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1 NEAD – Núcleo de Educação a Distância ROTAS DE APRENDIZAGEM Bacteriologia II | Bacilos gram-positivos | Aula 08 Onde Chegar • Identificar e caracterizar os principais gêneros de bacilos gram-positivos. O que Aprender • Bacillus e Clostridium; • Lactobacillus e Listeria; • Streptomyces, Actonomyces e Nocardia; • Corynebacterium e Mycobacterium. AULA 08 Bacilos gram-positivos Bacteriologia II 2 NEAD – Núcleo de Educação a Distância ROTAS DE APRENDIZAGEM Bacteriologia II | Bacilos gram-positivos | Aula 08 Desenvolvimento Este Guia de Aprendizagem tem o objetivo de apresentar as principais características, patologias e diagnósticos relacionados às bactérias bacilares gram-positivas. Classificação Como discutido anteriormente na Rota de Aprendizagem 6, de acordo com o Bergey’s Manual, as bactérias gram-positivas são divididas de acordo com seu índice de G+C (Guanina + Citosina): • Firmicutes: apresentam baixo índice de G + C, incluindo bactérias comuns do solo, bactérias do ácido láctico e diversos patógenos humanos, sendo exemplos os gêneros Bacillus, Clostridium, Lactobacillus e Listeria. • Actinobacteria: apresentam alto índice de G + C, incluindo alguns gêneros como Corynebacterium e Mycobacterium, além de bactérias polimórficas e filamentosas, como Streptomyces, Actinomyces e Nocardia. Firmicutes formadores de esporos: Os bacilos gram-positivos formadores de esporos são representados pelas espécies Bacillus e Clostridium, bacilos onipresentes e que, em virtude de sua capacidade de formar esporos, podem sobreviver no meio ambiente durante muitos anos. As espécies Bacillus são aeróbias, enquanto as espécies de Clostridium são anaeróbias. • Bacillus: compreende cerca de 250 espécies. Felizmente, as espécies de interesse clínico são relativamente poucas. Bacillus anthracis, o microrganismo responsável pelo antraz, é o membro mais importante desse gênero. Esta espécie é considerada um dos agentes mais temidos em ações de bioterrorismo. Outra espécie clinicamente importante desse gênero é o Bacillus cereus, responsável por gastrenterites, infecções oculares traumáticas, sepse associada a cateteres e, mais raramente, pneumonia grave. Além disso, B. subtilis produz o antibiótico bacitracina e B. thuringiensisi é utilizada no controle de pragas. • Clostridium: é constituído por um grupo heterogêneo de bacilos anaeróbios grandes e formadores de esporos. Esses organismos são ubíquos em solo, água e esgotos e fazem parte da microbiota gastrointestinal residente no homem e nos animais. A maioria dos clostrídios é saprófita e inofensiva, mas alguns são patógenos humanos bem 3 NEAD – Núcleo de Educação a Distância ROTAS DE APRENDIZAGEM Bacteriologia II | Bacilos gram-positivos | Aula 08 reconhecidos e com histórico claramente documentado de causar doenças como o tétano (C. tetani), botulismo (C. botulinum), mionecrose ou gangrena gasosa (C. perfringens), diarreia e colite (C. perfringens). A maioria das infecções atualmente observadas é de pele, tecidos moles, intoxicação alimentar, diarreia e colite associadas com antibióticos. A notável capacidade de Clostridium causar doenças é atribuída (1) à sua habilidade de sobreviver em condições ambientais adversas, graças à formação de esporos; (2) ao rápido crescimento em ambiente nutricionalmente rico e sem oxigênio; e (3) à produção de inúmeras toxinas histolíticas, enterotoxinas e neurotoxinas. Firmicutes não formadores de esporos: Os bacilos gram-positivos não formadores de esporos incluem uma diversidade de bactérias anaeróbias facultativas ou estritas que colonizam a pele e mucosas. • Lactobacillus: são bacilos anaeróbios facultativos ou estritos. Eles são encontrados como parte da microbiota normal da cavidade oral, estômago, intestino e trato geniturinário. Os organismos são comumente isolados em culturas de urina e sangue. Uma vez que lactobacilos são os organismos mais comuns na uretra, seu isolamento em cultura de urina quase sempre é decorrente da contaminação do espécime, mesmo quando existe grande número de organismos. A razão de os lactobacilos raramente causarem infecções urinárias deve-se à incapacidade de crescerem na urina. Invasão da corrente sanguínea pode ocorrer em razão de três fatores: (1) bacteremia transitória a partir de sítios do trato geniturinário (p. ex., após o parto ou procedimentos ginecológicos); (2) endocardite; e (3) septicemia oportunista em pacientes imunocomprometidos. Cepas de lactobacilos são utilizadas como probióticos e têm sido ocasionalmente relacionadas com infecções em seres humanos, mais comuns em pacientes imunocomprometidos. • Listeria: consiste em 10 espécies, sendo reconhecidas como patógenos apenas Listeria monocytogenes, sendo este um patógeno humano significativo, e L. ivanovii, que é primariamente um patógeno animal. L. monocytogenes é um bacilo pequeno (0,4 a 0,5 × 0,5 a 2 μm), não ramificado, gram-positivo, anaeróbio facultativo, capaz de crescer em uma ampla faixa de temperatura (1° a 45 °C) e em altas concentrações de sal. Esses pequenos bacilos aparecem isolados, em pares, ou em cadeias curtas e podem ser confundidos com Streptococcus pneumoniae ou Enterococcus. Isto é particularmente importante porque tanto S. pneumoniae como L. monocytogenes podem causar meningite. Os organismos são móveis à temperatura ambiente e a motilidade diminui a 4 NEAD – Núcleo de Educação a Distância ROTAS DE APRENDIZAGEM Bacteriologia II | Bacilos gram-positivos | Aula 08 37 °C; eles exibem uma mobilidade “em cambalhota” característica, quando uma gota de meio de cultura em caldo é examinada microscopicamente. Também exibe uma β-hemólise fraca quando é cultivada em placa de ágar sangue de carneiro. Estas características diferenciais são úteis para a identificação preliminar de Listeria. Embora as bactérias sejam amplamente distribuídas na natureza, doenças humanas são incomuns e restritas a populações bem definidas: recém-nascidos, idosos, gestantes e pacientes com imunidade celular comprometida. Actinobacteria • Streptomyces: são reconhecidas mais de 500 espécies de Streptomyces. Os filamentos normalmente apresentam diâmetro de 0,5 a 1,0μm, comprimento indefinido e geralmente são desprovidos de paredes transversais na fase vegetativa. Embora alguns estreptomicetos sejam aquáticos, eles são, primordialmente, organismos do solo. Possivelmente, a propriedade mais notável dos estreptomicetos seja a extensa produção de antibióticos (mais de 500 antibióticos diferentes, e suspeita-se que esse número possa ser ainda maior; a maioria já foi identificada quimicamente). Evidências da produção de antibióticos podem frequentemente ser observadas em placas de meios sólidos empregadas no isolamento inicial de Streptomyces: colônias adjacentes de outras bactérias exibem zonas de inibição. Cerca de 50% de todos os Streptomyces já isolados demonstraram ser produtores de antibióticos. • Actinomyces: bacilos gram-positivos anaeróbios facultativos ou estritos. Não apresentam acidorresistência (ao contrário das espécies de Nocardia, morfologicamente semelhantes), crescem lentamente em cultura e tendem a produzir processos infecciosos crônicos de desenvolvimento lento. Em espécimes clínicos ou quando isolados em cultura, tipicamente desenvolvem formas filamentosas delicadas ou hifas (lembrando fungos). Entretanto, esses organismos são bactérias verdadeiras, uma vez que não possuem mitocôndria nem membrana nuclear, replicam-se por fissão binária e são inibidos pela penicilina, mas resistentes aos antifúngicos. Têm sido descritas numerosas espécies, mas Actinomyces israelli, A. naeslundii, A. radingae e A. turicensis são responsáveis pela maioria das infecções em seres humanos. • Nocardia: são bacilos aeróbios estritos que formam filamentos ramificados em tecidos e em culturas.Esses filamentos lembram as hifas formadas pelos bolores, e, por um período, pensou-se que Nocardia era um fungo; no entanto, esses organismos apresentam parede celular gram-positiva e outras estruturas celulares que são 5 NEAD – Núcleo de Educação a Distância ROTAS DE APRENDIZAGEM Bacteriologia II | Bacilos gram-positivos | Aula 08 características de bactérias. Muitos dos isolados são fracamente corados com coloração de Gram e parecem ser gram-negativos, com grânulos intracelulares gram-positivos. A explicação para essa propriedade morfotintorial é que as nocárdias possuem uma parede celular com estrutura semelhante àquela das micobactérias, contendo ácidos graxos de cadeia ramificada. O comprimento dos ácidos micólicos em nocárdia (de 50 a 62 átomos de carbono) é menor do que o das micobactérias (de 70 a 90 átomos de carbono). Essa diferença pode explicar por que embora ambos os gêneros sejam álcool- acidorresistentes, Nocardia é descrito como “fracamente álcool-acidorresistente”; ou seja, uma solução descolorizante fraca de ácido hidroclórico deve ser utilizada para demonstrar a capacidade de álcool-acidorresistência das nocárdias. Essa álcoolacidorresistência é também uma característica útil para se distinguir Nocardia de outros organismos morfologicamente similares, como Actinomyces. O fator corda é um importante fator de virulência que facilita a sobrevivência intracelular. • Corynebacterium: um amplo e heterogêneo grupo de microrganismos, formado por mais de 100 espécies e subespécies que possuem parede celular contendo arabinose, galactose, ácido meso-diaminopimélico (meso-DAP) e (na maioria das espécies) ácidos micólicos de cadeia curta (22 a 36 átomos de carbono). Embora organismos que possuem ácidos micólicos de cadeias média e longa sejam corados por coloração álcool acidorresistente, os organismos pertencentes ao gênero Corynebacterium não são acidorresistentes. Na coloração de Gram, são observados bacilos gram-positivos irregulares (claviformes) agregados ou em cadeias curta. As corinebactérias são aeróbias ou anaeróbias facultativas, imóveis e catalase-positivas. A maioria das espécies (mas não todas) produz ácido lático como subproduto da fermentação de carboidratos. Muitas espécies crescem bem em meios de cultura comumente utilizados nos laboratórios. No entanto, algumas espécies necessitam de suplementação dos meios com lipídios (cepas lipofílicas) para que ocorra um bom crescimento. • Mycobacterium: consiste em bacilos aeróbios, imóveis, não formadores de esporos, que medem de 0,2 a 0,6 μm × 1 a 10μm. Os bacilos, ocasionalmente, formam filamentos ramificados que podem ser interrompidos. A parede celular é rica em lipídios, o que torna a superfície hidrofóbica e a micobactéria resistente a vários desinfetantes e colorações comuns de laboratório. Uma vez corados, os bacilos não podem ser descorados com soluções ácidas; por isso são chamados de bactérias acidorresistentes. Pelo fato de a parede celular das micobactérias ser complexa e este grupo de microrganismo ser exigente, muitas micobactérias crescem lentamente, dividindo-se a cada 12-24 horas e requerendo um período de oito semanas para que o crescimento seja detectado em 6 NEAD – Núcleo de Educação a Distância ROTAS DE APRENDIZAGEM Bacteriologia II | Bacilos gram-positivos | Aula 08 culturas de laboratório. São uma causa significativa de morbidade e mortalidade, principalmente em países com recursos médicos limitados. Atualmente, mais de 150 espécies de micobactérias já foram descritas, muitas das quais associadas a doenças humanas. Apesar da abundância de espécies de micobactérias, apenas as seguintes espécies e grupos causam a maioria das infecções humanas: M. tuberculosis, M. leprae, complexo M. avium, M. kansasii, M. fortuitum, M. chelonae e M. abscessus. Comparação entre os bacilos gram-positivos FONTE: Anvisa (Manual de Microbiologia Clínica para o Controle de Infecção em Serviços de Saúde) Vá mais Longe Capítulo Norteador: Capítulos 28, 29, 30, 51, 52, 56 e 57. TRABULSI, Luiz Rachid; ALTERTHUM, Flávio (ed.). Microbiologia. 6. ed. São Paulo: Atheneu, 2015. 919 p. Biblioteca Virtual. Agora é sua Vez! Interação • AZEVEDO, Ana Paula Chein Bueno de; COHEN, Simone Cynamon; CARDOSO, Telma Abdalla de Oliveira. Bioterrorismo: capacitar para responder. Saúde Debate, Rio de Janeiro, v. 43, n. Especial 3, p. 181-189, dez. 2019. Disponível em: https://www.scielosp.org/pdf/sdeb/2019.v43nspe3/181-189/pt Acesso em: 10 dez. 2021. https://www.scielosp.org/pdf/sdeb/2019.v43nspe3/181-189/pt 7 NEAD – Núcleo de Educação a Distância ROTAS DE APRENDIZAGEM Bacteriologia II | Bacilos gram-positivos | Aula 08 • MAGALHÃES, Raissa Delais Parente. Principais agentes bacterianos com potencial de uso no bioterrorismo. 2019. Trabalho de conclusão de curso (Graduação em Biomedicina) – Centro Universitário de Brasília, Brasília. 2019. Disponível em: https://repositorio.uniceub.br/jspui/bitstream/prefix/13657/1/21602561.pdf Acesso em: 10 dez. 2021. • SILVA, Claudio Henrique Ladeira da; ALVES, Alexandre Rabello Costa. Zoonoses e bioterrorismo: principais patógenos zoonóticos com potencial para o uso como armas biológicas. Trabalho de Conclusão de Curso (Especialização em Ciências Militares) – Escola de Formação Complementar do Exército, 2020. Disponível em: https://bdex.eb.mil.br/jspui/bitstream/123456789/7989/1/CAM_QCO_2020_Cap%20Cl audio%20Henrique.pdf Acesso em: 10 dez. 2021. Bacilos gram-positivos formadores de esporos, como dos gêneros Bacillus e Clostridium, estão entre os microrganismos mais propensos a serem utilizados como armas biológicas. Logo, é preciso capacitar profissionais de saúde para que haja uma identificação ágil dos possíveis casos, bem como rápido diagnóstico e tratamento adequado. Dessa forma, com base nos materiais acima, e em demais fontes, escolha uma das espécies com esse potencial de bioterrorismo (bacilos gram-positivos ou demais microrganismos) e faça uma reflexão no Fórum da Disciplina descrevendo o porquê de sua utilização para guerras biológicas, bem como formas de prevenção, identificação, tratamento, assim como outros tópicos e informações relevantes que devem ser de conhecimento dos profissionais de saúde para esse combate. Questão para Simulado 1 – Qual dos seguintes bacilos aeróbios gram-positivos é corado com melhor qualidade pelo método de Ziehl-Neelsen? a) Lactobacillus acidophilus b) Bacillus anthracis c) Listeria monocytogens d) Actinomyces israelli e) Mycobacterium tuberculosis Resposta: Letra C https://repositorio.uniceub.br/jspui/bitstream/prefix/13657/1/21602561.pdf https://bdex.eb.mil.br/jspui/bitstream/123456789/7989/1/CAM_QCO_2020_Cap%20Claudio%20Henrique.pdf https://bdex.eb.mil.br/jspui/bitstream/123456789/7989/1/CAM_QCO_2020_Cap%20Claudio%20Henrique.pdf 8 NEAD – Núcleo de Educação a Distância ROTAS DE APRENDIZAGEM Bacteriologia II | Bacilos gram-positivos | Aula 08 Comentário: Dentre as bactérias listadas, Mycobacterium tuberculosis é a única considerada acidorresistente, devido à sua estrutura diferenciada de parede celular, não sendo adequadamente corada por Gram, e sim pelo método de Ziehl-Neelsen. "Organize-se: 4 horas semanais – mínimo sugerido para autoestudo" REFERÊNCIAS KUMAR, Surinder. Textbook of microbiology. New Delhi: Jaypee Brothers Medical Publishers, 2012. 804 p. Biblioteca Virtual. (Capítulos 28, 29, 30, 32, 33, 35). MADIGAN, Michael T.; MARTINKO, Jhon M.; PARKER, Jack. Microbiologia de Brock. 10. ed. São Paulo: Prentice Hall, 2008. 960 p. Biblioteca Virtual. (Capítulo 12). SASTRY, Apurba S.; BHAT, Sandhya. Essentials of Medical Microbiology. 2nd ed. New Delhi: Jaypee Brothers Medical Publishers, 2019. 714 p. Biblioteca Virtual. (Capítulos 24, 25, 26, 27 e 28).
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