Apostila Introdução a Microbiologia

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Apostila 
 
Introdução à Microbiologia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Profª Agnes Kiesling Casali 
 
 
 
 
 
 
Belo Horizonte 
 
2015 
 
INTRODUÇÃO À MICROBIOLOGIA 
 
 
Um curso de microbiologia é um curso de biologia avançada. Microbiologia é o 
estudo dos organismos vivos minúsculos. Micro significa muito pequeno, algo tão 
pequeno que precisa ser visualizado pelo microscópio (instrumento óptico utilizado 
para observar objetos muito pequenos). 
 
Microbiologia: Mikros (= pequeno) + Bio (= vida) + Logos (= ciência) 
 
A microbiologia envolve o estudo de organismos procarióticos (bactérias, 
archaeas), eucarióticos simples (algas, protozoários, fungos) e também os vírus. 
Lembre-se: 
Procarióticos: organismos sem membrana nuclear, sem mitocôndria, sem complexo 
de Golgi, sem retículo endoplasmático. 
Eucariótico: organismos com membrana nuclear (núcleo verdadeiro ou bem 
definido), com mitocôndria, com complexo de Golgi, com retículo endoplasmático. 
 
 
 
 
Classificação dos seres vivos 
 
Sistemas de classificação dos seres vivos 
Linnaeus (séc.18): reinos Animal e Vegetal Animal e Vegetal 
Haeckel (1866): introdução do reino Protista Animal, Vegetal e Protista 
Whittaker (1969): 5 reinos: 
divididos principalmente pelas 
características morfológicas e 
fisiológicas 
Monera:Procarióticos 
Protista:Eucarióticos 
unicelulares - Protozoários 
(sem parede celular) e 
Algas (com parede celular) 
Fungi:Eucarióticos 
aclorofilados 
Plantae:Vegetais 
Animalia: Animais 
Woese (1977): 3 domínios: 
sistema de classificação baseado 
principalmente em aspectos 
evolutivos (filogenética), a partir 
da comparação das seqüências 
de rRNA de diferentes 
organismos 
Archaea:Procarióticos 
Bacteria:Procarióticos 
Eukarya: Eucarióticos 
Célula procariótica - bactéria Célula eucariótica - animal Célula eucariótica - vegetal 
Segundo Woese (1977) os organismos são subdivididos em 3 domínios 
(contendo os 5 reinos de Whittaker), empregando-se dados associados ao caráter 
evolutivo (a princípio, acredita-se que estes 3 domínios divergiram a partir de um 
ancestral comum): 
 
Archaea São organismos procarióticos que, freqüentemente, são encontrados 
em ambientes cujas condições são bastante extremas. 
Muitos destes organismos são anaeróbios, vivendo em locais 
"inabitáveis" para os padrões humanos - fontes termais (com 
temperaturas acima de 100°C), águas com elevadíssimos teores de 
sal (até 5M de NaCl), em solos e águas extremamente ácidos ou 
alcalinos (espécies que vivem em pH 0, outras em pH 10) e muitas 
são metanogênicas. 
Bacteria São organismos procarióticos, anteriormente classificados como 
eubactérias, representadas pelos organismos patogênicos ao homem, 
e bactérias encontradas nas águas, solos e ambientes em geral. 
Dentre estas, temos as bactérias fotossintetizantes (cianobactérias) e 
as quimiossintetizantes (E. coli). 
Eukarya Compreende as algas, os protozoários e os fungos (além das plantas 
e animais). 
 
Os vírus são também assunto abordado em microbiologia, embora, 
formalmente, não exibam as características celulares, no sentido de não 
apresentarem metabolismo próprio. Como a maioria dos cientistas não considera os 
vírus seres vivos, estes são geralmente referidos como “partículas infecciosas”. 
 
 
História da microbiologia 
 
A microbiologia nasceu da especulação do homem sobre a origem da vida, 
sobre as fontes das doenças epidêmicas e transmissíveis, da putrefação da matéria 
e processos de fermentação. 
Esta área do conhecimento teve seu início com os relatos de Robert Hooke e 
Antony van Leeuwenhoek, que desenvolveram microscópios que possibilitaram as 
primeiras observações de bactérias e outros micro-organismos, além de diversos 
espécimes biológicos. 
 
 
 
Entre os mais significativos acontecimentos na história da microbiologia 
podemos citar o desenvolvimento do microscópio, os procedimentos de coloração 
Esquema do microscópio 
construído por Robert Hooke 
Réplica do microscópio construído 
por Leeuwenhoek 
bacteriana, as técnicas que tornaram possível cultivar micro-organismos em 
laboratório; e as etapas que provaram que micro-organismos específicos são 
responsáveis por determinadas doenças infecciosas. 
Robert Koch (1843-1910): descobriu as bactérias que causam a tuberculose 
(Mycobacterium tuberculosis) e a cólera (Vibrio cholerae). 
Os Postulados de Koch consistem em um procedimento científico para provar 
que um micro-organismo específico é a causa de uma doença infecciosa específica: 
 1. Um micro-organismo específico deve ser encontrado em todos os 
casos da doença e não deve estar presente em animais e seres humanos 
saudáveis; 
 2. O micro-organismo deve ser isolado a partir de animal ou ser 
humano doente e crescer em cultura pura no laboratório; 
 3. A mesma doença deve ser produzida quando o micro-organismo 
oriundo de cultura for inoculado em animais de laboratório saudáveis e suscetíveis; 
 4. O mesmo micro-organismo deve ser isolado dos animais 
experimentalmente infectados e crescer novamente em cultura pura. 
 
 
A Microbiologia na atualidade 
 
A definição clássica de "microbiologia" mostra-se bastante imprecisa, e até 
mesmo inadequada, frente a alguns dados da literatura publicados. Como exemplo 
pode-se citar duas premissas que já não podem mais ser consideradas como 
verdade absoluta na conceituação desta área de conhecimento: as dimensões dos 
micro-organismos e a natureza independente destes seres. 
Em 1999, na costa da Namíbia, foi descrito o isolamento de uma bactéria 
denominada Thiomargarita namibiensis que pode ser visualizada a olho nú, 
atingindo até cerca de 0,8 mm de comprimento e 0,1 a 0,3 mm de largura. 
Algumas bactérias encontram-se associadas, formando colônias, ou biofilmes 
(estruturas rígidas, adesivas, de natureza geralmente polissacarídica, que 
encontram-se fortemente ancoradas às superfícies, criando um ambiente protegido 
que possibilita o crescimento microbiano), estas passam a se comportar de forma 
social, exibindo divisão de tarefas e alterando seu perfil fisiológico de forma a 
apresentar uma cooperação que reflete-se em diferentes níveis metabólicos. Sabe-
se que muitos genes de virulência são expressos somente quando a densidade 
populacional atinge um determinado ponto. 
 
Ubiqüidade dos micro-organismos 
Os micro-organismos são considerados ubíquos, significando que estão, 
praticamente, em todos os lugares. Em termos de habitat, os micro-organismos são 
encontrados em quase todos os ambientes, tanto na superfície, como no mar e 
subsolo. Desta forma, podemos isolar micro-organismos de fontes termais, com 
temperaturas atingindo até 130°C; de regiões polares, com temperaturas inferiores 
a -10°C; de ambientes extremamente ácidos (pH=1) ou básicos (pH=13). Alguns 
sobrevivem em ambientes extremamente pobres em nutrientes, assemelhando-se 
à água destilada. Há ainda aqueles encontrados no interior de rochas na Antártida. 
A associação homem-micro-organismo mostra-se com grande complexidade, 
com os micro-organismos habitando nosso organismo, em locais tais como a pele, 
intestinos, cavidade oral, nariz, ouvidos e trato geniturinário. Embora a grande 
maioria destes micro-organismos não cause qualquer dano, compondo a 
denominada “microbiota normal”, algumas vezes estes podem originar uma série 
de doenças, com maior ou menor gravidade. Nesta classe de organismos estão 
aqueles denominados patogênicos e potencialmente patogênicos. 
 
 
A importância dos micro-organismos 
 
Embora os micro-organismos sejam muito pequenos, desempenham 
importantes funçõesem nossa vida: 
- apresentamos na superfície e no interior de nosso corpo aproximadamente 
dez vezes mais micro-organismos do que o número total de células que constituem 
o nosso corpo. Esses micro-organismos são conhecidos como microbiota endógena 
e, em sua maioria, são benéficos para nós (inibem o crescimento de patógenos); 
- alguns micro-organismos produzem oxigênio pelo processo conhecido como 
fotossíntese (algas e cianobactérias); 
- muitos micro-organismos (decompositores ou saprófitas) estão envolvidos 
na decomposição de organismos mortos e produtos residuais de organismos vivos, 
muitas vezes ajudando na fertilização do solo; 
- alguns micro-organismos são capazes de realizar a decomposição de 
resíduos industriais (biorremediação); 
- muitos micro-organismos estão envolvidos nos ciclos dos elementos (por 
exemplo, do carbono, nitrogênio, oxigênio, enxofre e fósforo); 
- muitos micro-organismos são essenciais em várias indústrias de alimentos e 
bebidas; 
- certas bactérias e fungos produzem antibióticos; 
- durante muitos anos os micro-organismos foram utilizados como “modelos 
celulares”; 
- os micro-organismos causam duas categorias de doenças: as infecciosas e 
as intoxicações microbianas. 
 
 
Micro-organismos e doenças 
 
A grande maioria dos micro-organismos conhecidos não causa doença. Os 
micro-organismos causadores de doença são tecnicamente conhecidos como 
patógenos. E, somente cerca de 3% dos micro-organismos conhecidos são 
patogênicos. Alguns dos micro-organismos não patogênicos nos são benéficos, 
enquanto outros não apresentam qualquer efeito sobre nós. 
Os micro-organismos, eventualmente provocam doenças no homem, outros 
animais e plantas. Apesar dos enormes avanços em relação ao tratamento de 
doenças infecciosas, estas vêm se tornando novamente um tema preocupante, em 
virtude do crescente surgimento de linhagens bacterianas cada vez mais resistentes 
às drogas. Atualmente, a Organização Mundial da Saúde vem demonstrando 
crescente interesse nas doenças emergentes e re-emergentes, de origem 
infecciosa. 
 
 
 
 
 
A importância da microbiologia 
 
O declínio do Império Romano, com Justiniano (565 AC), foi acelerado por 
epidemias de peste bubônica e varíola. Durante a Idade Média varias novas 
epidemias se sucederam, sendo algumas amplamente disseminadas pelos 
diferentes continentes (tifo, varíola, sífilis, cólera e peste). 
Novas epidemias da peste ocorreram nos séculos XVI e XVII. A epidemia mais 
recente de peste bubônica ocorreu na China (1892) e Índia (1896) sendo 
responsável pela morte de 6 milhões de pessoas. 
Até a década de 30, este era o quadro, quando Alexander Fleming, 
incidentalmente, descobriu um composto produzido por um fungo do gênero 
Penicillium, que eliminava bactérias do gênero Staphylococcus, um micro-
organismo que pode produzir uma vasta gama de doenças no homem. Este 
composto - denominado penicilina - teve um papel fundamental no desfecho da II 
Guerra Mundial, uma vez que passou a ser administrado às tropas aliadas, 
enquanto o exército alemão continuava a sofrer pesadas baixas no campo de 
batalha. 
Além destas epidemias, vale ressaltar a importância das diferentes epidemias 
de gripe que assolaram o mundo e que continuam a manifestar-se de forma 
bastante intensa até hoje. Temos ainda o problema mundial envolvendo a AIDS, o 
retorno da tuberculose (17 milhões de casos no Brasil), o surgimento da gripe 
aviária, o bioterrorismo e o aumento progressivo dos níveis de resistência aos 
agentes antimicrobianos que vários grupos de bactérias vêm apresentando 
atualmente. 
A microbiologia é uma área da Biologia que tem grande importância seja 
como ciência básica (estudos fisiológicos, bioquímicos e moleculares - modelo 
comparativo para seres superiores) ou aplicada (processos industriais, controle de 
doenças, controle de de pragas, produção de alimentos, etc.). Algumas áreas de 
estudo da microbiologia são: 
Odontologia - estudo de micro-organismos associados à placa dental, cárie dental e 
doenças periodontais. Estudos com abordagem preventiva. 
Medicina e Enfermagem - doenças infecciosas e infecções hospitalares. 
Nutrição - doenças transmitidas por alimentos, controle de qualidade de alimentos, 
produção de alimentos (queijos, bebidas). 
Biologia - aspectos básicos e biotecnológicos. Produção de antibióticos, hormônios 
(insulina, GH), enzimas (lipases, celulases), insumos (ácidos, álcool), despoluição 
(herbicidas, petróleo), biofilme, etc. 
Biotecnologia - uso de micro-organismos com finalidades industriais, como agentes 
de biodegradação, de limpeza ambiental, etc. 
 
 
Bibliografia 
BURTON, G.R.W.; ENGELKIRK, P.G. Microbiologia para as Ciências da Saúde. 7 ed. Rio de 
Janeiro: Guanabara Koogan, 2005. 426p. 
MURRAY, P.R.; ROSENTHAL, K.S.; PFALLER, A. Microbiologia médica. 5 ed. Rio de Janeiro: 
Elsevier, 2006. 979p. 
PELCZAR, M.J.; CHAN, E.C.S.; KRIEG, N.R. Microbiologia: conceitos e aplicações. 2 ed. São 
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TORTORA, G.I.; FUNKE, B.R.; CASE, C.L. Microbiologia. 8 ed. Porto Alegre: ArtMed, 2005. 
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TRABULSI, L. R.D; ALTERTHUM, F. Microbiologia. 4 ed. São Paulo: Editora Atheneu, 2004. 
718p.