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BACTERIOLOGIA Microrganimos podem ser uteis: - Alimentação: conservação e fabricação de fermentados. - Agricultura: Fixação de N2, digestão da celulose em ruminantes e ciclo de nutrientes (NH3 e S). - Biotecnologia: biocombustíveis e produção de fármacos. Corpo humano: 1 célula humana = 9 células de Micro-organismos Características Morfológicas: -Coco: esférica (Staphylococcus) -Bacilo ou Bastonete: bastonete (Bacillus) -Vibrião: vírgula (Vibrio) -Espiroqueta: espiral (Treponema e Leptospira) Métodos para classificação de bact •Coloração diferencial: -Gram-positivas -Gram-negativas -Bacilos álcool ácido resistentes – BAAR -Não se coram pelo Gram •Testes bioquímicos: Análise das características do metabolismo bacteriano (enzimas e toxinas) •Testes sorológicos •Avaliação do Genoma Citologia bacteriana Célula Procariótica -DNA livre no citoplasma e não associado à histonas; -Não possui organelas revestidas por membranas -Parede celular complexa -Se divide por fissão binaria Parede Bacteriana Reveste a célula bacteriana –Protege a Membrana Plasmática. •Funções: -Proteção osmótica; -Dá forma à bactéria; -Importante na multiplicação bacteriana; -Suporte de antígenos somáticos bacterianos: Flagelos, fímbrias, proteínas de superfície; • Grande importância clinica: -Patogenicidade -Diferenciação de tipos bacterianos -Alvo de antibióticos •Composição Química: PEPTIDOGLICANO (PPG) •Classificação por tipo de Parede: -GRAM +: espessa camada de ppg, ácidos tecoico e lipotecoico -GRAM -: camada fina de ppg, possui membrana externa de lipopolissacarideo (LPS), menos permeável. LPS: endotoxina, estimula o sist. Imune e é toxico pro hospedeiro. Possui lipideo A, polissacarídeo e antígeno O. .Paredes atípicas: -BAAR: acido micolico (lipídeo) – microbact Membrana plasmática •Funções: -Permeabilidade seletiva; -Transporte de substâncias por proteínas transmembrana -Produção de energia -Biossíntese PPG -Secreção de toxinas e enzimas Citoplasma -Nucloide: .Não está separado por membrana; . Informação genética –DNA . Cromossoma circular em dupla hélice super enovelado -Plasmídeos: DNA extra-cromossômico; -Ribossomos: . Síntese de proteínas; .70S –Diferente dos eucariotos (80S) –Alvo de antimicrobianos Glicocálice (não essencial) -“Revestimento de açúcar” secretado pela bactéria; -Cápsula: Fibras organizadas e firmemente aderida à parede celular. Fator de virulência, Anti-fagocitária -Biofilme: rede mais frouxa (amorfa) que auxilia as células a se fixarem ao seu ambiente-alvo e umas às outras Fimbrias e/ou Pili: adesão (fimbrias) ou conjugação (pili) Endosporos -Formas de Resistência ao ambiente (calor, dessecação, substâncias químicas) -Poucos gêneros: Clostridium e Bacillus -Esporulação: inicia-se em escassez de nutrientes chave -Auxilia na identificação de algumas bactérias (presença, localização e tamanho) Genetica bacteriana Genoma: Toda a informação genética contida em uma célula; Cromossomo + Plasmídeos Cromossomos: Estruturas contendo DNA que transportam fisicamente a informação hereditária; Genes: São segmentos de DNA que codificam produtos funcionais Genotipo: -Composição genética de um organismo -Propriedades potenciais -Conjunto de genes Fenotipo: -Manifestação do genótipo -Propriedades reais, expressas -Conjuntodeproteínas DNA Bacteriano •Cromossomial: -NUCLEÓIDE: fita dupla ciliar •Extra-cromossomial: -Plasmídeos: . Fita dupla circular ou linear com replicação independente do cromossomo celular . Resistência a antimicrobiano . Produção de bacteriocinas e toxinas -Transposons: .Genes saltadores ou sequências de inserção . Transferência de DNA . Informação genética mínima necessária para sua própria transferência Fluxo da informação genética •Replicação: Uma molécula de DNA de fita dupla parental é convertida em duas moléculas filhas idênticas, semi conservativa. -Na transcrição: a informação genética é copiada no DNA, ou transcrita, em uma sequencia de bases de RNA -Na tradução: A célula usa a informação codificada neste RNA para sintetizar proteínas especificas •Expressão •Recombinação Variabilidade Genética em Bactérias •Mutação: . Alteração na sequência de bases nitrogenadas do DNA . Processo vertical . Replicação do cromossomo bacteriano Mutação missense: troca um aa por outro Mutação nonsense: troca um aa por códon de parada *Classificações mutação -Quanto ao produto final da tradução: 1. Silenciosa; 2. Negativas; 3. Positiva -Quanto a origem: 1.Espontânea → Erro de replicação ou transcrição, falha no sistema de reparo; 2.Induzida → Agentes químicos, físicos ou biológicos. -Quanto ao mecanismo de ocorrência: 1. Mutação de ponto: substituição de bases 2. Mutação múltipla: Recombinação •Recombinação: . Envolve transferência de material genético entre duas células . ProcessoHorizontal . Conjugação, transdução e transformação *Transformação: dna livre .Recombinação homóloga: DNA se insere em regiões homólogas, doadora e receptora compartilham ancestralidade comum .Competência celular: estado em que há alterações na parede celular, tornando-a permeável a moléculas grandes de DNA *Conjugação: plasmideo Mediada por plasmídeo e necessita de contato direto célula célula; PlasmídeoF– Capacidade conjugativa (F+doadora;F-receptora) .Em GRAM-: Pilisexual .Em GRAM+: .Bact receptora – Produção de Feromônio .Bact doadora - Produção de subst. de agregação após ser estimulada por feromônio * Transdução: vírus Transferência de material genético mediada por vírus (bacteriófagos) .Fagos: partícula virais que tem bactérias como hospedeiro . Fagos líticos: Muito agressivos – morte da bactéria Transdução generalizada = pouco eficiente .Fagos lisogênicos: Menos agressivos; Transdução especializada: Alta eficiência na transmissão genética Ciclo Lítico X Ciclo Lisogênico > Ciclo lisogênico - O DNA do vírus incorpora no DNA da bactéria mas não interfere no metabolismo da bactéria, que continua reproduzindo normalmente, transmitindo o DNA viral às bactérias descendentes. > Ciclo lítico - O DNA viral passa a comandar o metabolismo bacteriano e a fazer várias cópias que se transcrevem em RNAm virais. Com essa reprodução exagerada ocorre uma lise na célula, liberando os novos vírus que podem infectar outras bactérias e assim sucessivamente. Interação Bactéria-Hospedeiro Contaminação: presença passageira de micróbios patogênicos ou não na superfície do corpo do animal sem que haja invasão de tecidos Colonização: presença contínua destes micro-organismos por longos períodos, sem invasão tecidual; Infecção: Invasão tecidual e colonização por micro-organismos potencialmente patogênicos Doença: Resultado da infecção no equilíbrio do organismo animal Patógenos agressivos: bactérias sempre associadas à doenças. Ex. Brucella Patógenos oportunistas: o desenvolvimento de doenças ocorre por alterações no equilíbrio microrganismo-hospedeiro. Ex. Staphylococcus Microbiota normal: compreende os microrganismos que colonizam as superfícies internas e externas de indivíduos sadios em associações simbióticas. •Fatores que influenciam: -Características da superfície colonizada -Hábitos Alimentares -Alterações hormonais -Antibioticoterapia -Idade •Funções da Microbiota Normal: 1.Proteção contra infecções por patógenos . Competição por nutrientes; . Competição por sítios de adesão. 2.Modulação imunológica . Intestino: maior órgão imune secundário . “Ensina” ao sistema imune como funcionar de forma eficiente . Fragmento de bactérias estimulam ação mais eficiente dos neutrófilos 3.Metabolismo alimentar: produçãode enzimas que degradam alimentos –essencial para ruminantes 4.Síntese de vitaminas K e complexo B •Tipos de Microbiota Normal -Residente ou Permanente: microrganismos que colonizam determinada superfície por longos períodos. Uma vez eliminada, reconstitui-se rapidamente. Ex. Escherichia coli no intestino grosso -Transitória ou transiente: microrganismos que colonizam o hospedeiro por um curto espaço de tempo, sem causar infecção. Com o tempo será substituída pela microbiota RESIDENTE, sai com água e sabão! Ex. Escherichia coli nas mãos -Infecção oportunista: causadas por micro-organismos aos quais o hospedeiro é, normalmente, imunocompetente. Ex. Gengivite em cão Etapas da infecção no hospedeiro 1. Acesso ao hospedeiro •Portas de entrada: Membranas mucosas e pele •Porta de entrada preferencial: pré-requisito para serem capazes de causar doença; •Dose infectante: É o número mínimo de micro-organismos invasores que levam o animal à apresentar doença 2. Adesão aos tecidos •Adesinas ou ligantes: moléculas que se ligam de forma especifica à receptores do hospedeiro EX. Placadental: Streptococcus mutans – receptores para superfície dental no glicocálice •Fatores de virulência: fimbrias (aderência), capsula (aderência), pili e ac. tecoicos 3. Penetração e disseminação nos tecidos do hospedeiro •Penetração ativa: .Movimento flagelar -Leptospira .Produção de enzimas líticas –destruição das junções celulares; .Rompimento da célula •Penetração Passiva: .Lesões de pele e mucosas; .Vetores; .Internalização –Endocitose e Fagocitose 4. Evasão do sistema imune Essencial para o sucesso da infecção. • Fatores de virulência: capsula (contra fagocitose), componentes da parede celular (aderência e evasão do sist. Imune), enzimas (evasão e disseminação), alteração do citoesqueleto da célula hospedeira, variação antigênica (evasão) 5. Lesão dos tecidos do hospedeiro •Mecanismos de lesão no hospedeiro: -Consumo de nutrientes do hospedeiro; Fator de virulência: Sideróforo (remove ferro das ptn transportadoras) e Hemolisinas (destrói eritrócitos e leucócitos) -Dano direto à região da invasão; -Produção de toxinas; -Indução de reações de hipersensibilidade •Fatores de virulência: *Exotoxinas Tipos: -Toxina A-B: altera metabolismo da célula hospedeira; A- componente ativo; B– componente ligante; Ex.:ToxinaTetânica e Botulínica -Toxina danificadoras de membrana: destrói algum componente da membrana plasmática da célula EX: Hemolisinas e Leucocidina – Listeria -Superantígenos: antígenos que provocam uma resposta imunológica muito intensa; *Endotoxinas - Lipideo A do LPS–Lipopolissacarídeo; Drogas antimicrobianas Agente Antimicrobiano -Antibiótico: Natural -Quimioterápico: Sintético -Semi-sintético Classificação 1. Quanto a origem: natural, sintética ou semi-sintética. 2. Quanto ao Espectro de ação: Estreito ou Amplo; 3. Quanto ao efeito: .Bacteriostático inibe o crescimento bacteriano .Bactericida–morte bacteriana. 4. Estrutura química: (ex.Beta-lactâmicos penicilina). 5. Quanto ao sítio de ação: - Drogas que inibem a síntese da parede celular: Beta-lactâmicos e antimicobacterianos - Drogas que inibem a síntese de proteínas: Aminoglicosídeos e tetraciclinas. - Drogas que inibem a síntese de Ácidos Nucleicos: Quinolonas - Drogas que atuam na membrana citoplasmática: Polimixinas - Drogas que inibem vias metabólicas: Sulfonamidas Drogas que inibem a síntese da parede celularBeta-lactâmicos Agem sobre as Transpeptidases: . Penicilinas; .Cefalosporinas; .Carbapenemas; .Monobactâmicos 1. Penicilinas: **** - Susceptíveis à beta-lactamases e espectro estreito: .Penicilina G .Penicilina Procaína .Penicilina Benzatina .Penicilina V - Resistentes à Betalactamases: . Meticilina .Oxacilina -Espectro estendido: . Ampicilina .Amoxicilina 2. Cefalosporinas: - Anel beta-lactâmico um pouco diferente - 1ª a 5ª geração (diferentes espectros de ação) - ex. Cefalotina e cefalexina, cefoxitina, cefotaxima 3. Carbapenemas: - Amplo espectro de ação – última linha de ataque. - Ex.: Imipenem e Meropenem; *Inibidores de Beta-lactamase - Não possui ação anti-microbiana! -Prescrito sempre em associação com um antimicrobiano -lactâmico; -Age sobre micro-organismos produtores de beta-lactamase; ex.ácido clavulânico Drogas que inibem a síntese da parede celular anti-micobacterianos - Isoniazida: . Inibição da síntese de ácido micólico; . Pouco efeito sobre bactérias de outros gêneros Drogas que inibem a síntese de proteínas . Diferença na estrutura dos ribossomos →toxicidade seletiva . Células eucarióticas 80S; . Células procariótica 70S (unidades 50 e 30S) Resistência Antimicrobiana - Diagnostico inadequado - Má qualidade de medicamentos - Uso irracional - Mutações - Recombinações Genicas • Resistência simples: bactérias resistentes a uma só droga. (Mutação - vertical) •Resistência múltipla: bactérias resistentes a mais de uma classe de drogas, por diferentes mecanismos. (Recombinação genica plasmideos – horizontal) • Resistência cruzada: um único mecanismo que confere Resistência para diferentes drogas. • Persistência: sobrevivência in vivo da bactéria apesar desta apresentar sensibilidade à droga nos testes in vitro • Resistência natural ou intrínseca: constante em uma espécie (caráter hereditário) • Resistência adquirida: apenas alguns de uma espécie •Mecanismos de resistência à antimicrobianos: .bloqueio de entrada . inativação do Antimicrobiano . Efluxo rápido do Antimicrobiano . Alteração da molécula alvo •Resistência em S. aureus (multirresistentes): - Década de 40: resistência a penicilina - Década de 60: resistência a meticilina Cocos Gram positivos Staphylococcus sp. e Streptococcus sp. - Microbiota normal de animais de sangue quente - Ampla distribuição ambiental - Parede típica - Formato de coco - Staphylococcus: .arranjo em cachos de uva .microbiota: pele e mucosas - Streptococcus: .arranjo em cadeia .microbiota: orofaringe, trato genital, teto, ocasionalmente na pele Staphylococcus sp. - Anaeróbios facultativos - Imóveis - Halotolerantes - Produzem catalase (Resistência à fagocitose) - Estafilococos coagulase (evasão do sistema imune) positivos (ECP): S. aureus e S. pseudintermedius - Estafilococos coagulase variável: S. hyicus - Estafilococos coagulase negativa (ECN): S. epidermidis -Fatores de virulência: ac. tecoicos, capsula, catalase, coagulase, toxina da síndrome do choque térmico... •Patogenia e doenças associadas - Infecções superficiais: Abscessos cutâneos e infecções de feridas - Infecções do trato genito-urinário: cistite - Infecções sistêmicas: pneumonias e endocardites - Quadros tóxicos: Síndrome pele escaldada e intoxicação alimentar • Mastite contagiosa em ruminantes – Staphylococcus Aureus - Microbiota da região apical do teto - Patogenias: Colonização do teto, microlesões no canal teto,colonização ducto e alvéolo → Produção de citotoxinas e expansão do tecido conjuntivo e atrofia lobular. - Apresentações clínicas: aguda clinica e subclínica Tratamento mal conduzido = CRONICIDADE • Epidermite exudativa em porcos – S. hyicus produtor de toxina - Microbiota normal de suínos - Patogenias: Infecção via trauma, evasão do sist. Imune, produção de toxina epidermolítica → lesões - Apresentações clínicas: forma localizada ou clássica • Pioderma em cães – S.pseudintermedius e S. aureus Patogenias: - Rompimento da integridade de pele e mucosas - Produção de leucotoxinas e enterotoxinas estafilocócicas - Formação de pústulas → furúnculos e/ou abscessos • Staphylococcus: Controle e tratamento - Controle dos fatores de risco associados às infecções estafilocócicas -Tratamento: . Colheita de amostra pré-tratamento com droga de ataque . Teste de susceptibilidade à antimicrobianos • Staphylococcus: importância em saúde pública - Transmissão e reservatório de estirpes multirresistente - Intoxicação alimentar por enterotoxinas estafilocócicas Streptococcus sp. - Anaeróbios facultativos: alguns anaeróbios – Capnófilos - Requerimento nutricionais complexos: exigentes - Não halófilos -Fermentadores de carboidratos: formam principalmente ac. Láctico - Catalase negativos •Classificações: - Padrões hemolíticos: . HEMÓLISE- parcial degradação da hemoglobina ex: S. pneumoniae e S.mutans . -HEMÓLISE - total degradação da hemoglobina ex: S. equi e S. agalactiae . γ-hemólise: ñ hemolítico ex: Estreptococos orais • Fatores de virulência - Adesinas de matriz extracelular - Proteina M (principal fator de virulência): adesão e evasão do sist. Imune - Capsula - Exotoxina pirogênica - Hemolisinas - Enzimas: Hialuronidase, DNAses, proteases • Mastite contagiosa em ruminantes – Streptococcus agalactiae - β-Hemolítico - Parasita do teto mamário - Em humanos causa septicemia e meningite neo-natal, mas NÃO TEM RELAÇÃO ZOONÓTICA -Patogenia e fatores de virulência: Adesão por proteínas de superfície, evasão do sist. Imune, lesão no hospedeiro *Infecção ascendente lenta e progressiva = inflamação e fibrose. *SEM TRATAMENTO = INFECÇÃO CRÔNICA • Mastite AMBIENTAL em ruminantes – outros streptococcus - Possibilidade de erradicação do S. agalactiae do rebanho = Importante identificar!!!!! • Controle e tratamento da mastite em ruminantes: - Controle: Adoção de medidas higiênicas de manejo e abate de animas com mastite contagiosa - Tratamento: Penicilinas de uso intramamário Streptococcus equi - Estreptococos β-hemolíticos • Streptococcus equi subsp. Equi: Adenite ou garrotilho em equinos -Hospedeiro específico: Patógeno de equídeos jovens (< 5 anos) - Infecções do trato respiratório e linfonodos associados - Secreção nasal serosa e purulenta, dor local, tosse e anorexia - ALTA MORBIDADE: taxa alta de portadores - BAIXA MORTALIDADE - Transmissão por contato com as secreções contaminadas - Fácil transmissão em aglomerações de equinos -Patogenia e fatores de virulência: . Entrada Mucosa do trato respiratório superior . Adesao: proteína M e capsula . Processo inflamatório: parede bacteriana, exotoxina pirogênica . Evasão do sist. Imune: proteína M e capsula . Lesão tecidual: Hemolisinas + outras enzimas . Abscesso -Tratamento e controle: . Penicilina . Tratamento do local de abscesso . Isolamento e quarentena . Desinfecção de fômites . Vacinação: eficiência controversa- diminui número de casos e gravidade Cocos Gram positivos: Diagnóstico laboratorial - Coloração de gram - Teste da Catalase: + sthapylo – strepto - Testes bioquímicos - PCR genes alvo - Staphylo: meio ágar manitol salgado, teste de coagulase - Strepto: meio ágar sangue, padrão hemolítico e teste CAMP Gênero Bacillus - Gram positivos - Anaeróbios facultativos - Esporulados - Tem o solo como habitat - Forma vegetativa: Altamente sensível, esporulam ou morrem. - Forma esporulada: Muito resistente no ambiente - Esporulação: . Processo gradual . Dependente de fatores ambientais e nutritivos para se completar . Esporulação não se inibe pela presença de O2 . Clima quente e úmido favorecem uma alta taxa de esporulação . Alguns microambientes permitem a germinação -Grande preocupação pra indústria! Bacillus cereus - Agente oportunista; -Amplamente disseminado no ambiente e alimentos; -Algumas cepas são psicrotróficas (Crescem a 4-5oC) - Formam esporos hidrofóbicos e com filamentos . Lavagem convencional elimina apenas 40% dos esporos . Aderem fortemente à superfícies . Mangueiras, tubulações, tanques – Indústria agro-alimentares . Contaminação de medicamentos tópicos - infecção de feridas •Fatores de virulência - EVASÃO e ADESÃO: S-layer (evita fagocitose) - AGRESSÃO: produção de toxinas: . Síndrome diarreica (Hemolisina BL e Enterotoxina não hemolítica) . Síndrome emética – CEREULIDA (Isoladas de arroz, macarrão e leite em pó, resistente à proteólise) • Doenças associadas - Abortamentos em bovinos e ovinos - Mastite em bovinos: . Mastite gangrenosa (grave) .Acesso cirúrgico no úbere; .Medicação por via ascendente; - Toxinfecção: humanos e cães Alimentos deixados em temperatura ambiente após muitas horas do preparo. .Forma diarreica: Colonização do intestino delgado= produção de HBL e NHE (sensíveis à proteases). Ingestão de laticínios, peixes e carnes. .Forma emética: Cereulida (resistente à proteases). Ingestão de alimentos ricos em amido (arroz, farinhas, feijão) – B. cereus não destrói o amido = alimento de aspecto normal • Diagnóstico - Material: Fezes, vômito ou o alimento suspeito - PCR - Cultura bacteriológica: isolamento em ágar sangue, são móveis e hemolíticas Bacillus anthracis - Bacilos GRAM + - Capsula - Imóveis - Formam esporos - Disseminados pelo ambiente – microbiota normal de solo - Infecção eficiente depende: Dose infectante, sítio de infecção e condição do organismo hospedeiro - Transmissão: Ingestão (mais comum), inalação ou percutânea Carbúnculo hemático Germinação dos esporos na mucosa da garganta ou TGI multiplicação nos focos de infecção via linfática SEPTICEMIA Formas da doença: cutânea, pulmonar e gastrointestinal. • Fatores de virulência - Cápsula - Holotoxina: Deterioração da hemodinâmica do animal, que morre por choque circulatório. Edema e lesão tecidual • Sintomatologia Edema + hemorragia + morte súbita • Diagnóstico - Material: sangue, líquido aspirado de edemas ou swab de lesão cutânea, baço. - Evitar contaminação ambiental: NÃO NECROPSIAR ANIMAL COM SUSPEITA • Controle e profilaxia - Identificação e eliminação da fonte de infecção - Incineração das carcaças e descontaminação do local da carcaça e dos itens utilizados no diagnóstico - Profilaxia de outros animais expostos à fonte de infecção e drenagem e saneamento das áreas pantanosas - Vacinação: controle (exposição) e profilaxia - Homem: Proteção individual, ciprofloxacina e doxicilina Tratamento: Estreptomicina e soro hiperimune Gênero Listeria sp. - Bastonetes Gram + curtos - Anaeróbios facultativos - Intracelular facultativo - Não formam esporos - Toleram altas concentrações de NaCl - Psicrotróficos: Crescem mesmo em ambientes refrigerados – importância no controle microbiano de alimentos - Contaminação: solo, pastagens, silagem, vegetais em decomposição, esgoto, fezes de animais sadios (microbiota), ruminantes são reservatórios. - Transmissão: contato direto e indireto com fontes de contaminação. Via cutânea, oral, respiratória, urogenital e transplacentária. - Principal agente etiológico: Listeria monocytogenes • Fatores de virulência - Internalina - Listeriolizina O - Fosfolipases - ActA • Patogenia - Entrada no organismo hospedeiro por via oral - Adesão ao epitélio intestinal pelas INTERNALINAS A e B - Fagocitosepor macrófagos - Destruição dos vacúolos pela LISTERIOLISINA O e FOSFOLIPASES - Proliferação - Locomoção através da mobilização dos filamentos de actina (ActA) - Formação do “dedo de luva” - Infecção de outras células • Sintomatologia - Abortamentos - Encefalites/ meningites - Ceratoconjuntivite - Septicemia • Importância em saúde pública Doença em humanos caracterizada por surtos. -Sintomatologia branda em indivíduos hígidos: mal estar geral, forma cutânea (doença ocupacional) - Sintomatologia grave em pessoas susceptíveis (grávidas, idosos e imunodeprimidos): septicemia, abortamento, meningite. - Alta mortalidade • Diagnóstico - Material para coleta:Tecidos, sangue, líquor - Métodos: .Esfregaço das lesões: cocobacilos Gram (+) .Imunofluorescência .Histopatologia .Cultura .Coloração de Gram .Imunofluorescência .Histopatologia - Meio de cultura: Ágar sangue • Controle e prevenção - Controle de silagem; - Isolamento dos animais infectados; - Vacinas vivas atenuadas (diminui prevalência); -Ampicilina, penicilina, eritromicina, tetraciclina e rifampicina; - Cuidados com alimentos susceptíveis; - Práticas de higiene e prevenção contra recontaminação
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