Bacteriologia_ Descrição Geral _ Concise Medical Knowledge

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Bacteriologia: Descrição Geral
A bacteriologia é o ramo da microbiologia que lida com a morfologia, estrutura, classi�-
 A disciplina de bacteriologia surgiu durante o séculocação e bioquímica das bactérias.
19, a partir de tentativas cientí�cas de provar a “teoria dos germes da doença”, ou seja,
que as doenças eram causadas por microorganismos microscópicos que invadiam as
células hospedeiras. As bactérias são microrganismos unicelulares procariotas que são
metabolicamente ativos e se dividem por �ssão binária. Alguns destes microorganis-
mos desempenham um papel signi�cativo na patogénese de doenças. O tratamento da
doença bacteriana baseia-se sobretudo na antibioterapia; porém, a escolha dos anti-
bióticos pode variar dependendo da estrutura e do metabolismo bacteriano.
Última atualização: Jul 12, 2022
Responsibilidade editorial: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza
CONTEÚDO
Introdução
Estrutura
Classi�cação
Toxinas
Metabolismo
Reprodução
Fatores de virulência
Referências
https://www.lecturio.com/author-stanley-oiseth/
https://www.lecturio.com/author-lindsay-jones/
https://www.lecturio.com/author-evelin-maza/
Introdução
Bactérias:
Entre as primeiras formas de vida na Terra
Habitam quase todos os ambientes da Terra
Vivem simbioticamente com plantas e animais
A maioria das bactérias não foi caracterizada.
Características gerais:
Seres unicelulares
Procariotas: não possuem envelope/membrana nuclear
Identi�cação:
Através da técnica de coloração de Gram associada à microscopia
A cultura de células é útil na sua identi�cação exata.
A sensibilidade dos testes é considerada para a escolha do tratamento.
Processo de identi�cação laboratorial:
A identi�cação de agentes patogénicos bacterianos é um processo passo a passo que geralmente co-
meça com a técnica de coloração de Gram, seguida pelo crescimento em cultura isolada.
Imagem por Lecturio.
https://cdn.lecturio.com/assets/The-process-of-laboratory-diagnosis-2.png
Estrutura
Estrutura de uma célula procariota:
O envelope celular compreende uma membrana plasmática (camada verde) e uma parede celular es-
pessa, com peptidoglicanos (camada amarela). Não está presente nenhuma membrana externa lipídica
(como visto nas bactérias gram-negativas). A cápsula (camada vermelha) é diferente do envelope
celular.
Imagem por Lecturio.
Organização das células procarióticas:
Sem envelope nuclear
DNA comprimido em nucleóide
Ausência de organelos ligados à membrana
O metabolismo ocorre no citoplasma.
Parede celular:
Proporciona estabilidade mecânica
Permite a troca de nutrientes e resíduos
Peptidoglicano de mureína:
Polímero de açúcar e aminoácidos que forma a base da parede celular
N-acetil glucosamina e ácido N-acetilmurâmico reticulados com
oligopeptídeos
Componente de quase todas as paredes bacterianas (exceção:
micoplasmas)
https://cdn.lecturio.com/assets/Average-prokaryote-cell.png
A espessura da parede celular determina a coloração de Gram.
Membrana de plasma:
Análoga às membranas procarióticas
Composta por proteínas e fosfolípidos
Ao contrário dos microorganismos eucariotas, carece de esterois
Envolve o citoplasma das células
Flagelos:
Aproximadamente 50% dos procariontes movem-se com a ajuda de �agelos:
Monotríquico: 1 �agelo
Politríquico: > 1 �agelo
Compostos por uma proteína estrutural, a �agelina, e não estão envolvidos pela
membrana celular
Localização: monopolar, bipolar ou por todo o corpo
Pili (fímbrias):
Estruturalmente semelhante ao �agelo, mas muito menor
Ajuda na adesão ao hospedeiro/outras bactérias = fator de virulência
Utilizado para trocar informações genéticas durante a conjugação
Nucleóide:
Equivalente funcional do núcleo procariótico
Não possui membrana
Contém material genético:
Geralmente 1 cromossoma
Pode possuir plasmídeos adicionais
Inclusões e vesículas:
As vesículas de gás permitem que as bactérias fotossintéticas �utuem na água.
Organelos para fotossíntese e quimiossíntese
Os carboxissomas contêm enzimas chave para a �xação de CO .
Grânulos de armazenamento (por exemplo, enxofre, fosfato, cálcio, glicogénio)
Tabela: Estruturas da célula bacteriana: composição química e funções
Estrutura Composição química Função
2
Estrutura Composição química Função
Anexos
Flagelo Proteínas Mobilidade
Pili/fímbrias Glicoproteína Aderência à superfície celular
Estruturas especializadas
Esporo Revestimento tipo
queratina
Ácido dipicolínico
Peptidoglicano
DNA
Apenas Gram+
Resistente à desidratação, calor
e produtos químicos
Envelope celular
Cápsula Camada de polissacarí-
deo organizada
Protege contra a fagocitose
Camada de lodo Rede solta de
polissacarídeos
Media a aderência às superfícies
Membrana
externa
Fosfolípidos
Proteínas
Apenas Gram-
Endotoxina: O lípido A liberta
TNF e IL-1.
Periplasma Peptidoglicano no meio Acumula componentes que sur-
gem das células gram-
Parede celular Peptidoglicano na espi-
nha dorsal do açúcar
A estrutura tipo rede oferece su-
porte rígido.
Estrutura Composição química Função
Membrana
citoplasmática
Saco de bicamada
fosfolipídica
Local de armazenamento das
enzimas oxidativas e de
transporte
Os ácidos lipoteicóicos libertam
TNF-α e IL-1.
TNF: fator de necrose tumoral
IL-1: interleucina-1
Classi�cação
Coloração de Gram
A coloração de Gram é uma técnica que surgiu com o bacteriologista Hans Christian Joa-
chim Gram e é utilizada para diferenciar grupos de bactérias com base nas diferenças
dos constituintes das suas paredes celulares.
Diferenças entre as membranas celulares de bactérias gram-positivas e gram-negativas:
As paredes celulares das bactérias gram-positivas e gram-negativas contêm camadas de peptidoglica-
nos, porém a camada das bactérias gram-negativas é muito mais �na e envolvida por outra camada
externa.
Imagem por Lecturio.
A coloração de Gram ajuda a distinguir entre bactérias gram-positivas e gram-negativas
pela coloração das células a vermelho ou violeta.
Processo de coloração de Gram:
https://cdn.lecturio.com/assets/Differences-between-gram-positive-and-gram-negative-bacteria-cell.png
Bactérias tratadas com corante cristal violeta
A mancha é lavada com álcool.
As células realçam com o corante de contraste vermelho de safranina.
Coloração de bactérias gram-positivas:
A parede celular contém uma camada espessa de peptidoglicanos (mureína).
Retêm a coloração violeta de cristal e não são afetados pelo corante de contraste de
safranina
Aparecem a cor azul-púrpura
Coloração de bactérias gram-negativas:
A parede celular tem uma camada �na de peptidoglicanos (mureína).
Não retêm o corante cristal violeta, mas retêm o contraste de safranina
Aparecem a cor rosa-vermelho
A coloração desempenha um papel importante no diagnóstico/patologia:
Bactérias Gram-positivas:
Comensal mais comum
Frequentemente encontradas na pele de indivíduos saudáveis
Bactérias gram-negativas:
Menos sensíveis à penicilina devido à membrana de bicamada lipídica adicional
Contêm a 2ª membrana na forma de uma bicamada lipídica
Após a degradação, os lipopolissacarídeos da 2ª camada de membrana podem
ser libertados como endotoxinas.
As endotoxinas são pirogénios que causam febre alta e calafrios
Morfologia
As bactérias apresentam uma grande diversidade de formas e tamanhos.
As morfologias mais comuns são cocos e bacilos, que podem organizar-se em vários
arranjos
Arranjos:
Pares
Tétrades
Agrupamentos
Correntes
Paliçadas
Tabela: Morfologia e arranjo de bactérias
Morfologia Arranjos
Cocos Esféricos
Imóveis
Único ou aos pares (Diplococos)
Cadeias torcidas (estreptococos)
Aglomerados (esta�lococos)
Bacilos Cilindros de ponta arredondada
Bastões
Spirilla Helicoidal
Torcido
Espiroquetas Helicoidal
Filamentos longos, semelhantes a �agelos
Movimentos tipo saca-rolhas
Subgrupo: Treponema
Género Selenomonas Cilindros curvados num plano
Género Haloquadratum Morfologias incomuns
Quadrado, em forma de caixa plana
Vibrações Bactérias redondas em formade vírgula
Flagelado
Células bacterianas com várias morfologias e arranjos:
As bactérias existem numa ampla variedade de morfologias e arranjos. Cocos e bacilos em pares e
clusters estão entre os mais comuns.
Imagem por Lecturio.
https://cdn.lecturio.com/assets/Bacterial-cells-with-various-morphologies-and-arrangements_V2.png
Visão geral da classi�cação
Bactérias gram-positivas:
A maioria das bactérias pode ser classi�cada de acordo com um procedimento de laboratório chamado
coloração de Gram.
As bactérias com paredes celulares que possuem uma camada espessa de peptidoglicano retêm a co-
loração de cristal violeta utilizada na coloração de Gram, mas não são afetadas pela contracoloração
de safranina. Estas bactérias aparecem azul-púrpura na coloração, o que indica que são gram-positivas.
As bactérias podem ainda ser classi�cadas de acordo com a morfologia (�lamentos rami�cados, bacilos
e cocos em aglomerados ou cadeias) e capacidade de crescer na presença de oxigénio (aeróbio ver-
sus anaeróbio). Os cocos também podem ser identi�cados. Os esta�lococos podem ser reduzidos com
base na presença da enzima coagulase e na sua sensibilidade ao antibiótico novobiocina. Os estrepto-
cocos são cultivados no meio agar de sangue e classi�cados com base no padrão de hemólise (α, β ou
https://cdn.lecturio.com/assets/Microbiology-flowchart-gram-positive-bacteria-classification.png
γ). Os estreptococos são ainda mais reduzidos com base na sua resposta ao teste de pirrolidonil-β-naf-
tilamida (PYR), sensibilidade a antimicrobianos especí�cos (optoquina e bacitracina) e capacidade de
crescer em meio de cloreto de sódio (NaCl).
Imagem por Lecturio. Licença: CC BY-NC-SA 4.0
Bactérias gram-negativas:
A maioria das bactérias pode ser classi�cada de acordo com um procedimento de laboratório chamado
coloração de Gram.
As paredes celulares bacterianas com uma camada �na de peptidoglicanos não retêm a coloração cris-
tal violeta utilizada na técnica coloração de Gram. No entanto, as bactérias gram-negativas retêm a co-
loração de contraste de safranina e aparecem com cor vermelho-rosado. Estas bactérias podem ainda
ser classi�cadas de acordo com a sua morfologia (diplococos, bastonetes curvos, bacilos e cocobaci-
los) e capacidade de crescerem na presença de oxigénio (aeróbios versus anaeróbios). As bactérias
Gram-negativas podem ser identi�cadas com precisão através de culturas em meios especí�cos (Agar
Tríplice Açúcar Ferro (TSI)), com a identi�cação das enzimas (urease, oxidase) e determinação da capa-
cidade de fermentar a lactose.
* Cora pouco com coloração de Gram
** Bastonete pleomór�co/cocobacilos
*** Requer meios de transporte especiais
https://cdn.lecturio.com/assets/Gram-negative-bacteria-classification-flowchart-1.png
Imagem por Lecturio.
Toxinas
Endotoxinas
Geradas durante a rutura da parede celular bacteriana quando as bactérias morrem
Ativam o complemento do hospedeiro e cascatas de coagulação
Causam choque sético
Sintomas não especí�cos da doença:
Febre
Dor
Choque
Fadiga
Desconforto
Exotoxinas
Produzidas e secretadas
Podem resultar em sintomas graves especí�cos da doença
3 categorias principais:
Enterotoxinas
Neurotoxinas
Citotoxinas
Exemplos:
Cólera
Botulismo
Difteria
Toxinas do tétano
Metabolismo
As bactérias são microorganismos heterotró�cos que carecem de substâncias orgânicas
para sobreviver.
Classi�cado com base nos requisitos de oxigénio:
Aeróbios obrigatórios (aeró�los): O oxigénio é necessário para manter o
metabolismo.
Anaeróbios obrigatórios:
Sem enzimas respiratórias presentes
A energia é gerada através da glicólise anaeróbia.
O oxigénio é tóxico.
Microaeró�los:
O oxigénio é necessário para o crescimento
Níveis muito elevados interrompem o crescimento
Anaeróbios facultativos: podem crescer na presença ou ausência de oxigénio
Reprodução
As bactérias podem trocar o material genético:
Podem incorporar DNA estranho no seu genoma
Podem recombinar dentro do pool genético existente
Podem transferir características genéticas entre si:
Conjugação: transferência parassexual por contacto via pili
Transdução: através de bacteriófagos (vírus que infetam bactérias)
Transformação: introdução de DNA livre, isolado e estranho no genoma
Esquema dos diferentes tipos de transmissão genética em bactérias
Imagem por Lecturio.
Fatores de virulência
A virulência é a capacidade de um microorganismo infetar o hospedeiro e causar doen-
ças. Os fatores de virulência são moléculas que auxiliam a bactéria na colonização do
hospedeiro e podem ser de natureza secretora, associada à membrana ou citosólica.
Tabela: Mecanismos de virulência, fatores de virulência e função
Mecanismo Fatores de virulência Função
Colonização Ácido teicoico (princi-
palmente em microor-
ganismos gram-
positivos)
Adesinas
Bio�lmes
Flagelos
Permitem a �xação e invasão das
superfícies das células
hospedeiras
Os bio�lmes conferem proteção
em relação à penetrância de
antibióticos
Mobilidade
https://cdn.lecturio.com/assets/Bacterial-types-of-genetic-transmission.jpg
Mecanismo Fatores de virulência Função
Evicção do
sistema
imunológico
Cápsula
IgA protease
Proteína A
Cria uma barreira física, bloqueando
a opsonização e a fagocitose
Nutrição
bacteriana
Sideróforos Quelatos de ferro
Absorção de ferro
Variação
antigénica
Pili
Expressão de cápsulas
e �agelos
Deriva antigénica
Camu�agem de marcadores mole-
culares de superfície que permitem
a evasão do sistema imunológico
Sobrevivên-
cia
intracelular
Inibição da fusão fagos-
soma-lisossoma
Saída dos fagossomos
antes da fusão ocorrer
Invasões
Previne a destruição intracelular das
bactérias
Sistema de
secreção tipo
III
Injetável Permite que as bactérias injetem to-
xinas nas células hospedeiras
Resposta
in�amatória
Anticorpos especí�cos
para bactérias
Complexos
imunológicos
Peptidoglicano e ácido
teicóico
Células hospedeiras mímicas (por
exemplo, Streptococcus do grupo
A)
Reações de hipersensibilidade
tardia
Formação de granulomas
Referências
�. Baron, S., Editor. Medical Microbiology. 4th edition. Galveston (TX): University of Texas Medical Branch at
Galveston; 1996. Introduction to Bacteriology.
�. Woese, C.R., Fox, G.E. November 1977. Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: The primary king-
doms. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 74 (11): 5088–90.
�. Cabeen, M.T., Jacobs-Wagner C. August 2005. Bacterial cell shape. Nature Reviews. Microbiology. 3 (8):
601–10.