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Prof. Dr. Rafael Salgado UNIDADE I Microbiologia e Micologia Básica A associação dos microrganismos à patogênese de doenças e à deterioração de alimentos, foi permitida pela criação e pelo aprimoramento do microscópio. Do grego, mikro, para descrever algo pequeno. E skopin, refletindo a prática da observação. Introdução à Microbiologia Fonte: https://pixabay.com/images/id- 2030265/ A Microbiologia moderna pode ser fonte no desenvolvimento de fármacos; em aplicações industriais e certificação de qualidade em produtos; controle de microrganismos patogênicos e associada a novas ferramentas biotecnológicas, assim como o entendimento de nossa microbiota. Fonte: https://pixabay.com/images/id- 3662695/ Baseado no grego, káryon, que significa “núcleo” e nos prefixos: “Eu” = verdadeiro. “Pro” = anterior. As bactérias são procariontes. Os fungos são eucariontes. Os vírus dependem de outra célula. Diferença entre célula procarionte e eucarionte Procariontes Eucariontes Possuem um único cromossomo circular disperso no citoplasma. DNA organizado no núcleo em cromossomos múltiplos. Não possuem organelas membranosas. Possuem organelas membranosas. Dividem-se por fissão binária. Dividem-se por mitose. Fonte: https://pixabay.com/images/id- 307660/ Fonte: https://br.freepik.com/vetor es-gratis/celula-animal- em-um-olhar-mais-atento Fonte: autoria própria. As inúmeras espécies bacterianas podem diferir consideravelmente em relação à morfologia, à atividade bioquímica e às necessidades nutricionais. Essa diversidade é possibilitada pela associação de estruturas compartilhadas que caracterizam às estruturas acessórias. Estrutura bacteriana Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 76. Cápsula Parede celular Membrana plasmática Palus Citoplasma Ribossomos 70S Membrana plasmática Parede celular Nucleoide contendo RNA Cápsula Inclusões Cápsula Parede celular Embora o nucleoide apareça seccionado na microfotografia, a espessura do “corte” não transmite a profundidade da estrutura. Plasmídeo Fímbrias Flagelos TEM 0,5 A ilustração a seguir e a microfotografia, à direita, mostram uma bactéria seccionada longitudinalmente, revelando a sua composição interna. Nem todas as bactérias possuem todas as estruturas mostradas: apenas as estruturas marcadas em vermelho são encontradas em todas as bactérias. O glicocálice é um revestimento viscoso e gelatinoso formado por uma camada de carboidratos, produzido no ambiente intracelular e secretado na superfície celular, externo à parede celular. Estrutura bacteriana Se fortemente fixado à parede celular: cápsula. Se não se encontra bem aderido à parede celular e mal organizado: camada limosa. Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 67. Cápsulas Os flagelos são anexos filamentosos responsáveis pela motilidade celular, funcionando como propulsores, não sendo encontrados em todas as bactérias. São constituídos de um corpo basal, que fixa o flagelo à parede celular, associado a um gancho proteico ligado, enfim, ao filamento que é composto de flagelina. Estrutura bacteriana Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 77. (a) Peritríquio (b) Polar (c) Lofotríquio e polar (d) Anfitríquio e polar SEM SEM SEM SEM 1,5 0,8 1,5 4 As fímbrias e pili são apêndices como os flagelos, porém são constituídos por uma proteína denominada pilina e são mais curtos, retos e finos, semelhantes aos pelos. As fímbrias podem estar distribuídas, de maneira homogênea, pelo corpo ou localizadas nos polos da célula, e apresentam variação numérica, de unidades a centenas. Estrutura bacteriana Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 80. Fímbrias TEM TEM 1 As bactérias, geralmente, têm um único cromossomo circular consistindo em uma única molécula circular de DNA com proteínas associadas. O cromossomo é dobrado, forma uma alça e está aderido à membrana plasmática em um ou vários pontos, denominado nucleoide. Estrutura bacteriana Plasmídeo: fragmento circular de DNA independente. Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 80. Cromossomo TEM 1 A maioria das bactérias possui entre 0,2 e 2 µm de tamanho e de 2 a 8 µm de comprimento, e morfologicamente pode ser encontrada em forma de cocos (esféricas), bacilos (bastonetes) e espiraladas; tais formas podem estar organizadas de distintas maneiras. Morfologia bacteriana Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 74. Os cocos, normalmente, são redondos, mas também podem ser ovais, achatados ou alongados nas extremidades, e durante o seu processo de divisão celular podem continuar conectados, criando níveis organizacionais distintos. Plano de divisão Diplococos Estreptococos (a) Tétrades Sarcinas Estafilococos (b) (c) (d) 2,5 2 SEM SEM SEM SEM SEM 2,5 1 2 Os bacilos comumente formam cadeias longas e emaranhadas, apresentando menor variabilidade de agrupamentos, devido ao fato de se dividirem ao longo de um único eixo, sendo a grande maioria encontrada como bastonete simples ou bacilo único, mas também podem ser identificados como diplobacilos e estreptobacilos. Morfologia bacteriana Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 74. Bacilo único Diplobacilos Estreptobacilos Cocobacilo (a) (b) (c) (d) SEM SEM SEM 4 2 1 As bactérias espiraladas não são retas, apresentando uma ou mais curvaturas. Os vibriões são bastonetes com um único ponto de curvatura; as espiroquetas possuem forma helicoidal (como um saca-rolha) com vários pontos curvados e são flexíveis; os espirilos também possuem forma helicoidal, porém são bastante rígidos. Morfologia bacteriana Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 75. (a) Vibrião (b) Espirilo (c) Espiroqueta SEM SEM SEM 4 4 1 As bactérias representadas na imagem a seguir são: a) Cocos. b) Bacilos. c) Espirilos. d) Espiroquetas. e) Vibrião. Interatividade Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 75. LM 15 As bactérias representadas na imagem a seguir são: a) Cocos. b) Bacilos. c) Espirilos. d) Espiroquetas. e) Vibrião. Resposta Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 75. LM 15 A composição da parede celular é bastante complexa, caracterizada pela presença de peptideoglicano (também conhecido como mureína) que pode se apresentar de maneira independente ou combinado a outras substâncias. A diferença de composição da parede celular é fator determinante para a identificação bacteriana proporcionada por técnicas de coloração, como a coloração de Gram. Estrutura bacteriana Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 65. Bastonete (Gram-negativo) Cocos (Gram-positivos) As paredes celulares de bactérias Gram-positivas são formadas por múltiplas camadas de peptideoglicano, resultando em uma estrutura rígida e espessa. Estrutura bacteriana Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 82. Ácido teicoico da parede Parede celular Membrana plasmática Proteína Peptideoglicano Camada granular Ácido lipoteicoico As paredes celulares de bactériasGram-negativas são formadas por uma ou poucas camadas de peptideoglicano, e uma membrana externa, além de não possuírem ácidos teicoicos. Estrutura bacteriana Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 82. Parede celular Membrana externa Peptideoglicano Membrana plasmática Periplasma Lipoproteina Fosfolipídeo Proteína Proteína porina O crescimento bacteriano é dependente de condições ótimas ambientais. Essencialmente, cada espécie bacteriana possui exigências físicas e químicas distintas, podendo conferir maior potencial patogênico ou não, assim como determinar condições para a manipulação em laboratórios. Crescimento bacteriano Fatores físicos Fatores químicos Temperatura Oxigênio pH Nutrientes Pressão osmótica Elementos-traço Aplicações: pH: maioria entre 6,5 e 7,5; Pressão osmótica: controlar a retração da membrana; Nutrientes: carbono (metade do peso da célula bacteriana), nitrogênio (síntese de proteínas e ácidos nucleicos) e fósforo (síntese de ácidos nucleicos e fosfolipídeos); Elementos-traço: pouca quantidade. Ex.: ferro. Fonte: autoria própria. De acordo com a faixa de temperatura adequada, as bactérias são divididas em três grupos: as psicrófilas preferem temperaturas entre 0 ºC e 18 ºC; as mesófilas, que crescem melhor entre 25 ºC e 40 ºC; e as termófilas, que necessitam de temperaturas entre 50 ºC e 80 ºC. Crescimento bacteriano (temperatura) Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 150. Psicrófilos Psicrotróficos Mesófilos Termófilos Hipertermófilos V e lo c id a d e d e c re s c im e n to Temperatura (ºC) -10 0 10 9080706050403020 110100 A maioria dos microrganismos realiza a oxidação de carboidratos como a sua principal fonte energética e, a partir da glicose, o processo de respiração celular pode ser aeróbio, sistema que usa oxigênio como aceptor final de elétrons, ou anaeróbio, sistema que não utiliza oxigênio. Crescimento bacteriano (oxigênio) Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 155. Efeito do oxigênio no crescimento a. Aeróbios obrigatórios b. Anaeróbios facultativos Somente crescimento aeróbio: o oxigênio é requerido. Crescimento aeróbio e anaeróbio; crescimento maior na presença de oxigênio. Crescimento bacteriano em tubo com meio de cultura sólido c. Anaeróbios obrigatórios d. Anaeróbios aerotolerantes e. Microaerófilos Apenas crescimento anaeróbio; o crescimento cessa na presença de oxigênio. Apenas crescimento anaeróbio; o crescimento continua na presença de oxigênio. Crescimento somente aeróbio; oxigênio requerido em baixa concentração. O tempo exigido para que uma bactéria se divida (e, assim, dobrar a sua população) é chamado de tempo de geração. Divisão bacteriana (fissão binária) Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 164. DNA (nucleoide) Paredes intermediárias parcialmente formadas Parede celular (b) Secção fina de uma célula de Bacillus licheniformis iniciando a sua divisão. A célula se alonga e o DNA é replicado. A parede celular e a membrana plasmática iniciam a construção. Paredes intermediárias se formam, esperando completamente as duas cópias de DNA. As células se separam. Parede celular Membrana plasmática DNA (nucleoide) (a) Um diagrama da sequência da divisão celular. TEM 0,5 1 2 3 4 As bactérias inseridas em meios enriquecidos apresentam um crescimento regular, que é descrito de acordo com o número de células e o tempo da inoculação (inserção no meio). Curva de crescimento bacteriano Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 166. Fase lag Atividade de preparação intensa para o crescimento da população, porém não há um aumento na população. Fase log Logarítmica ou exponencial, aumento da população. Fase estacionária Período de equilíbrio; as mortes microbianas são equilibradas com a produção de novas células. Fase morte A população decresce em uma velocidade logarítmica. L o g d o n ú m e ro d e b a c té ri a s O crescimento logarítmico na fase log é devido à reprodução por fissão binária (bactérias) ou mitose (leveduras). Tempo (h) 5 100 Staphylococcus spp. Além da transferência vertical de genes, as bactérias também podem realizar a transferência horizontal de genes, ou seja, a troca de material genético entre os membros de uma mesma geração. Apesar de não ser um fenômeno frequente, esse tipo de troca pode acontecer de diversas formas, e em todas elas existe a presença de uma célula doadora que doa parte de seu material genético a uma célula receptora que incorpora parte do material recebido em seu DNA, sendo denominada como célula recombinante. Genética bacteriana Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 166. Na conjugação, o processo é intermediado pela transferência de plasmídeos. As bactérias doadoras e receptoras necessitam de um contato direto; sendo as doadoras responsáveis pelo transporte do plasmídeo. Genética bacteriana Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 229-230. Célula F+ Célula F- (a) Pilus sexual (b) Ponte de conjugaçãoMET Pilus sexual Ponte de conjugação MET 1 0,3 Cromossomo bacteriano Ponte de conjugação Fator F Replicação e transferência do fator F RECOMBINAÇÃO Célula F+ Célula F- Célula F + Célula F- Na transformação, a célula receptora internaliza um fragmento de DNA livre, no ambiente que foi liberado, durante um processo de lise celular, após a morte de uma célula doadora. Genética bacteriana Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 228-363. Na transdução, o material genético é transferido a partir de um bacteriófago.Fragmentos de DNA da célula doadora Célula receptora DNA cromossômico A célula receptora capta o DNA doador. O DNA doador se alinha com as bases complementares. A recombinação ocorre entre o DNA doador e o DNA receptor. DNA não recombinado degradado Célula geneticamente transformada Capsídeo (cabeça) Bainha 65 nm DNA Fibra de cauda Pino Placa basal TEM 80 nm As bactérias são classificadas em Gram-positivas e em Gram-negativas. Assinale a alternativa que descreve corretamente essa denominação: a) Bactérias Gram-negativas não possuem peptideoglicano. b) Bactérias Gram-negativas possuem uma camada espessa de peptideoglicano. c) Bactérias Gram-positivas possuem uma camada espessa de peptideoglicano. d) Bactérias Gram-positivas possuem múltiplas camadas de peptideoglicano. e) A composição da parede celular não impacta na classificação. Interatividade As bactérias são classificadas em Gram-positivas e em Gram-negativas. Assinale a alternativa que descreve corretamente essa denominação: a) Bactérias Gram-negativas não possuem peptideoglicano. b) Bactérias Gram-negativas possuem uma camada espessa de peptideoglicano. c) Bactérias Gram-positivas possuem uma camada espessa de peptideoglicano. d) Bactérias Gram-positivas possuem múltiplas camadas de peptideoglicano. e) A composição da parede celular não impacta na classificação. Resposta Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 82. Ácido teicoico da parede Paredecelular Membrana plasmática Proteína Camada granular Ácido lipoteicoico Peptideoglicano Os cocos Gram-positivos pertencem ao filo Firmicutes (baixo conteúdo de G+C) e são bactérias de morfologia esférica que apresentam cor violeta após a coloração de Gram, não formadores de endósporos. Podem ser subdivididos nos gêneros Staphylococcus, Enterococcus e Streptococcus, de acordo com a presença ou a ausência da enzima catalase. Bactérias de interesse clínico (cocos Gram-positivos) O gênero Staphylococcus é formado por 49 espécies e muitas delas são, geralmente, encontradas na pele e na mucosa humana. O diâmetro varia entre 0,5-1,5 m e apresenta um padrão de crescimento semelhante a um cacho de uva. Fonte: http://www.bacteriainphotos.com/Staphylococcus%20au reus%20electron%20microscopy.html Algumas espécies, normalmente, associadas a doenças humanas são: S. aureus: intoxicação alimentar, síndrome do choque tóxico, foliculite, furúnculo, impetigo, endocardite; S. epidermidis: endocardite, infecções urinárias, infecções de cateteres; S. saprophyticus: infecções oportunistas e infecções urinárias. Cocos Gram-positivos A Staphylococcus aureus é a espécie mais importante e virulenta do gênero. Recorrente em casos de bacteremia e presente em infecções hospitalares. Fatores de virulência Cápsula Inibe a fagocitose Ácido teicoico Ligação à fibronectina Coagulase Polimeração da fibrina Adesinas Adesão à matriz Hemolisinas Lise de membrana TSST-1 Choque tóxico Toxinas Enterotoxinas/esfoliativas Fonte: autoria própria. Os Streptococcus são cocos Gram- positivos, normalmente, dispostos aos pares ou em cadeias. Grande parte das espécies é anaeróbia facultativa, catalase negativa e fermentadores de carboidratos. O gênero Streptococcus possui mais de 100 espécies, de classificação bastante complexa (padrão hemolítico e testes bioquímicos). Cocos Gram-positivos Fonte: https://www.infectiousdiseaseadvisor.com/home/decision- support-in-medicine/infectious-diseases/streptocococcus-pyogenes/ Os estreptococos são amplamente distribuídos na natureza e fazem parte da microbiota normal da flora humana. 5-15% dos humanos apresentam S. pyogenes na nasofaringe. S. pneumoniae infecta, exclusivamente, humanos e não há reservatórios na natureza. S. pyogenes é o principal causador de faringite bacteriana, erisipela, febre escarlatina (toxina eritrogênica), fasceíte necrosante e febre reumática. S. pneumoniae pode causar pneumonia, meningite e bacteremia. Cocos Gram-positivos O gênero Enterococcus possui, atualmente, 54 espécies, no entanto, poucas são capazes de desenvolver doenças em humanos. Regularmente, fazem parte da flora entérica normal e, normalmente, não são hemolíticos. As espécies clinicamente importantes são o Enterococcus faecalis e o Enterococcus faecium, podem causar infecção do trato urinário, peritonite, bacteremia e endocardite. Fonte: https://br.freepik.com/vetore s-premium/pilulas-de- probioticos-com-conjunto- de-vetores-de-bacterias-ao- vivo_3916294.htm#query=e nterococcus&position=2 Enterococcus faecium Os bacilos Gram-negativos (BGN) são bactérias que apresentam o formato de bastonetes e se coram em rosa. Os grandes grupos, Enterobacteriaceae e BGN não fermentadores são responsáveis pela maioria dos isolados clínicos. Bactérias de interesse clínico (bacilos Gram-negativos) Os BGN são os principais responsáveis pelas infecções nosocomiais do trato respiratório e, muitos deles, possuem uma alta taxa de resistência aos antibióticos. Outra grande preocupação são as gastroenterites causadas pelas enterobactérias. BGN não fermentador: Pseudomonas aeruginosa: bacilos aeróbios, não esporulados, comuns no solo e outros ambientes naturais; Em hospedeiros debilitados, esse organismo pode infectar o trato urinário, queimaduras e feridas, além de estar relacionado aos quadros de sepse, abcessos e meningite; Porinas na parede celular, bombas de efluxo. Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 296. A família Enterobacteriaceae abrange os bacilos Gram- negativos, anaeróbios facultativos, não esporulados, de motilidade variável e fermentadores. A diferenciação entre as espécies é dependente de análise bioquímica. Bacilos Gram-negativos Entre os seus fatores de virulência, estão: endotoxinas, cápsula, LPS (lipopolissacarídeos), fímbrias, variação antigênica e sistemas de secreção (resistência a antibióticos). Os sítios de infecção mais prevalentes são o trato gastrointestinal, urinário e respiratório inferior. Frequentemente, são cultivados a partir de fezes, e o isolamento é realizado em meios altamente seletivos. Fonte: https://pixabay.com/images/id-1832824/ Shigella spp. Salmonella spp. Escherichia coli. Shigella spp. patogênicas: S. sonnei, S. dysenteriae, S. flexneri, S. boydii. Shigelose ou disenteria bacilar, forma severa de diarreia. Períodos de incubação: 12 horas a 2 semanas. Não são muito afetadas pela acidez do estômago, proliferam até números imensos no intestino delgado, mas o principal sítio da doença é o intestino grosso. Bacilos Gram-negativos A toxina responsável é supreendentemente virulenta e é conhecida como toxina Shiga. Fixação nas células M. Shigella Célula M Célula epitelial revestindo o trato intestinal Projeção membranosa A Shigella penetra em uma célula epitelial. A Shigella multiplica-se no interior da célula. A Shigella invade as células epiteliais vizinhas, evitando, assim, as defesas imunes. Um abscesso forma-se à medida que as células epiteliais são destruídas pela infecção. As bactérias raramente se disseminam para a corrente sanguínea. Abscesso da mucosa Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 714. Salmonella spp. são encontradas no trato intestinal dos seres humanos como hábitat normal. Todas as salmonelas são consideradas patogênicas em determinado grau, causando salmonelose ou gastroenterite por Salmonella. Invadem a mucosa intestinal e se multiplicam nesse local e conseguem atravessar a mucosa através das células M, para penetrar nos sistemas linfático e circulatório, e de lá podem afetar muitos órgãos. Bacilos Gram-negativos Salmonella typhi: Febre tifoide; Fecal oral. Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 715. Salmonella Célula M Célula epitelial revestindo o trato intestinal Projeção membranosa A Salmonella penetra em uma célula epitelial. A Salmonella multiplica-se no interior de uma vesícula dentro da célula. A Salmonella multiplica-se nas células da mucosa; a resposta inflamatória local resulta em diarreia. Ocasionalmente, as bactérias atravessam as membranas das células epiteliais, e penetram no sistema linfático e na corrente sanguínea. Linfonodo Corrente sanguínea A Escherichia coli está presente no trato intestinal dos seres humanos. Algumas linhagens patogênicas secretoras de toxinas são bem adaptadas à invasão das células epiteliais intestinais, causando a gastroenterite. Outras ocorrências: as infecções de trato urinário, meningite e sepse. Bacilos Gram-negativos Fonte: https://br.freepik.com/vetores- premium/conjunto-de-bacterias- probioticas-em-um-circulo_8406538.htm EPEC: enteropatogênica: Eliminam microvilosidades. EHEC: entero-hemorrágica: Toxinas Shiga-like. ETEC: enterotoxigênica: Enterotoxinas. EAEC: enteroagregativa: Biofilme. EIEC: enteroinvasiva: Invasão como Shigella. Extraintestinais: UPEC e MNEC. ESCHERICHIA COLI Cocos Gram-negativos aeróbios, geralmente,habitam as membranas mucosas de mamíferos. Neissseria gonorrhoeae: Gonococo (alta variabilidade antigênica). Bactérias de interesse clínico (Neisseria spp.) Neisseria meningitidis: Meningococo; Presente no nariz e na garganta; Endotoxina; Garganta – Bacteremia – Meningite. Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 82. Neisseria gonorrhoeae Cílios N. meningitidis N. meningitidis Núcleos dos leucócitos Os treponemas são espiroquetas delgadas, altamente espiraladas, com extremidades afiladas. São microaerófilos ou anaeróbios, e sensíveis ao oxigênio, suportam atmosfera de 3-5% de oxigênio. São bactérias móveis que giram constantemente em torno do seu endoflagelo. Bactérias de interesse clínico (espiraladas) Treponema pallidum: Agente causador da sífilis. Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 82. As leptospiras possuem gancho em uma ou ambas extremidades. Leptospira interrogans. A bactéria comumente encontrada na microbiota humana e que pode apresentar variedades patogênicas, normalmente, associadas a gastroenterites e infecções do trato urinário, é: a) Staphylococcus aureus. b) Salmonella typhi. c) Streptococcus pneumoniae. d) Escherichia coli. e) Treponema pallidum. Interatividade A bactéria comumente encontrada na microbiota humana e que pode apresentar variedades patogênicas, normalmente, associadas a gastroenterites e infecções do trato urinário, é: a) Staphylococcus aureus. b) Salmonella typhi. c) Streptococcus pneumoniae. d) Escherichia coli. e) Treponema pallidum. Resposta EPEC: enteropatogênica. EHEC: entero-hemorrágica. ETEC: enterotoxigênica. EAEC: enteroagregativa. EIEC: enteroinvasiva. Extraintestinais: UPEC e MNEC. Fonte: https://br.freepik.com/vetores- premium/conjunto-de-bacterias- probioticas-em-um-circulo_8406538.htm ESCHERICHIA COLI A maioria das bactérias visualizadas por microscopia em campo claro apresentam baixo contraste e dificultam a observação de suas estruturas, que são informações essenciais para a identificação diferencial de espécies bacterianas. Métodos de coloração A preparação adequada da amostra possibilita melhor visualização e a opção mais comum é incluir coloração (corar as células) no procedimento. Esfregaço: amostra distribuída na extensão da lâmina. Fixação: induzir aderência. Fonte: https://br.freepik.com/fotos-premium/especiarias-e- corantes-coloridos-nas-ruas-da-cidade-azul. Tipos de colorações: Simples; Diferenciais; Especiais. Gram-positivo: corado em púrpura. Gram-negativo: corado em rosa. Coloração de Gram Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 65. Bastonete (Gram-negativo Cocos (Gram-positivos) Aplicação de cristal violeta (corante púrpura). Aplicação de iodo (mordente). Lavagem com álcool (descoloração). Aplicação de safranina (contracorante). Gram-positiva Gram-negativa Safranina Álcool Iodo Cristal violeta LEGENDA Coloração diferencial aplicada na identificação de um grupo de bactérias que são álcool-ácido resistentes (BAARs). O gênero mais representativo desse grupo são as micobactérias, como a Mycobacterium tuberculosis. Coloração de Ziehl-Neelsen Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 67. BAAR Outras Fucsina Álcool Azul de metileno Fonte: autoria própria. M.bovis LM 8 Coloração utilizada para identificação de bactérias espiraladas como a espiroqueta Treponema pallidum, o agente causador da sífilis. Coloração de Fontana-Tribondeau Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 758. A solução impregnadora de prata (nitrato de prata amoniacal) confere uma cor marrom-escura ou preta às bactérias, e uma coloração amarelo- castanha ou marrom-clara ao fundo. LM 2 Coloração negativa: suspensão coloidal de partículas coradas, fornecendo um fundo de contraste. Coloração de endósporos: Schaeffer-Fulton, corante verde de malaquita. Coloração de flagelos: aplicação de mordente, o tratamento induz a um acúmulo de camadas do corante. Colorações especiais Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 67. (a) Coloração negativa (b) Coloração de endósporos (c) Coloração de flagelos Cápsulas Endósporos Flagelos LM 5 12 7 LM O desenvolvimento de técnicas de cultura de microrganismos (obtenção e expansão de espécies encontradas em amostras) é reflexo da necessidade de identificação e isolamento de bactérias. Preparo e diferenciação dos meios de cultura Basicamente, o meio deve ser estéril, e reproduzir as condições ambientais e o espectro de nutrientes exigidos pela bactéria que necessita ser cultivada. Fonte: https://pixabay.com/images/id-60571/ Os meios de cultura podem apresentar estados físicos distintos. A consistência do meio é moderada pela presença de agentes solidificantes, como o ágar, um polissacarídeo complexo procedente de algas marinhas. Preparo e diferenciação dos meios de cultura Fonte: autoria própria. Meio de cultura Função % Ágar Líquido Crescimento bacteriano - Semissólido Testes de motilidade 0,5% Sólido Isolamento e identificação 1,5 - 2,0% Fonte: autoria própria. Para a identificação de bactérias de interesse clínico são utilizados meios seletivos e diferenciais. Os meios diferenciais proporcionam a diferenciação das colônias de diversos microrganismos presentes em uma mesma amostra. Preparo e diferenciação dos meios de cultura Os meios seletivos favorecem o crescimento de microrganismos-alvo enquanto impedem o crescimento de espécies indesejadas. Geralmente, são líquidos e são elaborados para amplificar as populações de interesse. Ágar hipertônico manitol: Diferencia: fermentação do manitol, produção de ácido, coloração amarela no meio; Seleciona: alta concentração de sal impede o crescimento de outras bactérias. Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p.162. Não inoculado Staphylococcus epidermidis Staphylococcus aureus Determina a intensidade de multiplicação em meios de cultura líquidos, referência padrão dos níveis de turvação do meio e número total de bactérias correspondentes. Escala de McFarland Quanto maior a concentração de bactérias, maior oposição à passagem de luz, amplificando a turvação e a opacificação do meio. Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 167. Inóculo original 9 mL de caldo em cada tubo 1:100 1 mL1 mL 1:10Diluições 1 mL 1 mL 1:1.000 1:100.000 1 mL Plaqueamento 1:10 (10-1) 1:100 (10-2) 1:1000 (10-3) 1:10.000 (10-4) 1:100.000 (10-5) 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1:10.000 Cálculo: número de colônias na placa X recíproca da diluição da amostra = número de bactérias/mL. (Por exemplo, se existirem 54 colônias em uma placa de diluição 1:1.000, então a contagem é 54 x 1.000 = 54.000 bactérias/mL na amostra). Compreende somente as células viáveis, as bactérias regularmente crescem vinculadas em agregados ou cadeias. Para retratar essa circunstância, as contagens em placas são referidas como unidades formadoras de colônia (UFC) por grama ou mililitro da amostra. Cultura em meio sólido Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p.168. O crescimentoem placa pode ser obtido pelos métodos de espalhamento em placas (spread plate) ou incorporação em placas (pour plate). As colônias crescem na superfície e no interior do meio solidificado. Agitação em círculo para homogenei- zar. Adição de ágar nutriente fundido. Inoculação em uma placa vazia. (a) Método de incorporação em placa (pour plate) (b) Método de espalhamento em placa 1 ou 0,1 mL 0,1 mL Diluição bacteriana Inoculação em uma placa contendo meio sólido. Espalhamento do inóculo em toda a superfície. As colônias crescem, apenas, na superfície do meio. A prática de isolamento mais utilizada é o método do esgotamento em placa. As características das colônias isoladas podem indicar o crescimento de determinada espécie e a mesma pode ser semeada em outro meio nutriente para a obtenção de culturas puras. Técnicas de semeadura No método quantitativo, as estrias são feitas, de maneira contínua, por toda a extensão da placa e possuem o objetivo de contagem das UFC. Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 163. Colônias 1 3 2 Um microbiologista precisa identificar e isolar uma determinada espécie bacteriana. Qual das alternativas apresenta as escolhas técnicas adequadas para que esse objetivo seja alcançado? a) Coloração simples, meio sólido seletivo e método de esgotamento em placa. b) Coloração diferencial, meio líquido e método quantitativo. c) Coloração especial, meio semissólido e método de esgotamento em placa. d) Coloração diferencial, meio sólido diferencial e método de esgotamento em placa. e) Coloração especial, meio líquido e método quantitativo. Interatividade Um microbiologista precisa identificar e isolar uma determinada espécie bacteriana. Qual das alternativas apresenta as escolhas técnicas adequadas para que esse objetivo seja alcançado? a) Coloração simples, meio sólido seletivo e método de esgotamento em placa. b) Coloração diferencial, meio líquido e método quantitativo. c) Coloração especial, meio semissólido e método de esgotamento em placa. d) Coloração diferencial, meio sólido diferencial e método de esgotamento em placa. e) Coloração especial, meio líquido e método quantitativo. Resposta Colônias 1 3 2 Bastonete (Gram-negativo) Cocos (Gram- positivos) Fonte: Adaptado de: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 163-165. BUTEL, J. S.; MORSE, S. A.; BROOKS, G. F. Microbiologia médica de Jawetz, Melnick e Adelberg. 26. ed. Porto Alegre: AMGH, 2014 (Minha Biblioteca). LEVINSON, W. Microbiologia Médica e Imunologia. Porto Alegre: AMGH, 2016 (Minha Biblioteca). TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. Porto Alegre: ArtMed, 2017 (Minha Biblioteca). Referências ATÉ A PRÓXIMA!
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