inativa ou reduz microrganismo,
NÃO elimina endosporo. Objetos inanimados. Ex.
álcool 70%. Ex: álcool e hipoclorito de sódio
⦁ ANTISSEPSIA: é a desinfecção de tecidos vivos.
CLASSIFICAÇÃO (Dos microrganismo quanto à
resistência ao métodos de controle microbiológico)
⦁ Vírus: mais sensível
⦁ bactéria vegetativa: gram positiva e gram negativa
⦁ fungos e leveduras
⦁ Vírus não envelopado (apenas capsídeo proteico)
⦁ Micobactérias
⦁ Endosporos bacterianos: mais resistente
MÉTODOS FÍSICOS DE CONTROLE
- autoclave, estufa (numa temperatura e tempo
adequado para esterilização)
- congelamento, resfriamento, liofilização
(desidratação) → diminuição de temperatura.
- filtração → para termossensíveis
- luz ultravioleta
- pressão osmótica.
CONTROLE DE QUALIDADE
⦁ INDICADORES BIOLÓGICOS:
- Endosporo bacteriano: ampola com meio de cultura
com pH roxo + papel de filtro impregnadocom
endosporo bacteriano (sem haver contato com o
meio), coloca na autoclave após retirar da autoclave
imerge o papel com endosporo no meio de cultura e
coloca na temperatura ideal para crescimento
bacteriano. Controle do lote (ampola+papel com
endosporo) = não coloca na autoclave, controle
positivo para crescimento do endosporo.
⦁ INDICADORES QUÍMICOS:
MÉTODOS QUÍMICOS DE CONTROLE
⦁ Antissépticos: agentes químicos em tecidos “in
vivo”;
⦁ Desinfetante: agentes químicos utilizados em
objetos inanimados;
⦁ Assepsia: medidas pra impedir a penetração de
microrganismos num ambiente (ex. evitar infecção de
pacientes com material, PREVENTIVA);
⦁ Antissepsia: inibir o crescimento de microrganismos
ou removê-los de determinado ambiente, podendo
ou não destruí-los;
⦁ Degermação: diminuição da carga microbiana
(lavagem das mãos com água e sabão).
Genétic� bacterian�
⦁ GENE nucleotídeo do DNA expresso em um produto
final.
⦁ GENOMA: sequência completa de DNA, alguns não
são convertidos em produtos funcionais.
⤷ Introns: sequências não-codificadoras (bactéria
não possuem)
⤷ Exonx: sequências codificadoras
⦁ OPERON: grupo de um ou mais genes expressos a
partir de um promotor (se liga a RNA polimerase e
inicia a transcrição).
→ unidades acessórias da bactéria no genoma:
plasmídeos, bacteriófago, elementos genéticos
transponíveis (transposons ⟶ recombinação gênica)
MUTAÇÃO: alteração de nucleotídeos no códon
(trinca de nucleotídeos). Tipos: silenciosa (não altera
a sequência de aminoácidos produzida), sem sentido
(gera um códon de parada que interrompe a
transcrição), missense/de sentido errado (afeta uma
base e como resultado ocorre substituição do
aminoácido).
- Mutante naturalmente resistente: a antibióticos,
tratamento é feito com uma combinação de
diferentes antibióticos.
RECOMBINAÇÃO GÊNICA: troca de genes entre duas
moléculas de DNA, para formar novas combinações
de genes. Garante variabilidade genética.
→ Mecanismos de recombinação gênica:
- Transmissão horizontal gênica: transferência de
material genético entre uma bactéria e outra.
- Transformação: o DNA disperso no meio é
incorporado pela célula bacteriana. Mecanismo:
proteína autolisina expõe a membrana celular para
proteínas de ligação de DNA e as endonucleases→ o
DNA é clivado em fragmentos →
- Transdução: mediada por bacteriófago que possui
um capsídeo envolvendo o genoma. Ciclo lisogênico
(Envolve entrada do vírus e o genoma viral é
incorporado ao genoma bacteriano e entra em
estágio de dormência até sua reativação: inicia o ciclo
lítico). Ciclo lítico (Replicação viral: vírus absorve
bactéria, injeta o DNA, replica o DNA e após formas
novos e diversos vírus a célula bacteriana é lisada e
libera as partículas virais).
TRANSPOSONS/DNA MÓVEL: segmentos do DNA que
se movem e podem ser inseridos em outra parte do
genoma (um tipo de recombinação gênica), eles
podem mover genes de bactérias que dão às
bactérias resistência a antibióticos ou as tornam
causadoras de doenças. 3 porções: sequência de
inserção (), região que codifica transposase e marca.
Antimicrobian��
⦁ Antibiótico: substância produzida por
microrganismos que pode inibir o crescimento ou
matar outros microrganismos.
⦁ Antimicrobiano: engloba também os agentes
sintéticos/semissintéticos
→ Atuação dos antimicrobianos:
- Bactericida: destroem os microrganismos
diretamente, tem toxicidade seletiva.
- Bacteriostática: impede o crescimento microbiano,
atua no sistema imune do hospedeiro na
eliminação dos microrganismos, tem toxicidade
seletiva.
* toxicidade seletiva = capacidade de lesar o
microrganismo sem causar dano às células do
hospedeiro.
CLASSIFICAÇÃO PELO ESPECTRO DE AÇÃO:
- Espectro restrito: Penicilina G apresenta mais efeito
contra Gram + do que Gram -.
- Espectro amplo: Afeta muito tanto Gram + quanto
Gram -, por isso é eficiente para tratamento de
patógeno desconhecido
CLASSIFICAÇÃO PELO MECANISMO DE AÇÃO:
- Inibição da síntese da parede celular
- Inibição da síntese proteica
- Inibição da síntese de metabólitos essenciais
- Inibição da replicação e transcrição de ácidos
nucleicos
- Danos à membrana plasmática
Resistênci� a�� antimicrobian��
⦁ Organismos multirresistentes: resistência a pelo
menos 1 agente em 3 ou mais classes de
antimicrobianos.
Problema: elevado custo, alto risco de mortalidade,
tempo de hospitalização prolongado.
→ Tipos de Resistências:
- Destruição/ inativação de antimicrobiano por
enzima bacteriana;
- Modificação do alvo do antimicrobiano
- mudanças na capacidade de penetração do
antimicrobianos na bactéria e/ou aumento do efluxo
Microbiot� human�
⦁ Simbiose: relação vantajosa para ambos. Ex: E. coli
(utiliza o microbiota intestinal e sintetiza vitamina K).
⦁ Comensalismo: indiferente, não beneficia e não
afeta a outra.
⦁ Parasitismo substituído por Relação patogênica:
capaz de causar doença.
- Classificação da microbiota normal:
→ residente/indígena: microbiota altamente
adaptada às condições ambientais de determinado
habitat, se adapta ao ambiente.
→ transitória: não há capacidade de adaptação a
microbiota normal.
- Mesmo o corpo humano sendo colonizado por
espécies que causam doença, no seu nicho ecológico
não causa doença (comensal ou simbiótica).
⦁ Função da microbiota normal:
- impede aderência de patógenos;
- produção de substâncias antimicrobianas
(bacteriocinas, ácidos graxos);
- contribui para o metabolismo;
- estímulo antigênico
⦁ Fatores que controlam a densidade microbiana:
- disponibilidade de nutrientes;
- questões físicas e ambientais: água, pressão
osmótica, disponibilidade de oxigênio, pH,
temperatura;
- competição de dois ou mais microrganismos pelo
mesmo espaço físico ou nutrientes.
- sistema imune.
⦁ CONCEITOS:
- Microbiota: todos os microrganismos que colonizam
tecidos ou órgãos do hospedeiro;
- Microbioma: soma de todas as formas de
microrganismos e seu genes presente na microbiota.
É um conceito mais amplo.
- Disbiose: desequilíbrio do microbioma relacionada a
doenças crônica (não se sabe se causa ou efeito)
- Probióticos: microrganismos vivos que ajudam a
restaurar a saúde do intestino. Ex: lactobacillus
- Prebióticos: componentes usados por micróbios
hospedeiros gerando produtos que oferecem
benefício para saúde.
Virulênci� bacterian�
⦁ Microbiota normal → simbiótica ou comensal
⦁ Doença → Relação patogênica
- Infecção: multiplicação de microrganismos .Fonte:
exógena (alimentação, de outros hospedeiros
infectados) ou endógena (desbalanço entre defesas
do hospedeiro x microbiota normal, ex: em
imunocomprometidos).
MECANISMOS DE DEFESA DO HOSPEDEIRO
- pele (pH ácido, ambiente seco, descamação,
secreção da glândula sebácea, suor), mucosa (TGI,
trato respiratório e urinário), saliva, lágrimas, tosse,
espirro;
- Status imunológico (características genéticas,
nutrição, idade: criança e idoso, doenças de base:
AIDS, câncer, diabetes), estresse.
- Não específicos: proteínas do sistema
complemento, quimiocinas, citocinas, fagócitos,
células APC
- Específicos: anticorpos, linfócitos T citotóxicas.
INTERAÇÃO PARASITA-HOSPEDEIRO
- Classificação dos patógenos: primário (infecção em
indivíduos saudáveis imunologicamente) ou
oportunista (infecção em imunocomprometidos);
- Patogenicidade: capacidade do microrganismo
causar doença.
- Virulência bacteriana: quantifica o grau de
patogenicidade. Avalia infectividade (capacidade de
infecção, dose alta ou pequena) e severidade (dano
tecidual).
“O processo de desenvolvimento de uma doença
infecciosa é multifatorial e depende do status
imunológico do hospedeiro, das características de
virulência e de densidade populacional da bactéria”
FATORES DE VIRULÊNCIA
- Relacionados à adesão bacteriana: por meio de
adesinas
- Relacionados à invasão bacteriana: induzido por
invasina.
- Biofilmes: microcolônias envolvidos em película,
estrutura com permeabilidade seletiva
- Relacionados a danos teciduais: por toxinas