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microbiologia Odontologia @resumosemdupla Introdução a Microbiologia A microbiologia é a ciência que estuda os microrganismos que existem isoladamente (protozoários) ou aglomerados (bactérias). Antony Van Leeuwenhok Foi o primeiro a descrever microrganismo com microscópios rudimentares. Realizou observações e descrições das formas microscópicas de vida. Entre suas observações podem ser encontradas descrições de protozoários, formas básicas de bactérias, fungos e algas. Robert Kock Teve a compreensão da epidemiologia das doenças transmissíveis. Kock estabeleceu uma sequência definida de etapas experimentais para demonstrar e comprovar que determinado microrganismo era, de fato, agente etiológico de determinada doença. As etapas do Postulado de Koch são as seguintes: I. O agente etiológico deve ser encontrado em todos os casos da doença; II. O microrganismo deve ser isolado do hospedeiro e deve crescer em cultura pura; III. A cultura pura do microrganismo suspeito deve reproduzir a doença específica após sua inoculação em animal suscetível; IV. O mesmo microrganismo deve ser novamente isolado do hospedeiro infectado. Classificação dos microrganismos A unidade fundamental dos seres vivos é a célula. Considerando-se a estrutura celular, os microrganismos podem ser divididos em procarióticos e eucarióticos. Células procarióticas não apresentam membrana nuclear separando citoplasma e núcleo e não apresentam organelas celulares delimitadas por membranas, são representados pelas bactérias, normalmente obtêm nutrientes somente por absorção e não podem ingerir alimentos ou realizar fotossíntese. As células eucarióticas diferenciam-se pelo seu tamanho maior, presença de núcleo definido e organelas celulares envolvidas por membrana, os microrganismos eucarióticos, compreendem-se aos protozoários, algas e fungos. Os eucariotos e os procariotos são considerados organismos porque contêm todas as enzimas indispensáveis à sua reprodução, bem como mecanismos necessários para produção de energia metabólica. Os vírus, outro grupo de microrganismos, dependem de células hospedeiras para o desempenho de suas funções vitais. Existem três maneiras dos seres vivos realizarem sua nutrição: I. Fotossíntese, processo no qual ocorre conversão de CO2 e água em carboidratos, com a utilização da energia da luz; II. Absorção, captação de nutrientes químicos dissolvidos em água; III. Ingestão, entrada na célula de partículas não dissolvidas em água. Em 1969, Robert H. Whitaker classificou os seres vivos de acordo com a estrutura celular e a maneira como realizavam a nutrição em cinco reinos: Reino Monera, Reino Protista, Reino Plantae, Reino Animalia e Reino Fungi. Carl Woese sugeriu, em 1990, uma nova categoria taxonômica acima dos reinos, denominada domínio. Essa classificação foi baseada em estudos comparativos das células procarióticas e eucarióticas no nível molecular e em sua provável relação evolutiva. Em 1998, Woese propôs teorias de como os três domínios podem ter surgido. A ideia inicial propõe que a partir de um ancestral comum universal se dividiu primeiro em Bacteria e Archae, e então Eukarya se ramificou a partir de Archae. Uma segunda hipótese sustenta que todos os três domínios surgiram simultaneamente a partir de um grupo de ancestrais comuns, capazes de trocar genes entre si. Uma terceira hipótese postula a existência de um quarto domínio que contribuiu para a grande quantidade de genes nos Eukarya, e então tornou-se extinto. Os três domínios são: I. Eukarya: contém todos os reinos dos organismos eucariontes; os animais, as plantas, os fungos e os protistas; II. Bactéria: são as bactérias verdadeiras (eubactérias). Incluem as bactérias Gram- negativas, Gram-positivas, espiroquetas, richettsias, clamídias e micoplasmas; III. Archae: são procariontes primitivos adaptados a ambientes extremos (arqueobactérias). As arqueobactérias diferem das eubactérias em diversas características, como estrutura de parede celular e na RNA polimerase; Bactéria São células procarióticas de tamanho relativamente pequeno, que não apresentam membrana nuclear. O material genético das bactérias constitui-se de DNA circular. Existem dois tipos diferentes de procariotos: as eubactérias e as arqueobactérias. As eubactérias são bactérias mais comuns, incluindo as Gram-positivas e Gram-negativas e algumas que carecem de parede celular. As arqueobactérias não produzem peptideoglicano, vivem em condições adversas e efetuam reações metabólicas pouco comuns, como formação de metano. Eubactérias Gram-negativas: possuem envoltório celular complexo, tipo Gram-negativo, constituído de membrana externa, uma camada interna de peptideoglicano e membrana citoplasmática. Eubactérias Gram-positivas: possuem parede celular do tipo Gram-positivo. Estão incluídas bactérias formadoras e não de esporos e actinomicetos. Protozoário São protistas unicelulares eucarióticos incapazes de fotossíntese. São heterotróficos, não apresentam clorofila e não têm parede celular rígida. A maioria apresenta mobilidade através de cílios e flagelos. Outros se movimentam pela emissão de pseudópodes (amebas). Alguns causam doenças no ser humano (malária, por exemplo) e em animais. Alga Apresentam parede celular rígida e a maioria é autotrófica fotossintetizante. São principalmente eucarióticas, porém, algumas são procarióticas. Podem ser unicelulares e microscópicas ou multicelulares apresentando grande variedade de formas e tamanhos. As algas procarióticas são representadas pelas algas azuis da divisão Cyanophyta. Sua importância em microbiologia médica restringe-se à toxicidade quando da ingestão de água contaminada. Dentro das algas eucarióticas, algumas são aclorofiladas, dentre as quais incluem o gênero Prototheca, capazes de causar infecções sistêmicas ou localizadas em humanos, chamadas prototecoses. As algas do gênero Prototheca têm distribuição universal e são isoladas do solo e água (doce e salgada). São encontradas em animais e no homem (pele e trato gastrointestinal). A infecção ocorre pela inoculação do agente por meio de traumas, laceração de tecidos moles, cirurgias e exposição profissional. As formas sistêmicas estão associadas à imunodeficiência do hospedeiro. Em infecções humanas foram isoladas as espécies Prototheca zopffi e P. wickerhammi. Fungo Apresentam células eucarióticas com parede celular rígida e podem ser unicelulares ou multicelulares. São desprovidos de clorofila, não realizando consequentemente fotossíntese. Alimentam-se por absorção do ambiente. Entre os fungos classificados como microrganismos, estão àqueles multicelulares que produzem estruturas filamentosas (hifas) e são chamados de bolores, enquanto as leveduras são fungos unicelulares. Vírus São parasitas intracelulares obrigatórios, cujo genoma é constituído por um só tipo de ácido nucleico (DNA ou RNA) e que utiliza os sistemas enzimáticos celulares para síntese de elementos que fazem parte da sua estrutura. Os vírus apresentam a capacidade de a partir de uma unidade originarem outras (mesmo que dentro de células). Eles diferem dos demais seres vivos nas seguintes características: I. Não apresentam a célula como unidade estrutural básica, como os demais seres vivos; II. Apresentam como constituinte orgânico básico ácido nucleico e proteínas; III. Podem conter uma ou mais enzimas, entretanto, seu conteúdo enzimático não é suficiente para reproduzir outro vírus; IV. São inertes no ambiente extracelular; V. Replicam-se em células vivas, sendo parasitas ao nível genético. Taxonomia É a forma como os microrganismos são classificados. A classificação dos micro-organismos é feita pela observação de dados morfológicos, bioquímicos, fisiológicos, genéticose ecológicos. O sistema de classificação biológica está baseado na hierarquia taxonômica, que permite ordenar os grupos de microrganismos em categorias ou posições: I. Espécie: abrange um grupo de micro- organismos afins; II. Gênero: agrupa as espécies similares; III. Família: constituída de gêneros relacionados; IV. Ordem: conjunto de famílias com características comuns; V. Classe: conjunto de ordens relacionadas; VI. Divisão: reunião de classes relacionadas; VII. Reino: reúne todos os organismos em uma determinada hierarquia; VIII. Domínios: mais amplos que a categoria de reino. Incluem Bactéria, Archae e Eukarya. Nomenclatura A nomenclatura dos microrganismos, com exceção dos vírus, utiliza o sistema binomial estabelecido por Linnaeus, comum a todos os seres vivos. O nome do microrganismo consiste de duas palavras; a primeira determina o gênero e a segunda à espécie. O nome do gênero deve ser escrito com a primeira letra em maiúsculo e da espécie em minúsculo. As duas palavras devem ser diferenciadas do texto, em itálico ou grifadas. O nome de subespécie consiste em uma palavra em itálico ou grifado, após o nome da espécie seguida da abreviatura ss. Quando o nome do micro-organismo for referido como grupo, não se escreve com maiúsculo, itálico ou grifado. Palavras que designam grupos sorológicos ou nomes de grupos também não são italizadas ou grifadas. Bactérias As bactérias são os menores microrganismos unicelulares existentes. A mais estudada das bactérias é a Escherichia coli, sendo a mais encontrada nas fezes. As menores bactérias são os micoplasmas, formas que não apresentam parede celular. Existem dois tipos de bactérias: eubactérias e arqueobactérias. Aspecto morfológico As bactérias apresentam três tipos morfológicos principais: os cocos, os bacilos e as formas espiraladas. Cocos: são bactérias esféricas ou de secção elíptica, formam grupamentos. Apresenta várias morfologias: cocos, diplococos, tétrades, cubos, estreptococos, estafilococos. Bacilos: são bactérias de formas cilíndricas. A morfologia dos bacilos é bastante variada:cocobacilos, fusiformes, curtos com extremidade reta, filamentosos, pleomórficos. Espiraladas: apresentam-se em forma de hélice ou saca-rolhas, sendo considerados como bastonetes torcidos sobre si mesmo, e o comprimento é maior em relação a largura. Apresentam três formas principais: vibriões, espirilos, espiroquetas. Citologia bacteriana Algumas estruturas estão presentes em certas espécies bacterianas, outras estão presentes mais comumente em uma espécie que nas demais. A parede celular, membrana citoplasmática, citoplasma nucleóide estão presentes em todas as bactérias, pois são estruturas fundamentais. As células procarióticas não possuem núcleo verdadeiro e o seu DNA está enovelado em uma estrutura conhecida como nucleóide. Parede celular A parede celular bacteriana apresenta-se como uma estrutura rígida que recobre a membrana citoplasmática, responsável pela forma bacteriana. Ela mantém a pressão osmótica, funciona como suporte de antígenos, apresentam composição química diversificada. As principais diferenças estruturais e das características químicas ocorrem, principalmente, entre bactérias Gram-positivas, Gram-negativas, micobactérias e espiroquetas. Nas bactérias, a arquitetura da parede celular é variável, sendo por isso classificada em dois grandes grupos: gram-positivo e gram-negativo. Gram-positivas e gram-negativas As gram-positivas são mais simples e apresentam duas camadas de peptideoglicano, já as gram-negativas são mais complexas, apresentam uma camada de peptideoglicano. No processo de coloração de gram, as células são tratadas com cristal violeta (corante primário) e em seguida com uma solução de iodo (mordente). Isso resulta na formação de um complexo cristal violeta-iodo dentro das células. Quando uma bactéria gram-negativa é tratada com etanol, o lipídeo na membrana externa é dissolvido e removido, rompendo a membrana externa e aumentando sua permeabilidade. Assim, o complexo corante pode ser removido, descorando a bactéria gram-negativa (que pode ser tingida com o corante de fundo safranina). Em bactérias gram-positivas, o etanol faz com que os poros no peptideoglicano se contraiam, e o corante cristal violeta permanece no interior da célula. As diferenças entre gram-positiva e gram-negativa através do método de coloração de gram está na permeabilidade da parede celular, composição química, estrutura bacteriana e metabolismo. Membrana citoplasmática Apresenta estrutura molecular semelhante à membrana citoplasmática das células eucarióticas, sendo formada por duas camadas moleculares de fosfolipídios e proteínas mergulhadas nessas camadas. Contribui para manter o equilíbrio entre o interior e exterior das células e regula a entrada e saída de muitas substâncias entre o citoplasma e o meio extracelular. Uma das funções da membrana citoplasmática é o transporte de moléculas para dentro da célula, permeabilidade seletiva, sede de precursores da parede celular e secreção de enzimas e toxinas. Citoplasma É delimitado pela membrana citoplasmática, local de maior concentração metabólica bacteriana com ausência de estruturas membranosas e é sede de reações para a síntese de componentes celulares. Apresentam em sua composição: Ribossomos: responsáveis pela síntese de proteínas. Diferem dos eucariotas no tamanho e composição química. Organizados em unidades de 70S, já os eucarióticos, que são 80S. Diferenças são a base para a toxicidade seletiva de alguns ATBs que inibem a síntese proteica bacteriana, mas não a humana. Inclusões citoplasmáticas: depósitos de material de reserva de energia para metabolismo celular. Mesossomos: papel na replicação do DNA e divisão celular, respiração bacteriana. Cromossomo bacteriano (ou nucleóide): material genético. Glicocálice Envoltório que recobre a maioria das células constituído de glicoproteínas e lipídeos que funcionam como marcadores da identidade celular. Nas bactérias, o glicocálice situa-se no lado de fora da parede celular e pode aparecer sob duas formas diferentes: um glicocálice gelatinoso distinto que é chamado de cápsula bacteriana ou uma camada irregular difusa chamada de camada limosa. As funções da cápsula: virulência (impede ou inibe a fagocitose), adesão de superfície (mucosa oral, dentes, formação do biofilme), proteção e fonte de energia. Apêndices bacterianos Flagelos: são estruturas responsáveis pela mobilidade bacteriana, representados por longos filamentos delgados e ondulados, constituídos de uma proteína contrátil fibrosa a flagelina. São maiores que a célula bacteriana. Fímbrias ou PILI: são filamentos finos, capilares, mais curtas e delicadas, responsável pela patogenidade de gram. Constituídos por uma proteína, a pilina. As fímbrias comuns aderem sobre uma superfície de células do hospedeiro, primeiro passo para a infecção. Esporos ou endósporos: são células de repouso, altamente resistentes aos agentes físicos (calor, radiação) e químicos (produtos tóxicos), reforçando a forma de sobrevivência e não de reprodução. Quando há fontes nutricionais favoráveis, os esporos são ativados. A esporulação ocorre quando a água e os nutrientes (carbono e/ou nitrogênio) se tornam desfavoráveis. Cada bactéria forma um esporo interno, que é liberado quando a célula mãe sofre autólise. Resistentes, produzidos por algumas bactérias. Crescimento bacteriano e divisão celular As bactérias necessitam de nutrientes para atividades metabólicas e para divisão celular, e crescem melhor em um ambiente que satisfaça essas necessidades. Quimicamente, as células bacterianas são constituídas de polissacarídeos, proteínas, lipídios, ácidos nucleicos e peptideoglicano,os quais são sintetizados para um crescimento bem sucedido. O crescimento é o aumento do conteúdo do protoplasma bacteriano pela síntese de ácidos nucleicos, proteínas, polissacarídeos, lipídeos e a adsorção de água e eletrólitos que termina na divisão celular. A pressão de crescimento leva à divisão celular, caracterizando a multiplicação bacteriana. O crescimento bacteriano consiste no equilíbrio na síntese dos componentes do citoplasma, inclusões e parede celular, a partir de materiais disponíveis em seu ambiente. Exige a presença de nutrientes essenciais, em concentrações ideais e ambiente propício fatores de natureza física, inorgânica e orgânica. As funções vitais das bactérias são a construção do protoplasma, divisão celular e transporte de substâncias pela membrana citoplasmática. Fatores de natureza física e inorgânica Temperatura: diferentes bactérias possuem capacidade de se desenvolver em várias faixas de temperatura. A velocidade das reações bioquímicas é diretamente proporcional à temperatura. As psicrófilas crescem faixa de temperatura de 0 a 30°C, já as mesófilas crescem na faixa de temperatura de 5 até 45°C e as termófilas crescem usualmente na faixa de 25 a 75°C. PH: os microrganismos necessitam de pH ótimo para crescimento em determinados meios de cultura. A maioria dos microrganismos que fazem parte da microbiota humana residente, assim como os patogênicos, apresenta pH ótimo em torno de 7,0, sobrevivendo em faixa de 4 a 8 para crescimento. Oxigênio: uma boa oferta de oxigênio aumenta o metabolismo e o crescimento da maioria das bactérias. O oxigênio atua como aceptor de hidrogênio nas etapas finais de produção de energia gerando duas moléculas: peróxido de hidrogênio (H2O2) e radicais livres superóxido (O2). Ambos são tóxicos e por isso precisam ser destruídos. Duas enzimas são utilizadas pelas bactérias para descartar esses compostos tóxicos: superóxido dismutase, que catalisa a reação: 2O2 + 2H+→ H2O2 + O2 e a segunda é a catalase, que converte o peróxido de hidrogênio em água e oxigênio: 2H2O2 → 2H2O + O2. A utilização do oxigênio como aceptor de hidrogênio pelas bactérias é variável, permitindo classificá-las nos grupos abaixo relacionados: Aeróbios obrigatórios: desenvolvem-se apenas em presença do oxigênio. Microaerófilos: requerem oxigênio, porém em quantidades menores que as concentrações normais. Anaeróbios facultativos: crescem na ausência ou na presença de oxigênio, podendo utilizá-lo ou não. Anaeróbios: não utilizam o oxigênio como aceptor de hidrogênio. De acordo com a tolerância que esses microrganismos apresentam em relação ao oxigênio, podem ser subdivididos: Anaeróbios aerotolerantes: são capazes de crescer em ambiente contendo ar ou em incubadores de CO2, mas crescem melhor em anaerobiose. Anaeróbios moderados: só crescem em presença de no máximo 2 a 8% de oxigênio livre. Anaeróbios estritos: não se desenvolvem em presença de mais de 0,5% de oxigênio livre. Dióxido de carbono: todas as bactérias necessitam de certa concentração de CO2. Alguns microrganismos necessitam de teor de CO2 livre superior a 5% para o seu crescimento, sendo chamados de bactérias capnofílicos. Íons inorgânicos: fornecidos pela água ou pelos constituintes do meio de cultura. As bactérias necessitam íons ferro (Fe+), potássio (K+), magnésio (Mg+), enxofre (S+), zinco (Zn++), cobre (Cu++), fosfatos, carbonatos. Fatores de natureza orgânica Fontes de carbono: o carbono é o elemento essencial para as bactérias sintetizarem os componentes celulares. Deve ser fornecido na forma de compostos orgânicos ou inorgânico. O carbono é obtido a partir de duas formas principais: Autotróficas: capazes de utilizar o CO2 como única forma de carbono. Heterotróficas: requerem além do CO2, outra forma orgânica de carbono para obtenção de energia. As bactérias patogênicas para o ser humano e animais superiores são geralmente heterotróficas. Fontes de Nitrogênio: as bactérias podem utilizar como fontes de nitrogênio os aminoácidos, peptonas e peptídeos, extrato de tecidos (carne, cérebro e outros tecidos), extratos de leveduras (contêm peptonas e vitaminas), entre outros. Fatores de crescimento: substâncias que determinadas bactérias são incapazes de sintetizar, mas que são necessárias à síntese e ao metabolismo celular. Ciclo de crescimento bacteriano Ao se desenvolver em um meio de cultura adequado, as bactérias apresentam quatro fases de crescimento característico: A fase lag a população é constante e ativa. A fase log a população cresce exponencialmente. A fase estacionária a população é constante. A fase declínio e a queda da população. Metabolismo bacteriano Conjunto de reações químicas que ocorrem no interior das células. O anabolismo é necessário para o crescimento, a reprodução e o reparo das estruturas celulares, já o catabolismo fornece ao organismo a energia necessária para seus processos vitais, como movimento, transporte e síntese de moléculas complexas. A fermentação é um processo químico, com a ausência de gás oxigênio, que consiste na síntese de ATP sem o envolvimento da cadeia respiratória, etapa característica do processo de respiração celular. No processo da glicólise, a glicose é degradada em piruvato, que por sua vez é metabolizado em diferentes compostos de acordo com o tipo de fermentação. Na fermentação láctica o piruvato é convertido a ácido láctico, na fermentação alcoólica o mesmo é convertido a etanol, e assim sucessivamente. Divisão celular As bactérias se reproduzem por um processo chamado de divisão binária, no qual a célula parental se divide para formar uma progênie de duas células. Genética bacteriana Genética significa o estudo da variação e da herança das características de um organismo. A unidade da hereditariedade é o gene, formado por um segmento de DNA que transporta, em sua sequência de nucleotídeos, a informação sobre determinada propriedade bioquímica ou fisiológica. Genótipo: conjunto completo de genes possuídos pela célula. Fenótipo: conjunto de propriedades manifestadas pela célula em um dado momento. O genótipo representa o total das potencialidades da célula e o fenótipo representa as características que são manifestadas. Variação fenotípica ou adaptação fisiológica: são mudanças ou modificações em sua morfologia, ou em sua atividade metabólica, impostas pelo meio ambiente (composição química do meio de cultura, variações de pH, temperatura, etc), porém, sem alterações genéticas - são reversíveis. Mutações: é quando essas modificações alteram a estrutura do DNA (sequência de nucleotídeos), e esta passar para as gerações seguintes, acarretando alterações na célula, como a nutrição, morfologia e susceptibilidade aos antimicrobianos. Pode ocorrer por substituição, inserção ou deleção de um nucleotídeo na sequência de DNA. - são irreversíveis. Cromossomo bacteriano É uma molécula circular única de DNA. Apresenta as seguintes funções: Replicação: a partir de uma molécula de DNA é replicada nova molécula idêntica, é semiconservativa. Para a replicação é preciso da enzima DNA polimerase. Tradução: representa o conjunto de mecanismos que apresenta a finalidade de realizar a leitura da mensagem enviada pelo DNA, resultando a síntese proteica. Transcrição: a partir da molécula de DNA é transcrita a molécula do RNA. Três tipos de RNA já foram isolados das bactérias: RNA mensageiro (RNAm) ; RNA transportador (RNAt) RNA ribossômico (RNAr). Material genético extracromossômico Plasmídeos: moléculas extracromossomiais circulares, fechadas, constituídas de DNA de dupla fita, que se replicam de maneira autônoma, e são geralmente incapazes de integração ao DNA do cromossomo bacteriano. Elementos transponíveis:são sequências lineares de DNA de dupla fita, capazes de promover sua própria replicação. Estão localizadas em determinados sítios do cromossomo bacteriano. Existe dois tipos principais: a sequência de inserção, sendo os menores. E a transposons, sendo pequenas sequências de DNA que se translocam no cromossomo, relacionados com a resistência aos antimicrobianos e produção de toxinas. Recombinação ou transferência de genes em bactérias Transformação: penetração de DNA solúvel, liberado para o meio por bactéria doadora, em bactéria receptora competente, e incorporação em seu genoma. Pode conferir resistência a determinado antibiótico ou independência nutritiva de determinado substrato. Transdução: transferência de material genético entre bactérias, por intermédio de fagos temperados (pouco virulentos). Conjugação: transferência de informação genética entre bactérias por contato direto. Fungos Os fungos estão distribuídos na natureza em ambientes aquáticos ou terrestres, crescem em ambientes com temperaturas variadas e sobrevivem em temperaturas. Constituem um grupo de organismos com cerca de 200.000 espécies, sendo aproximadamente 100 patogênicas para o ser humano. Alguns fungos possuem grande valor comercial graças ao seu importante papel na fermentação de bebidas, alimentos e produção industrial de antibióticos. Por outro lado, alguns fungos estão relacionados com doenças em vegetais, animais e em seres humanos. Apresentam em comparação com as bactérias as seguintes diferenças: processos de reprodução diversificado; características de crescimento em brotamento e hifas; maior tamanho das células; atividades metabólicas menos diversificadas; composição e ultraestrutura da parede celular; dimorfismo; e agentes quimioterápicos a que são sensíveis. Já as semelhanças com as bactérias são: capacidade de causar doenças infecciosas e métodos semelhantes de isolamento e culturas. A formação de hifas e a dicariose são características únicas dos fungos, que não ocorrem em outros seres vivos. A dicariose é uma característica dos fungos com presença de dois núcleos haploides sexualmente opostos, em citoplasma comum. As hifas são filamentos de células que formam o micélio dos fungos. Classificação dos fungos De acordo com sua morfologia, os fungos podem ser classificados como: leveduras (unicelulares), fungos filamentosos ou bolores (multicelulares) e fungos dimórficos. Leveduras: células isoladas, esféricas ou ovais, podem formar cadeias pela união de células individuais, o agrupamento de leveduras denomina-se pseudomicélio que se forma devido a modificação de polissacarídeos da parede celular permitindo o alongamento da célula. Dividem-se por brotamento ou cissiparidade, as leveduras produzem em ágar Sabouraud, colônias circulares, cremosas, opacas ou brilhantes. Dimórficos: apresentam-se sob duas formas morfológicas diferentes, em condições ambientais e nutricionais diversas, ora como levedura, ora como fungo filamentoso. Na fase leveduriforme o organismo é um parasita e quando cultivado a 35 a 37°C; e na forma filamentosa o organismo é saprófita em seu hábitat natural ou incubado em laboratório à temperatura ambiente. Normalmente, o fator determinante para o estabelecimento do dimorfismo é a temperatura. Bolores: são denominados fungos filamentosos ou miceliais, são multicelulares. A principal forma vegetativa é representada pelas hifas. À medida que as hifas crescem formam uma rede entrelaçada que recebe o nome de micélio, formando as colônias devido ao seu crescimento. As estruturas do fungo, morfologia dos esporos e aparência da colônia em meio de cultura, além da atividade bioquímica, são dados importantes para a identificação dos fungos filamentosos. Classificação do micélio Micélio vegetativo: sustentação e absorção de nutrientes; Micélio aéreo: dá origem a células reprodutivas; Micélio reprodutivo: reprodução; Haustórios: penetram no hospedeiro a fim de conseguir alimento; Classificação das hifas Septadas ou cenocíticas possuem numerosas paredes cruzadas, ou septos, que separam as células individuais, porém cada septo possui orifícios que permitem o trânsito livre de constituintes celulares e núcleos. Não septadas ou cenocíticas forma de uma célula tubular única com muitos núcleos. Diferença entre esporos fúngicos e esporos bacterianos Os esporos fúngicos são unidades de reprodução dos fungos. Já os esporos bacterianos são formas latentes de bactérias, altamente resistentes a condições ambientais e nutricionais. Citologia As células fúngicas tem semelhança com as células de plantas superiores e de animais na sua complexidade anatômica, pois são eucarióticas e possuem vários cromossomos. Os principais constituintes dessas células, além dos constituintes essenciais de uma célula eucariótica são: Parede celular: estrutura rígida, a parede celular protege a célula fúngica de choques osmóticos. Não apresentam peptideoglicano, a principal molécula estrutural é a quitina. Lomassomos: situados entre a parede e membrana celular. Apresentam funções de secreção, formação de parede e síntese de glicogênio. Núcleo: de forma irregular e tamanho reduzido. Capa nuclear: estrutura típica que envolve o núcleo. Intenso aglomerado de ribossomos. Corpúsculo de Woronin e Doliporo: estrutura citoplasmática que impede a perda de constituintes pelos poros do septo quando a hifa é rompida Cápsula: presente em algumas leveduras, apresenta função de proteção contra a fagocitose. Organelas apresentam as organelas de uma célula eucariótica como mitocôndrias, complexo de Golgi, retículos (granular e liso). Fisiologia e metabolismo Os fungos não apresentam clorofila ou qualquer outro pigmento fotossintético, são, portanto, heterotróficos. Na sua maioria são imóveis. A maioria é aeróbio. Alguns são anaeróbicos facultativos, porém nenhum é anaeróbico. Os processos empregados na obtenção de energia são respiração e fermentação. Apresentam existência saprofítica ou parasitária. Todos são Gram-positivos. Os fungos crescem bem em temperatura ambiente. A faixa de pH ótimo para o cultivo de fungos é 5,6, embora os fungos filamentosos cresçam em pH entre 1,5 e 11. As leveduras não toleram pH alcalino. A nutrição, na maioria, dá-se por absorção, processo no qual enzimas hidrolisam macromoléculas que são assimiladas. Para o seu cultivo os fungos necessitam de meios de cultura que contenham fonte de carbono e nitrogênio. O meio de cultura de escolha é o ágar Sabouraud, que é constituído basicamente de glicose e peptona. Ciclo de vida e reprodução Além dos fungos crescerem por extensão e por ramificações eles se reproduzem por meio de ciclos sexuais e assexuais. Reprodução assexuada Existem dois tipos: vegetativa e cissiparidade. Na vegetativa, estão envolvidas estruturas assexuais e desta forma, uma célula-filha é idêntica à célula parental. Durante a reprodução os fungos geram estruturas reprodutivas especializadas denominadas conídeos. Na cissiparidade, é semelhante ao observado para bactérias, no qual uma célula-mãe se divide originando duas células-filhas do mesmo tamanho. Produção de esporos assexuadas São aqueles que se originam por mitose. O tipo e como os esporos são formados são dados importantes na identificação e classificação dos fungos: esporangiosporos, conidiosporos, microconídeos, macroconídeos. Reprodução sexuada Na reprodução sexuada dos fungos ocorre a plasmogamia que é verificada pela fusão de citoplasma de duas células férteis especializadas sexualmente opostas. Para isso, deve existir a união de hifas, possivelmente por meio de pili ou fímbrias diferenciadas. Depois ocorre a fusão dos núcleos haploides em processo denominado cariogamia. Após, uma célula diploide com 2n (zigoto) resultada fusão dos núcleos. Por fim, ocorre a meiose que reduz novamente o número de cromossomos para haploide. Taxonomia Os fungos são nominados semelhantemente as bactérias, seguindo a classificação de Linneau, com gênero e espécie escritos em itálico ou sublinhado. . Vírus Os vírus são agentes infecciosos muito pequenos e a maioria contêm apenas um tipo de ácido nucleico (DNA ou RNA) como genoma, o qual se encontra envolvido por um envoltório proteico, que pode ser recoberto por membrana contendo lipídeos. São parasitas intracelulares obrigatórios e utilizam os sistemas enzimáticos celulares para síntese de elementos que fazem parte da sua estrutura. Apresentam capacidade de a partir de uma unidade originarem outras (mesmo que dentro de células). A palavra vírus, deriva do latim e significa veneno ou fluido venenoso. São organismos acelulares, infecciosos muito simples e pequenos e são inertes fora das células hospedeiras. Os vírus apresentam dimensões de 20 a 300 nm. Entre os maiores vírus conhecidos pode-se citar o da varíola e o da vacínia (200- 300 nm). Entre o menor o da febre aftosa (10 nm) e da poliomielite (28 nm). Eles diferem dos demais seres vivos nas seguintes características: Não apresentam estrutura celular como unidade básica; Não apresentam os dois tipos de ácidos nucleicos (DNA e RNA), mas apenas um deles; Apresentam como constituintes orgânicos básicos ácido nucleico e proteínas; Podem conter uma ou mais enzimas, entretanto, seu conteúdo enzimático não é suficiente para reproduzir outro vírus; São inertes no ambiente extracelular; Replicam-se somente no interior de células vivas, sendo parasitas intracelulares obrigatórios (parasitas genéticos). As viroses representam a principal causa de doenças em seres humanos, sendo responsáveis desde resfriados comuns, hepatites, encefalites fatais, síndrome da imunodeficiência adquirida (AIDS) e atualmente pela pandemia do COVID-19. Farmacodinâmica Os vírus são insensíveis à ação de antibióticos, pois não possuem metabolismo próprio. Por essa razão, tem-se procurado atuar seletivamente sobre eles por meio de alguns compostos antivirais. Esses compostos apresentam sua ação principalmente por inibição da penetração nas células, pela ação na tradução e pela ação da replicação do ácido nucleico viral. A terapia antiviral, apesar dos progressos atuais, ainda não é tão bem-sucedida no controle das viroses como medidas de saneamento e processos de imunização. Outro fator importante é que quando aparecem os sintomas na maioria das viroses, a replicação encontra- se, em geral, na sua fase final. Estrutura morfológica Os principais tipos morfológicos dos vírus são: Simetria cúbica: são icosaédricos., podendo ser envelopados ou não envelopados. Ex.: poliovírus, adenovírus, vírus herpes, vírus HIV e papilomavírus. Simetria helicoidal: apresentam simetria tubular, podendo ser envelopados ou não envelopados. Ex.: mosaico do tabaco, influenza e hantavírus. Complexos: apresentam estrutura mais complicada, possuem envelope e são geralmente pleomórficos (podem apresentar formas diferentes) pois o envelope não é rígido. Ex.: poxvírus, bacteriófagos e COVID-19. Estrutura geral Através da microscopia eletrônica, métodos laboratoriais e os avanços nas técnicas de biologia molecular nos anos 80 e 90, possibilitaram elucidar a forma e dimensões estruturas internas dos vírus; além da identificação de diversos novos vírus humanos, demonstrando que cada vírus apresenta características próprias. A estrutura dos vírus é constituída basicamente por: Capsídeo: envoltório proteico, que reveste o genoma de ácido nucleico, formado por aglomerados de polipeptídeos chamadas de capsômeros. A organização dos capsômeros é característica de cada vírus. O capsídeo é responsável pela especificidade antigênica, determina o tipo de hospedeiro e também é responsável pelo início da infecção nos vírus que não possuem envelope. Núcleocapsídeo: conjunto de ácido nucleico (núcleo) com o capsídeo. Constituído de DNA ou RNA, porém nunca os dois juntos. O DNA e o RNA podem ser de fita simples ou dupla, associado às proteínas. Enzimas: alguns vírus apresentam enzimas em sua constituição. Polimerases e transcriptases presentes em alguns vírus atuam nos mecanismos de infecciosidade. Envelope: representado por uma estrutura derivada de membranas celulares. Camada lipídica dupla, apresentando proteínas imersas nessas camadas. O envelope pode apresentar espículas em sua superfície formadas por glicoproteínas. O envoltório representa a barreira mais externa do vírus e contribui para resistência dele a vários agentes físicos e químicos. Determina o tipo de hospedeiro do vírus. Os vírus mais simples apresentam ácido nucleico (DNA ou RNA) e proteínas. Os mais complexos lipídeos, carboidratos e glicoproteínas. Proteínas: as proteínas estruturais dos vírus apresentam função de facilitar a transferência de ácido nucleico viral de uma célula hospedeira para outra. Protege o genoma viral da ação de enzimas, participam na fixação da partícula viral a uma célula suscetível e são responsáveis pela simetria estrutural dos vírus. As proteínas determinam também as características antigênicas dos vírus. Ácido Nucleico: os vírus contêm apenas um tipo de ácido nucleico, DNA ou RNA, que codifica a informação genética necessária para sua replicação. O genoma pode ser de filamento único ou duplo, circular ou linear e segmentado ou não. O tipo do ácido nucleico, a natureza de suas fitas e o peso molecular são características utilizadas na classificação dos vírus. A sequência e composição dos genomas virais são distintas para cada vírus. Lipídeos: alguns vírus apresentam envelope lipídico como parte de sua estrutura. Os lipídeos são adquiridos através de membranas celulares durante o processo de maturação. Podem ser adquiridos da membrana citoplasmática, membrana nuclear e demais membranas celulares. Glicoproteínas: invólucros dos vírus podem conter glicoproteínas, que são codificadas pelo material genético do vírus. As glicoproteínas de superfície do invólucro viral interagem com receptores da célula-alvo, ligando a partícula viral à célula. São importantes antígenos virais. Replicação dos vírus em animais Os vírus podem infectar uma variedade de células hospedeiras. A replicação é composta por seis fases: fixação, penetração, desnudamento, biossíntese, maturação e liberação final. A primeira fase da replicação viral consiste na fixação ou interação de moléculas na superfície do vírus com um receptor específico na superfície da célula. Após ocorrer a fixação do vírus na superfície da célula, sua penetração pode ocorrer por invaginação da membrana celular (endocitose mediada pelo receptor), por fusão do invólucro viral com a membrana celular e por meio da penetração viral através da membrana. No desnudamento ocorre a remoção do envoltório proteico do vírus pela ação de enzimas da célula parasitada. Após penetração, ocorre período durante o qual não há evidência de replicação (período de eclipse). Durante esse período, possivelmente ocorre desintegração do vírus, cujo ácido nucleico se torna então disponível e apto a transmitir informação genética. Na biossíntese ocorre a formação do genoma e dos componentes virais, acontece de acordo com o tipo de vírus. Nas viroses animais, os vírus são classificados em classes de acordo com o tipo de ácido nucleico que o constitui, e sua forma de replicação. A maturação representa o acoplamento das subunidades formando o vírus completo. O processo de liberação é diferente conforme o agente viral. Em alguns casos, a lise celular resulta na liberação concomitante das partículas virais.Em outros, a maturação e a liberação são relativamente lentas e os vírus são liberados sem a destruição da célula hospedeira (exocitose). Bacteriófagos São vírus que parasitam bactérias. O termo bacteriófago significa comedores de bactérias. Os vírus das bactérias são amplamente distribuídos na natureza. A morfologia do bacteriófago consiste essencialmente em uma cabeça icosaédrica (isométrica ou alongada) e de uma cauda tubular. A cabeça é constituída de um cerne de ácido nucleico e de um capsídeo proteico formado de subunidades repetidas. A cauda compreende um tubo oco, uma bainha contrátil e uma placa basal a qual se ligam prolongamentos dentiformes e espículas, ou ambas as estruturas. Replicação dos bacteriófagos Podem se multiplicar através de dois mecanismos alternativos: ciclo lítico e ciclo lisogênico, diferenciados na fase de biossíntese. A fixação do fago ocorre pela união, por meio de forças não covalentes, de áreas complementares da base da cauda do vírus com a superfície da bactéria. Após a fixação, ocorre a penetração onde o receptor para o fago na bactéria sofre ação de uma enzima existente na extremidade distal da cauda do vírus (lisozima), a qual digere o peptídeoglicano da parede celular bacteriana. Depois disso ocorre a biossíntese, assim que o DNA do fago alcançar o citoplasma bacteriano, inicia-se a síntese do ácido nucleico e das proteínas virais. A implantação intracelular do vírus no interior da bactéria comporta dois tipos de ciclos: Ciclo lítico: após a introdução do ácido nucleico no citoplasma bacteriano, o mesmo passa a comandar as atividades bacterianas enzimáticas, no sentido de sua própria replicação e da produção de proteínas fágicas. Após a multiplicação, a bactéria se rompe liberando novos vírus completos. Os vírus lípticos destroem as células hospedeiras bacterianas. Ciclo lisogênico: o ácido nucleico do fago lisogênico, incorpora-se num locus definido do cromossomo bacteriano, tornando-se um gene neste cromossomo na forma de prófago. Nessa situação a bactéria metaboliza e se reproduz normalmente, sendo o material genético viral transmitido às gerações sucessivas. Na condição de prófago, o vírus na verdade se torna indistinguível de uma região genética específica do cromossomo bacteriano. Em Streptococcus mutans, foi demonstrado que amostras cariogênicas contêm bacteriófagos lisogênicos que não são isolados de amostras não cariogênicas. Streptococcus mutans não cariogênicos não têm capacidade de aderência ao vidro e a formação de polissácarídeos extracelulares insolúveis está diminuída. Se esses mutantes são infectados com determinados fagos lisogênicos, eles se transformam, adquirindo habilidade para aderir-se e formar abundante quantidade de polissacarídeos insolúveis, importantes características na produção de cárie. Em Streptococcus mutans, foi demonstrado que amostras cariogênicas contêm bacteriófagos lisogênicos que não são isolados de amostras não cariogênicas. Streptococcus mutans não cariogênicos não têm capacidade de aderência ao vidro e a formação de polissácarídeos extracelulares insolúveis está diminuída. Se esses mutantes são infectados com determinados fagos lisogênicos, eles se transformam, adquirindo habilidade para aderir-se e formar abundante quantidade de polissacarídeos insolúveis, importantes características na produção de cárie. Isolamento e cultivo dos vírus Os vírus não se desenvolvem em meios de cultura artificiais, pois necessitam de células vivas para sua replicação. Podem ser cultivados em vírus de animais de laboratórios, em ovos embrionários e cultivos de células. Isolamento e caracterização de microrganismo Os microrganismos existem em culturas mistas, ou seja, muitas espécies diferentes ocupando o meio ambiente. A maioria dos materiais infecciosos, como pus, escarro, fezes e urina apresenta grande variedade de bactérias (cultura mista), da mesma forma que amostras de solo, água e alimentos. Para identificar espécies individuais de uma população microbiana mista presente na natureza, é necessário isolar os diferentes microrganismos em cultura pura, em laboratório. Cultura pura: condição artificial, obtida em laboratório, com uma única espécie se multiplicando no meio de cultura. Obtida após uma sequência de procedimentos laboratoriais. É o isolamento de um microrganismo. Tem o objetivo de estudar as características microscópicas, coloniais, bioquímicas e sorológicas do referido micro-organismo. Cultura mista: população ambiental com várias espécies de bactérias e/ou fungos. O isolamento de um micro-organismo é a obtenção de sua cultura pura, separando o de outros que se encontrem no mesmo local. Após obtenção da cultura pura, realiza-se uma série de observações e testes laboratoriais com a finalidade de proceder à identificação do micro-organismo, procurando enquadrá- lo em grupo, gênero e, se possível, espécie. Os fatores necessários para o crescimento microbianos podem ser divididos em duas categorias principais: Fatores físicos: temperatura, PH, pressão osmótica. Fatores químicos: fontes de C, N, S, P, oxigênio e fatores orgânicos de crescimento. Isolamento de microrganismo Alguns conceitos importantes: Meio de cultura: material nutriente preparado em laboratório para o crescimento de microrganismos. Inóculo: microrganismos colocados em um meio de cultura para iniciar o crescimento. Cultura: microrganismos que crescem e se multiplicam nos meios de cultura. Para o crescimento de microrganismos em laboratório, há uma grande variedade de meios de cultura. Podem ser diferenciadas de acordo com a constituição, consistência e função. Classificação quanto à constituição Caldo Simples Ágar Simples: o ágar é um polissacarídeo extraído de algas marinhas, que não é utilizado pelas bactérias, possuindo a finalidade de endurecer o meio de cultura. Classificação quanto à consistência Líquidos. Sólidos (placa e tubo). Classificação quanto à função Meios simples. Meios enriquecidos. Meios seletivos. Isolamento da bactéria Para a realização de uma cultura bacteriana, precisamos de um inóculo e de um meio de cultura. Para o isolamento de uma bactéria que apresenta bom crescimento nos meios de cultura, o material coletado é semeado em meio sólido adequado, de maneira a obter colônias isoladas. Existem duas técnicas principais, a técnica de semeadura por esgotamento, com alça de platina e a semeadura em profundidade. Após o desenvolvimento da cultura, “pesca-se” as colônias características de cada bactéria que se deseja isolar, transferindo-as para tubos contendo meio apropriado, onde desenvolverão culturas puras do micro-organismo em questão. Quando, porém, o material contém poucas bactérias daquelas que se deseja isolar, e a contaminação é abundante, pode-se utilizar, de acordo com características próprias do micro-organismo desejado, os seguintes recursos: diluições da amostra, aquecimento do material; ação de álcalis ou ácidos fortes; meios enriquecidos e seletivos; e inoculação em animal sensível. Pode-se também utilizar meios de cultura enriquecidos para aumentar a população, quando os micro-organismos se apresentarem em número muito pequeno. Isolamento aeróbio Para micro-organismos aeróbios, após a semeadura, as placas e ou tubos com meio de cultura são mantidos em estufa a 37ºC em presença de oxigênio do ar atmosférico. Isolamento anaeróbio Para o isolamento de micro-organismos anaeróbios são utilizados os seguintes métodos: Jarras e câmaras de anaerobiose: são recipientes hermeticamente fechados, onde se consegue anaerobiose com uso de bomba de vácuo e ou misturas gasosas (nitrogênio, CO2 e H2). Meios redutores: meios de cultura com substâncias capazes de absorver o oxigênio ou gerarH2 e CO2. Identificação das bactérias Para a identificação das bactérias, procura-se observar todas as características importantes possíveis para aquela determinada bactéria, para comparação e separação com as demais. Realizam-se observações sequenciais, utilizando métodos e provas laboratoriais que possibilitem a identificação do micro-organismo em questão. Alguns exemplos: características morfológicas, características culturais, meios de cultura, características fisiológicas entre outras. Na característica morfológica são realizadas por meio de microscopia, observando se sua forma, tamanho, presença de mobilidade e de apêndices (flagelos, cápsula, esporos). Podem ser utilizadas técnicas de colorações que facilitem a visualização, como método de Gram, de Ziehl-Neelsen. Na característica cultura é a maneira como os microrganismos desenvolvem-se nos meios de cultura. Cada microrganismo, quando em colônia isolada, apresenta a mesma morfologia característica quando semeado no mesmo meio de cultura. Assim a morfologia colonial caracteriza-se por aspecto importante na identificação do microrganismo. Identificação e isolamento de fungo As técnicas de isolamento e identificação dos fungos e algas microscópicas dependem geralmente da observação de crescimento em meios de cultura ou nos tecidos pelo exame direto. O cultivo é frequentemente indispensável para exame de fungos patogênicos, como para diagnóstico das doenças micóticas. As exigências nutritivas dos fungos patogênicos são relativamente simples em comparação às de muitas bactérias patogênicas. Os fungos geralmente não são suscetíveis aos antibióticos que agem sobre as bactérias. São, portanto, isoladas facilmente em meios seletivos específicos que não permitem o crescimento bacteriano em função da falta de nutrientes ou da presença de antibióticos. Cultivo do vírus Os vírus são parasitas intracelulares obrigatórios, que exigem células vivas para crescimento e replicação. Para seu estudo utilizam-se os seguintes métodos: Microscopia óptica: devido ao seu pequeno tamanho, os vírus não são visualizados em microscopia óptica. Esse método é utilizado no estudo dos vírus, para observações das alterações histopatológicas típicas que provocam nos tecidos. Microscopia eletrônica: método de escolha para estudo das características estruturais dos vírus. Métodos de isolamento: inoculação em animal sensível, cultivo em ovos embrionados e cultura de tecidos. Métodos antigênicos: caracterização e tipagem, bem como para a detecção de anticorpos no soro de indivíduos ou de animais infectados. Estafilococos O gênero Staphylococcus é constituído, atualmente, por pelo menos 35 espécies, das quais 16 são encontradas em seres humanos e podem provocar diferentes síndromes clínicas, como infecções cutâneas, infecções oportunistas, infecções das vias urinárias e infecções sistêmicas. A espécie mais implicada em doenças no ser humano é o Staphylococcus aureus. Reconhecidamente o mais virulento dentro do gênero. S. epidermidis também é um importante patógeno, sobretudo para aqueles portadores de próteses cardíacas valvulares. S. saprophyticus é um patógeno quase que exclusivamente das vias urinárias. Outras espécies comumente implicadas em infecções são: S. schleiferi, S. haemolyticus e S. lugdunensis. S. schleiferi possui duas subespécies: S. schleiferi ss. schleiferi (coagulase negativa) e S. schleiferi ss. coagulans (coagulase positiva). Características Gerais São cocos gram-positivos, imóveis, anaeróbios facultativos e não formam esporos, sendo uma das bactérias mais resistentes não formadoras de esporos. Os estafilococos crescem rapidamente em muitos tipos de meios de cultura. As colônias em meio sólido são geralmente lisas, brilhantes, circulares e translúcidas. S. aureus e algumas outras espécies formam colônias amarelas, acinzentadas ou laranja, em função da presença de grande quantidade de pigmentos carotenoides localizados na membrana celular. S. epidermidis forma colônias brancas, em função da pequena quantidade de carotenoides. Em placas de ágar sangue S. aureus geralmente produz hemólise e crescem dentro de larga faixa de temperatura (10- 45°C), com ótimo em torno de 37°C. Os anaeróbios facultativos apresentam metabolismo respiratório e fermentativo produzindo pigmentos que variam do branco ao amarelo intenso. A maioria das cepas de estafilococos isoladas de pacientes hospitalizados é resistente à penicilina e muitos outros antibióticos. A resistência aos antimicrobianos pode ocorrer de diferentes maneiras: Produção de betalactamases: codificada por plasmídeos, transmitidos por conjugação e transdução, torna os micro- organismos resistentes a muitas penicilinas (penicilina G, ampicilina, ticarcilina e similares); Resistência à meticilina (MRSA): o mecanismo está relacionado à alteração de proteínas ligadoras de penicilina (PBP) codificada pelo gene mecA e sem relação com a produção de betalactamases. Inclui também resistência a nafcilina e oxascilina; Resistência à vancomicina (VRSA): a maioria dos estafilococos permanecem resistentes à vancomicina, entretanto, cepas de resistência (inclusive intermediárias) têm sido isoladas. O mecanismo de resistência intermediária parece ser devido a síntese aumentada da parede celular e alterações na parede. Cepas resistentes apresentando gene vanA dos enterococos já foram isoladas; Resistência às tetraciclinas, eritromicinas, aminoglicosídeos, mediada por plasmídeos são frequentemente isoladas. Fatores de virulência Cápsula e camada mucoide: resistentes à fagocitose. A camada mucoide é responsável pela aderência dos estafilococos ao fibrinogênio e a fibrina. A presença da cápsula e da camada mucoide parece estar associada à capacidade de algumas amostras patogênicas de aderir a cateteres e outros materiais, tornando-se focos de infecção. Proteína ligadora de fibronectina: fixação à fibronectina em ferimentos. A superfície de S. aureus apresenta uma proteína que se liga à fibronectina, a qual promove a fixação de S. aureus à fibronectina em ferimentos, fenômeno importante para posterior invasão de tecidos mais profundos. Peptideoglicano: apresenta atividade semelhante à endotoxina, estimulando a produção de pirogênio endógeno, a ativação do complemento, a produção de interleucina 1 pelos monócitos e agregação de polimorfonucleares neutrófilos, contribuindo para a resposta inflamatória. Enzimas: coagulase (exclusiva dos estafilococos); Catalase; Estafiloquinase ou fibrinolisina; Lipase; Hialuronidase; DNAse e Betalactamase. Toxinas Toxinas citolíticas: S. aureus elabora 5 tipos de toxinas citolíticas: alfa, beta, gama, delta e leucocidina. Toxina esfoliativa: algumas cepas de S. aureus produzem essa toxina, responsável pela síndrome estafilocócica da pele queimada. Essa toxina leva a ruptura dos desmossomos da camada granular do epitélio. Toxina da síndrome do choque tóxico: é uma exotoxina secretada durante o crescimento de algumas cepas de S. aureus, que pode reproduzir a maioria das manifestações clínicas da síndrome do choque tóxico. É um superantígeno e ativadora policlonal de células T. Enterotoxinas: parecem atuar no sistema nervoso central e não diretamente na mucosa intestinal, resistem à fervura por 30 minutos e são resistentes à hidrólise pelas enzimas gástricas. Epidemiologia O reservatório de S.aureus é o ser humano, sendo o portador nasal o mais importante. Existem evidências de que amostras de estafilococos resistentes aos antibióticos sejam selecionadas em ambiente hospitalar, devido em parte à negligência no emprego dos antibióticos. A população em geral predomina amostras de estafilococos sensíveis, enquanto nos hospitais são mais comuns as resistentes. As pesquisas feitas com portadores de S.aureussão de muita importância, afinal, o portador pode possuir um problema quando em ambientes específicos como o hospitalar e na indústria de alimentos. Patogenia O agente mais comum de infecções piogênicas no homem é S. aureus, causando várias infecções como: furúnculos, síndrome da pele queimada, pneumonia, osteomielite, meningite, endocardite, amigdalite, enterocolite, infecções urogenitais, intoxicações alimentares e infecções de interesse odontológico como pulpites e estomatites. A característica da doença estafilocócica é a supuração onde os estafilococos virulentos se estabelecem nos tecidos mais profundos do organismo e sua multiplicação causa necrose e eventual formação de abscesso. Grande parte do dano resultante nos tecidos é irreversível e, portanto, leva a cicatrizes permanentes. Apenas em infecções graves os micro-organismos atravessam as barreiras limitantes das lesões e invadem a corrente linfática e sanguínea. Diagnóstico laboratorial Exame bacterioscópico: a partir de material problema geralmente purulento, são feitos esfregaços corados pelo método de Gram. Os esfregaços são apenas sugestivos, raramente os cocos se apresentam em sua forma típica, sendo comum o aparecimento de cocos isolados e em pequenos grupos, de localização intra e extracelular. Semeadura: o material suspeito é semeado em ágar sangue e incubado a 37ºC durante 18-24 horas. Há o crescimento de colônias típicas, geralmente lisas, brilhantes, circulares e translúcidas. S. aureus e algumas outras espécies formam colônias amarelas, acinzentadas ou laranja, em função da presença de grande quantidade de pigmentos carotenoides localizados na membrana celular. S. epidermides geralmente forma colônias brancas, em função da pequena quantidade de carotenoides. S. aureus usualmente produz hemólise em ágar sangue, enquanto outras espécies têm comportamento variável. Deve-se realizar exame bacterioscópico da colônia suspeita para confirmação da morfologia. Estreptococos O gênero Streptococcus é encontrado na pele, mucosas da boca, trato respiratório, digestivo e geniturinário do homem e animais, sendo formada por cocos gram- positivos dispostos tipicamente em cadeias ou pares, a formação de cadeias se deve ao sentido de divisão em apenas um plano. Anaeróbios facultativos ou estritos, catalase e oxidase negativos, fermentadores da glicose com formação de ácido lático e ausência de gás, são imóveis, capsulados e não formam esporos. Características gerais Os requerimentos nutricionais são complexos e necessitam do meio enriquecidos com sangue ou soro para o isolamento, crescendo em ágar sangue onde se desenvolvem em colônias pequenas e mucoides, ágar soro, caldo glicosado, ágar chocolate. Espécies patogênicas como Streptococcus pyogenes e Streptococcus pneumoniae podem ser encontradas em microbiota residente de portadores assintomáticos. Classificação Crescimento em placas de ágar sangue: podem causar hemólise que é a capacidade de causar lise em hemácias, sendo classificados em três tipos: Alfa ou everdescente: produz em torno das colônias halo de hemólise parcial de coloração verde. Ex: S. sanguis, S. salivarius, S. mitis Beta ou hemolítico: produz área de clareamento, por hemólise total. Exemplo típico é S. pyogenes Gama ou inerte: não produz coloração verde, nem halo de hemólise. Classificação Lancefield Atualmente existem 20 grupos de A até V, o grupo A (S. pyogenes) é o mais frequente nas doenças humanas produzidas por estreptococos, embora apresentem vantagens evidentes, essa classificação não pode ser usada para todos os estreptococos, porque muitos não possuem polissacarídeos específicos, os estreptococos do grupo viridans, por exemplo, não apresentam o carboidrato C (antígeno) e não podem ser classificados por este método (S. sanguis, S. salivarius, S. mitis, S. mutans). Estrutura antigênica A estrutura antigênica dos estreptococos apresenta esqueleto básico estrutural de parede celular, constituída de peptideoglicano, nesta parede estão ancorados antígenos de grupo e tipo específico. O principal antígeno de parede do grupo A é um polissacarídeo complexo que se liga de modo covalente ao peptideoglicano. Os estreptococos do grupo A podem liberar até 20 antígenos extracelulares ao crescer nos tecidos humanos. Neisseria O gênero Neisseria morfologicamente apresenta-se como cocos Gram-negativos da família Neisseriaceae. Dispõe-se agrupados em pares, em tétrades ou em cadeias curtas. São cocos imóveis e medem de 0,6 a 1,0 μm de diâmetro. As principais espécies de interesse para microbiologia são: N. gonorrhoeae, N. meningitides. N. flavescens, N. sicca, N. subflava e N. mucosa. Neisseria gonorrhoeae Esse micro-organismo também é chamado de gonococo e é responsável pela gonorreia ou blenorragia, doença sexualmente transmissível (DST) que pode infeccionar diversas partes do corpo, inclusive a orofaringe. Sua espécie é classificada em: sorotipos, tipos coloniais e auxotipos. Alguns gonococos podem apresentar cápsula polissacarídica onde o significado dessa estrutura na patogenicidade da bactéria é discutido. A maioria das cepas apresenta plasmídeos que codificam beta- lactamase e conferem resistência à penicilina. Essas estruturas são ainda responsáveis pela conjugação entre os gonococos. Fatores de Virulência Os fatores de virulência modificam as estruturas superficiais dos gonococos através de variações antigênicas e têm por finalidade evitar os mecanismos de defesa do hospedeiro. As fímbrias são apêndices piliformes que têm por função aderir à bactéria as células mucosas do hospedeiro, além de dificultar a fagocitose do micro- organismo. São constituídas por proteínas denominadas pilinas, com sequências de aminoácidos muito distintos na extremidade, tornando a variação antigênica acentuada, chegando a apresentar mais de 100 sorotipos definidos. Por esse motivo, além da dificuldade em se conseguir o desenvolvimento de vacinas eficazes, os indivíduos infectados não adquirem imunidade contra a reinfecção. A cápsula possui ação antifagocitária. A proteína Opa ajuda na fixação da N. gonorrhoeae às células do hospedeiro e está relacionada com o grau de invasividade do gonococo. O Lipoligossacarídeo (lOS) é formado a partir da associação de um lipídeo A com um núcleo de oligossacarídeo. A toxidade das infecções gonocócicas deve-se aos efeitos endotóxicos do LOS presente na parede celular do gonococo. A protease IgA é uma enzima elaborada por N. gonorrhaeae que facilita a aderência do gonococo Patogenicidade A infecção por N. gonorrhoeae atinge principalmente mucosas, produzindo supuração aguda, inflamação crônica e fibrose. Os sintomas mais comuns são secreção de pus pela uretra, porém, a doença é mais contagiosa quando ainda assintomática. Podem ocorrer inflamações como artrite, proctite, faringite, endocardite, meningite e comprometimento ocular. No homem, os sintomas geralmente são a inflamação da uretra, com presença de pus espesso de coloração amarelada e micção dolorosa. O processo pode estender-se à próstata e ao epidídimo. Na mulher, a infecção pode se estender da uretra à vagina e ao colo cervical do útero, pode progredir até as trompas causando processo inflamatório pélvico, fibrose e obstrução das trompas. A esterilidade pode atingir ambos os sexos. A reinfecção é um acontecimento frequente, uma vez que não se desenvolve imunidade contra N. gonorrhoeae no decurso da infecção. A prevenção da gonorreia é realizada pelo tratamento de doentes, evitando-se novos contágios. O tratamento é feito com antibióticos a base de eritromicina e tetraciclina. Neisseria Meningitides Esse micro-organismo também é chamado de meningococo e é responsável pela meningite cérebro espinhal epidêmica, doençaque causa inflamação das meninges (membranas que envolvem o cérebro e a medula espinhal). A espécie é classificada por 13 grupos sorológicos distintos e 20 sorotipos, as classificações por grupos sorológicos e por sorotipos são importantes para diferenciação epidemiológica em casos de epidemias. Fatores de Virulência Os fatores de virulência têm a mesma finalidade dos apresentados pelos gonococos que seriam evitar os mecanismos de defesas dos hospedeiros A cápsula polissacarídica é o principal fator de virulência do meningococo, pois tem ação antifagocítica, o que aumenta a resistência do micro-organismo. Essa cápsula representa o antígeno que define o grupo sorológico e é utilizada na fabricação da vacina. As fímbrias são constituídas de pilinas e têm por função fixar os meningococos nas células epiteliais do hospedeiro. O lipooligossacarídeo (LOS) é o fator responsável pelos efeitos tóxicos presentes na meningite meningocócica. A protease IgA facilita a aderência do meningococo às membranas do trato respiratório superior do hospedeiro e é a enzima que cliva IgA secretória. Patogenicidade Agente causador da meningite cerebroespinhal epidêmica, Neisseria meningitidis coloniza a nasofaringe de pessoas sadias e adere-se a receptores específicos nas células epiteliais através de fímbrias, sem causar sintomas. O meningococo alojado em região de nasofaringe pode alcançar a corrente sanguínea produzindo bacteriemia também chamada de meningococcemia, sendo de importância destacar que a meningite cerebroespinhal epidêmica é a complicação mais comum da meningococcemia. O estado subclínico de portador pode durar de alguns dias até vários meses e é importante como reservatório do micro-organismo na comunidade e como fator responsável pela imunidade nos portadores. O ser humano é o único hospedeiro natural de Neisseria meningitidis e a transmissão é feita através de gotículas de saliva ou contato direto com secreções das vias respiratórias. Bordetella São bacilos Gram-negativos pequenos, imóveis, aeróbios obrigatórios e não fermentadores de lactose. A cápsula está presente nas cepas virulentas. Em sua patogenia estão presentes adesinas e exotoxinas. A principal espécie de interesse é a Bordetella pertussis, responsável pela coqueluche, popularmente chamada de tosse comprida. Bordetella pertussis produz ainda as seguintes toxinas: proteína G, toxina adenilato ciclase, toxina dermonecrótica, citotoxina traqueal e lipopolissacarídeos. Os principais fatores de adesão do micro-organismo à mucosa humana são as adesinas pili, hemaglutinina filamentosa e toxina pertussis pertactina, que é uma proteína de superfície. Patogenicidade A coqueluche é uma doença altamente contagiosa transmitida por inalação de micro-organismos presentes em gotículas salivares expelidas durante a tosse da pessoa contaminada. Essa doença apresenta três estágios distintos como: catarral, paroxístico e convalescença. Bordetella pertussis é resistente à penicilina e seu tratamento é realizado com o uso de antibióticos que inibem a síntese proteica e depende da regeneração das células epiteliais ciliadas atingidas no decurso da doença. A prevenção da coqueluche é feita através de vacina. A vacina consiste de uma suspensão de células de B. pertussis com toxoides do tétano e da difteria. É administrada em crianças de 2, 4 e 6 meses de idade. A vacina apresenta alguns efeitos colaterais devido à presença do lipopolissacarídeo presente nas células de B. pertussis. Devido a isto foram desenvolvidas vacinas acelulares compostas de toxoide pertussis, fímbrias e pertactina. Bacillus e Clostridium Os gêneros Bacillus e Clostridium são bacilos Gram- positivos responsáveis por doenças clínicas importantes e possuem como característica comum a capacidade de formação de esporos, o que permite sua sobrevivência no meio ambiente durante muitos anos. O gênero Bacillus é constituído por micro-organismos aeróbios e anaeróbios facultativos, enquanto o gênero Clostridium é representado por micro-organismos anaeróbios estritos. Bacillus O gênero Bacillus compreende cerca de 70 espécies de bacilos Gram-positivos esporulados. A maioria das espécies é saprófita do solo e vive em água, ar e vegetação, podendo sobreviver no meio ambiente por muitos anos. As espécies de maior importância são: B. anthracis e B. cereus por produzirem várias doenças no homem e em animais. Bacillus anthracis É o agente etiológico do antraz, doença de importância em herbívoros. A infecção humana ocorre por contato direto com animais infectados ou pelo contato com esporos presentes nos produtos de origem animal. O microorganismo não é contagioso, não ocorrendo transmissão de pessoa para pessoa. O antraz tem grande importância histórica porque foi à primeira doença na qual o princípio de uma vacina bacteriana foi efetivo, hoje em dia ele só representa um grande problema em países onde a vacinação dos animais não é praticada. Fatores de virulência Os dois principais fatores de virulência de B. anthracis consistem na presença de cápsula e produção de toxina Patogenicidade O antraz pode ser transmitido ao homem através das seguintes vias: inoculação (antraz cutâneo), inalação (antraz pulmonar) ou ingestão (antraz gastrointestinal). Diagnóstico laboratorial Em esfregaços de amostras colhidas de lesões cutâneas, sangue ou escarro, observa-se a presença de cadeias de grandes bacilos Gram-positivos. O diagnóstico é confirmado após cultura em ágar sangue, com crescimento de colônias acinzentadas e através de testes bioquímicos. Prevenção e tratamento O contato com animais infectados ou seus produtos como couro, lã, pelos, cerdas constitui a fonte de infecção para seres humanos. As medidas de prevenção e controle da doença incluem eliminação de carcaças de animais seguindo protocolos. O tratamento do antraz é feito com penicilina e apresenta resultados bastante satisfatórios, exceto no antraz pulmonar, em que a taxa de mortalidade permanece bastante elevada. Bacillus cereus A doença mais comumente causada por B. cereus é a intoxicação alimentar no homem, a intoxicação alimentar por B. cereus apresenta duas formas distintas: a forma emética, provocada pela enterotoxina termoestável e a forma diarreica, causada pela enterotoxina termolábil. A forma emética constitui o tipo mais frequente da doença, resultando do consumo de arroz contaminado e eventualmente massas. Durante o cozimento do arroz, as células vegetativas são destruídas, entretanto, os esporos sobrevivem. Se o arroz cozido ficar na temperatura ambiente por longo período de tempo, os esporos germinam, os bacilos se multiplicam e produzem enterotoxina termoestável, que não é destruída pelo reaquecimento do arroz. A forma diarreica de intoxicação alimentar por B. cereus ocorre após a ingestão de carnes ou vegetais contaminados pelo bacilo. A formação da enterotoxina ocorre in vivo e após um período de incubação de 1 a 24 horas, o indivíduo apresenta diarreia profusa acompanhada de dor abdominal e cólicas, raramente ocorrendo vômitos e febres. Clostridium As bactérias do gênero Clostridium são bacilos Gram-positivos esporulados grandes (do grego closter, talo comprido e fino), cujos endosporos ovais ou esféricos geralmente distendem a célula. A maioria das espécies de clostrídeos é móvel e possui flagelos peritríquios. Seu hábitat natural é o solo, a água e o trato intestinal de animais e seres humanos. A maioria das espécies de clostrídeos é móvel e possui flagelos peritríquios. Clostridium botulinum Clostridium botulinum é o agente etiológico do botulismo, uma doença rara, severa e potencialmente fatal se não for tratada rapidamente. Os esporos sobrevivem em alimentos enlatados sem esterilização adequada, podendogerminar em condições de anaerobiose e produzir a toxina botulínica, responsável pelo desenvolvimento da doença. Fatores de Virulência Foram identificados sete tipos de toxinas botulínicas (A até G). As toxinas botulínicas exercem ação farmacológica específica, bloqueando a transmissão nas fibras dos nervos colinérgicos e impedindo a liberação de acetilcolina, o que resulta em paralisia flácida, que é a manifestação clínica dominante no botulismo. Atualmente, os potentes efeitos da toxina botulínica têm sido aproveitados para uso clínico no tratamento de distonias, espasmos das pálpebras e rugas de expressão. Patogenicidade O botulismo pode se apresentar nas seguintes formas clínicas: Botulismo alimentar, que ocorre por intoxicação alimentar devido à ingestão da toxina pré-formada no alimento. É considerada a forma clássica de botulismo. Botulismo infantil, representado por uma infecção intestinal em lactentes até 1 ano de idade, na qual a toxina botulínica é elaborada in vivo no trato intestinal. Botulismo de ferimentos, que ocorre a partir da contaminação de ferimentos com C. botulinum com consequente produção de toxina. Diagnóstico laboratorial O diagnóstico do botulismo é basicamente clínico. A toxina pode ser detectada no soro do paciente ou no alimento por ele ingerido. No botulismo infantil, C. botulinum e a toxina podem ser encontradas nas fezes do paciente. Prevenção e tratamento A profilaxia é feita pelo controle na esterilização dos alimentos de conserva. O tratamento é realizado com administração de antitoxina botulínica polivalente e controle da atividade respiratória. Clostridium tetani Clostridium tetani é o agente etiológico do tétano, uma doença infecciosa e não contagiosa que resulta da contaminação de ferimentos por esporos desses micro-organismos. O tétano tornou-se raro em países desenvolvidos devido à adoção de medidas profiláticas e ao maior desenvolvimento socioeconômico e cultural, permitindo imunização adequada dos habitantes e correto atendimento aos pacientes traumatizados. Fatores de virulência C. tetani produz duas toxinas: a tetanolisina e a tetanospasmina. A tetanospasmina tem ação anticolinérgica ao nível das sinapses dos neurônios inibidores motores da medula, bloqueando a passagem do impulso nervoso nas sinapses dos nervos inibidores da contração. Dessa forma, o tétano é caracterizado por contrações musculares incontroláveis e muito fortes, podendo levar a fratura de ossos e dilaceração de tecidos. Patogenicidade A patogenia do tétano ocorre pela: implantação local do Clostridium tetani nos tecidos, produção da toxina (tetanospasmina) e difusão da toxina para o tecido nervoso. Outra forma da doença é o tétano neonatal, que resulta da infecção do coto umbilical em degeneração por C. tetani, como consequência de práticas higiênicas inadequadas. Diagnóstico laboratorial O diagnóstico é baseado no quadro clínico onde a análise microscópica e o isolamento de C. tetani são úteis apenas em alguns casos. Poucos pacientes com tétano apresentam culturas positivas, pois a doença pode ser causada por um pequeno número de micro-organismos e as bactérias são destruídas quando em contato com o ar. A toxina tetânica e os anticorpos contra ela não são detectáveis no paciente, porque a toxina é rapidamente internalizada pelos neurônios. Prevenção e tratamento A prevenção do tétano é extremamente importante, já que os resultados do tratamento não são satisfatórios. É feita por: imunização ativa com toxoide (vacina), cuidados adequados de ferimentos contaminados por solo, uso profilático da antitoxina (soroterapia) e antibióticos. Viroses humanas de interesse para a Odonto Os vírus são parasitas intracelulares obrigatórios que infectam diferentes hospedeiros, como micro-organismos (micoplasmas, bactérias, fungos e algas) e diversos tipos celulares de plantas e animais superiores. Existem mais de 300 vírus que infectam seres humanos, os quais produzem diversas doenças com diversas manifestações clínicas. As doenças humanas produzidas por vírus geralmente apresentam as seguintes características: A mesma doença pode ser produzida por vários tipos de vírus, assim como o mesmo vírus pode produzir diferentes doenças. A doença produzida não tem relação com a morfologia do vírus. A evolução da doença é determinada pela constituição genética do vírus e do hospedeiro. As infecções podem ser subclínicas. Herpesvírus Produzem infecções latentes que podem perdurar por toda a vida do hospedeiro, geralmente em células nervosas ganglionares e linfoblastos, podendo sofrer reativações periódicas. Nas pessoas com infecção latente, o vírus pode se reativar sem provocar sintomas, nesses casos, ocorre a disseminação assintomática e as pessoas podem transmitir a infecção. Em seres humanos causam herpes simples com lesões bucais e genitais, herpeszoster, varicela (catapora) e mononucleose infecciosa. Herpes simples Os vírus do herpes simples inicia a infecção através de mucosas ou rupturas da pele, infectando, inicialmente, células mucoepiteliais, nas quais se replicam e causam doença no sítio da infecção. A seguir estabelecem uma infecção latente nos neurônios que inervam a região. A manifestação clínica habitual é de erupção vesicular na pele ou mucosas. Existem dois tipos de vírus que podem causar gengivoestomatite herpética aguda, ceratoconjuntivite, encefalite, herpes labial, herpes genital e herpes neonatal. Os vírus do herpes simples (tipos I e II) estão frequentemente presentes nos pacientes e podem causar sérias infecções em profissionais de saúde. A mais séria dessas infecções é representada pelo herpes oftálmico que pode levar à cegueira. Outro tipo de infecção pelo vírus do herpes é o cutâneo, na ponta dos dedos, que causa dor à pressão. Varicela-herpes-zoster O agente etiológico da varicela (catapora) é o vírus varicela- zoster e o vírus herpes-zoster. O mesmo vírus causa as duas doenças. A varicela é a forma aguda da doença e ocorre após o primeiro contato com o vírus, enquanto o zoster é a resposta do hospedeiro parcialmente imunizado a uma reativação do vírus da varicela presente na forma latente nos gânglios dos nervos sensoriais. O herpes-zoster caracteriza-se por erupção de vesículas extremamente dolorosas ao longo do trajeto de um nervo cutâneo. Vírus da AIDS A síndrome da imunodeficiência adquirida é um conjunto de alterações provocadas pela perda da imunidade celular, pela ação de um retrovírus não oncogênico contendo RNA de fita simples, denominado HIV. A AIDS representa um dos mais importantes desafios de saúde mundial do início do século XXI, essa doença se manifesta pelo aparecimento de uma série de infecções oportunistas e/ou sarcoma de Kaposi. É certamente a doença de imunodeficiência secundária mais comum no ser humano atualmente. A AIDS pode ser causada por pelo menos dois tipos de vírus da imunodeficiência humana, denominados HIV-1 e HIV-2, onde a maioria dos casos de AIDS no mundo é causado pelo HIV-1. Existem 11 subtipos de HIV-1, sendo o subtipo B o mais frequente em todo o mundo. Vias de Transmissão As vias comprovadas de transmissão são: Contato sexual com pessoa infectada: todas as formas de relação sexual (heterossexual ou homossexual), ativa e passiva, vaginal, anal e oral apresentam risco de infecção por HIV. Através de sangue e derivados: recebimento de transfusão de sangue ou de produtos do sangue contaminados com o HIV. Compartilhamento de agulhas não esterilizadas por usuários de drogas endovenosas. Transmissão da mãe para o feto ou neonato. Transmissão pela amamentação. O indivíduo infectado pelo HIV pode transmiti-lo em todas as fases da infecção, risco esse proporcional à magnitude da viremia. Sendo encontradas
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