Bacteriologia: Características e Importância das Bactérias

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Bacteriologia
- As bactérias são seres microscópicos
unicelulares. Elas são o maior grupo de
microrganismos de importância médica, ou
seja, estão muito relacionadas a doenças.
São formadas por célula PROCARIONTE:
⤷ Tem ausência de carioteca.
⤷ Seu material genético está disperso no
hialoplasma (citoplasma dessas células).
⤷ Não possui organelas.
- Importância das bactérias:
⤷ Doenças
⤷ Decompositoras
⤷ Produtoras
⤷Mutualistas
⤷ Alimentação
⤷ Biotecnologia
⤷ Estética
⤷Microbiota
Taxonomia
O nome científico é formado a partir da junção:
Gênero + epíteto específico
- Sendo a primeira letra do gênero sempre
maiúscula e a primeira letra do epíteto
minúscula.
- Devem ser escritos em latim.
Classificação
Muitos métodos foram desenvolvidos para ajudar
na visualização das bactérias, sendo o mais
conhecido o “Método de gram”.
Esse método ajudou a definir a classificação das
bactérias entre as gram positivas e as gram
negativas. As células são expostas a algumas
substâncias, como o cristal violeta, lugol,
álcool/acetona e a safranina que vão reagir e
resultar nas características de cada tipo de
célula.
andressa holanda
⇨ Gram positivas: as células que
absorveram o cristal violeta vão
aparecer nas cores violeta/azul.
⇨ Gram negativas: Se o cristal violeta
for descorado pelo álcool, as
células vão absorver a fucsina, e
assim aparecerão na cor vermelha.
Gram Positivas:
⇨ Características:
- Possui envelope celular formado por duas
camadas.
- A membrana plasmática é formada por uma
dupla camada de fosfolipídios.
- Tem como camada externa uma parede celular
composta por peptidoglicanos (característica
contida nas gram positiva e negativa).
⇨ Parede celular Gram (+):
- 60 a 100% de sua composição é de
peptidoglicano, o que confere uma maior
rigidez à parede por ser uma camada
espessa.
✶ Suas cadeias de aminoácidos estão
ligadas covalentemente a aminoácidos de
cadeias vizinhas, o que lhe oferece maior
estabilidade.
✶ Estrutura espessa com alta quantidade de
ligações entre aminoácidos.
- Seu envelope células é composto
principalmente de:
peptidoglicano + polissacarídeos
✶Os principais polissacarídeos são o ácido
teicóico e o lipoteicóico.
✶O ácido teicóico é exclusivo de Gram
positivas, e atua como determinante
antigênico na identificação sorológica
(ajudam na identificação sorológica).
⇨ Clínica:
- A parede celular dessas bactérias não impede a
multiplicação de compostos antimicrobianos que
possuem baixo peso molecular, contribuindo
para sua entrada na membrana plasmática e,
consequentemente, sua destruição.
- São vulneráveis a ataques de penicilina
(antibiótico) e lisozima (enzima).
- Ausência de endotoxinas (lipídeo A).
Gram Negativas:
⇨ Características:
- Diferente das gram positivas, elas possuem o
envelope celular composto por três camadas:
✶Membrana plasmática
✶ Parede celular
✶Membrana externa única das gram negativas
É mais complexa, além da membrana plasmática
possui uma membrana externa. Essa membrana
externa forma uma barreira adicional para a
entrada de substâncias.
- Presença de espaço periplasmático preenchida
por gel proteico enzimático, entre a membrana e
parede.
✶ É uma matriz entre as membranas que possui
enzimas hidrolíticas capazes de quebrar
macromoléculas, enzimas capazes de inativar
drogas, proteínas e peptideoglicanos.
⇨ Parede celular Gram (-):
- Também possui sua parede celular composta
por peptidoglicano mas não é tão espessa
quanto a das gram positivas.
✶ É uma parede delgada com cerca de 5 a 10%
de peptidoglicano.
- Possuem ligações cruzadas mais simplificadas,
o que caracteriza em uma menor estabilidade.
✶ A característica das ligações e da quantidade
de camadas de cada tipo de bactéria determina
consecutivamente se são mais estáveis ou não e
se tem melhor proteção contra a entrada de
substâncias.
- Possui a lipoproteína Mureína que se origina na
parede celular e se estende até a membrana
externa única e vai conferir rigidez ao envelope
celular.
andressa holanda
⇨Membrana externa única:
- É uma membrana presente somente nas
gram negativas, que é composta por duas
camadas de fosfolipídios e que se torna
única pela presença de lipopolissacarídeos
(LPS).
Lipopolissacarídeos (LPS):
- Servem como marcadores para o sistema
imunológico reconhecer invasores
bacterianos.
- É um complexo composto por 3 segmentos
ligados:
1) Antígeno O:
- É um receptor de reconhecimento para o
hospedeiro ou para a resposta imunitária
humana.
2) Cerne:
- Localizado na superfície da membrana.
3) Lipídio A (endotoxina):
- É um dissacarídeo com caudas múltiplas
de ácido graxo.
- Firmemente ligado à membrana.
- É tóxico aos seres humanos (presença de
endotoxinas). Sua lise pode levar a
liberação das endotoxinas na circulação,
acarretando problemas como:
Febre - Diarréia - Choque Séptico
⇨ Clínica:
- O LPS vai bloquear a passagem de
compostos com baixo peso molecular, como
a penicilina e outros antimicrobianos, que
não vão conseguir chegar até a membrana
plasmática e a parede celular.
- Resistentes ao ataque de lisozima e
penicilina.
Morfologia das bactérias:
As bactérias possuem 4 formatos principais:
- Cocos (formato esférico).
- Bacilos (bastonetes).
- Espiraladas (com forma de vírgula, S ou em
espiral).
- Pleomórficas (quando há ausência de forma ou
como geléia).
Patologias associadas a bactérias gram (+) e gram (-)
⇨ Gram Positiva:
Existem seis bactérias deste grupo, que são
causadoras de patologias.
- Estreptococos (COCOS);
- Estafilococos (COCOS);
- Bacillus (BASTONETE PRODUTOR DE ESPOROS);
- Clostridium (BASTONETE PRODUTOR DE
ESPOROS);
- Corynebacterium (BASTONETE SEM ESPOROS);
- Listeria (BASTONETE SEM ESPOROS);
⇨ Gram Negativa:
- Neisseria (DIPLOCOCOS);
- Treponema(ESPIROQUETAS);
- Pleomórficos.
Estruturas de virulência
A virulência de um organismo é o seu grau de
patogenicidade, ou seja, é a propriedade que ele
tem de causar alterações na fisiologia do
hospedeiro. Essa virulência vai depender de
toxinas bacterianas e estruturas celulares como:
1) Flagelo
2) Pili
3) Cápsula
4) Endosporo
5) Exotoxina
6) Endotoxina
Flagelo:
- São organelas/filamentos proteicos especiais
como longas caudas anexas às bactérias para
sua locomoção.
✶ Proteína flagelina
✶ Fixado a bactéria pelo corpo basal. O corpo
basal gira ao redor e torce o flagelo, ondulando-o
de maneira coordenada.
- Possui uma classificação relacionada à
presença ou não de flagelos e a sua quantidade
na célula.
- Quimiotaxia: é a movimentação a favor ou ao
contrário de um gradiente químico.
- Classificação de acordo com os flagelos:
Fímbrias (Pili):
- São filamentos protéicos retos que surgem da
parede celular. São mais curtos que os flagelos
mas não tem função de motilidade.
Estão presentes em grande quantidade e são
delicadas.
- Tem como função conduzir o material genético
(fímbria F) e aderir às células.
✶ A aderência bacteriana funciona devido as
adesinas, que são muito importantes para o
aparecimento de doenças.
Exemplos:
→ Bordetella pertussis se adere ao T.R
provocando coqueluche.
→ Neisseria gonorrhoeae se adere às células
cervicais causando gonorreia.
→ Escherichia coli se adere ao epitélio intestinal
causando diarreia.
andressa holanda
✶ Já a reprodução sexual está associada a
pili F ou conjugação, na qual as células
doadoras vão reconhecer as receptoras e
então haverá a transferência de material
genético.
Cápsulas:
- São estruturas externas à parede celular,
formadas quando a bactéria sintetiza
partículas de açúcar que vão se dispor ao
redor da parede celular e encapar a
bactéria.
- Elas tornam a bactéria mais virulenta pois
impedem a fagocitose por leucócitos e
ajudam na camuflagem bacteriana.
- Funções das cápsulas:
→ Proteção de fagocitose
→ Camuflagem
→ Aderência
→ Proteção contra desidratação
→ Reservatório de alimentos
- O Streptococcus pneumoniae é
encapsulado
- Vacina:
A vacinação ocorre de modo em que seja
produzido anticorpos contra os antígenos
capsulares.
✶ Vacina contém anticorpos contra 23
antígenos capsulares;
✶ Ao entrar no organismo, os anticorpos se
ligam a cápsula, opsonizando,atraindo os
leucócitos.
Endosporo:
- É formado apenas por dois tipos de bactérias
Gram- positivas;
→ aeróbio Bacillus
→ anaeróbio Clostridium.
- São formas metabolicamente adormecidas de
bactérias;
✶ Resistência ao calor;
✶ Resistência ao frio;
✶ Resistência à agentes químicos.
Se formam no interior da célula, são
característicos da bactéria.
Aparecem quando a bactéria está em com
deficiência nutricional ou está num ambiente
hostil para seu desenvolvimento, a fim de
preservar o material genético nessas situações
extremas pois possuem uma parede celular
espessa, são altamente refráteis e são resistentes
à agentes químicos e físicos.
Quando a bactéria encontra nutrientes e
ambiente favorável, ela torna-se ativa.
Cobertura protetora de multicamadas.
- Membrana Celular;
- Parede Celular;
Membrana Celular;
- Parede constituída de
proteína Ceratina;
- Camada externa (Exosporo).
OBS: membrana celular interna e externa.
Toxinas:
Podem ser classificadas em:
⇨ Exotoxinas:
São proteínas liberadas pelas bactérias Gram–
positivos e negativos; causam manifestações
clínicas;
Exemplo: Antrax;
Botulismo;
Tétano;
Cólera.
Podem ser neurotoxinas ou enterotoxinas.
andressa holanda
→ Neurotoxinas: São exotoxinas que atuam
nos nervos ou nas placas motoras terminais
provocando a paralisia;
Ex: Neurotoxina Tetânica (Tetanospasmina);
Absorvida na placa motora terminal, migra
para o SNC, inibe os neurônios inibidores,
acarretando na alta frequência de impulsos
motores para os músculos, ocasionando a
contração.
Ex: Neurotoxina botulínica;
Bloqueia a liberação de acetilcolina das
sinapses e placas motoras, causando assim
paralisia flácida dos músculos.
Clostridium botulinum
- É um gênero de bactérias; bastonetes
Gram-positivos formadores de esporos;
- Anaeróbios;
- Causadores:
⬩ Botulismo;
⬩ Tétano;
- Produz uma neurotoxina paralítica muito letal
que causa um envenenamento alimentar levando
ao óbito rapidamente;
A neurotoxina bloqueia a liberação de
acetilcolina (ACh) dos terminais pré-sinápticos:
⬩ no sistema nervoso autônomo;
⬩ nas placas motoras;
Causa a paralisia flácida dos músculos.
Botulismo:
- Está associado ao consumo de enlatados. Os
esporos flutuam no ar e são depositados nos
alimentos;
Se não cozido adequadamente os esporos não
morrerão, serão ingeridos e vão liberar as
neurotoxinas.
- Sintomatologia:
⬩ Pacientes sem febre;
⬩ Paralisia Bilateral do nervo craniano;
⬩ Diplopia;
⬩ Disfagia;
⬩ Fraqueza muscular generalizada;
⬩ Paralisia respiratória.
- Clínica e tratamento:
O paciente deve ser tratado logo com a
antitoxina específica. É importante que haja a
neutralização das neurotoxinas livres e não
agregadas que estão na corrente sanguínea.
⬩ A intubação e respiração artificial são
necessários até a recuperação das atividades
dos músculos respiratórios.
→ Tratamento:
⬩ Antitoxina
⬩ Penicilina
⬩ Câmera hiperbárica de alta pressão
⬩ Intubação
Clostridium tetani
- Causadora do tétano.
- Sua forma clássica é consequência de um
ferimento na pele provocado por qualquer objeto
contaminado com esporos.
A partir da entrada deles haverá a liberação da
neurotoxina Tetanospasmina. Essa neurotoxina
provoca uma contração sustentada dos músculos
esqueléticos (Tetania);
Tétano: (fisiopatologia)
A tetanospasmina é absorvida na junção
neuromuscular e é transportada para o SNC →
algumas toxinas vão agir nos interneurônios
inibidores, impedindo a liberação de
neurotransmissores inibidores (ácido- alfa
aminobutírico e glicina) → a inibição desses
neurotransmissores vai permitir que os neurônios
motores enviem mais impulsos elétricos para as
células musculares → causando a contração
sustentada.
- Clínica e tratamento:
⬩ Graves espasmos musculares, especialmente na
mandíbula (TRISMO);
⬩ Expressão risonha grotesca (RISO SARDÔNICO);
⬩ Paralisia do músculo respiratório.
Devido a elevada mortalidade, ocorre a
imunização profilática com a toxina inativada
com formalina.
→ Tratamento:
⬩ Toxóide tetânico (vacina com toxina inativada
com formalina);
⬩ Antitoxina;
⬩ Penicilina;
andressa holanda
→ Enterotoxinas: são exotoxinas que atuam no
trato gastrointestinal provocando diarreia.
- Inibem a reabsorção do NaCl;
- Ativam a secreção de NaCl;
- Podem matar as células do epitélio intestinal.
Resulta no desequilíbrio osmótico de fluido no
intestino provocando a diarreia.
Causam duas manifestações de doenças:
Diarreia infecciosa:
As bactérias colonizam e se aderem ao trato
gastrointestinal (TGI), liberando enterotoxinas de
forma contínua, acarretando em uma diarreia
severa.
EX: Vibrio Cholerae.
Toxinfecção alimentar:
As bactérias crescem no alimento e liberam suas
enterotoxinas nele; o alimento ingerido estará
contaminado.
Ex: Staphylococcus aureus.
⇨ Endotoxinas:
- Endotoxina é o lipídeo A dos
lipopolissacarídeos (LPS) das bactérias
Gram-negativas.
- Elemento altamente tóxico;
- Liberadas com a lise celular (destruição);
OBS: tratar o paciente com infecção
causada por bactérias Gram-negativas com
antimicrobianos inespecíficos pode agravar o
quadro do paciente, pois com a destruição das
bactérias ocorre a liberação de endotoxinas.
Bacteremia:
- É caracterizada pela presença de bactérias na
corrente sanguínea.
- Pode ativar o sistema imunológico e assim
desencadear uma sepse.
Sepse:
É uma resposta sistêmica inadequada do
organismo à infecção.
- Alteração da temperatura corporal;
- Aumento dos leucócitos;
- Elevação na frequência cardíaca e respiratória.
Choque séptico:
É a resposta do sistema imunológico exacerbada
levando o paciente ao quadro de falência
múltipla dos órgãos e morte.
Entrada do agente invasor (BACTEREMIA) ⤵
Liberação de toxinas ⤵
Estímulo de macrófagos e neutrófilos ⤵
Liberação de fatores endógenos (fator de
necrose tumoral TNF) ⤵
TNF estimula liberação de IL-1 pelos macrófagos
e células endoteliais ⤵
Liberação de prostaglandinas.
Este processo complexo de mediadores químicos
primeiramente defende o organismo e depois
traz prejuízos graves.
Há a produção de vasodilatação com uma
hipotensão grave, comprometendo o sistema
circulatório através da dilatação venocapilar.
Acarretando disfunções orgânicas entre as quais:
→ insuficiência renal, hepática, respiratória e
cardíaca.
Efeitos do choque séptico:
andressa holanda
Genética bacteriana
A troca de material genético permite
compartilhar genes que codificam:
⬩ Resistência a antimicrobianos
⬩ Estruturas de virulência
⬩ Fatores de virulência
A troca de informações genéticas entre as
bactérias pode acontecer de três jeitos:
● Transformação:
A lise da bactéria vai levar a liberação de
fragmentos de DNA → Esses fragmentos vão se
aderir a parede celular de uma bactéria
receptora → o fragmento vai ser incorporado aos
DNA da célula receptora caso haja uma
similaridade entre elas.
● Transdução:
Ocorre quando o bacteriófago (vírus que infectou
bactéria), carrega fragmentos de DNA bacteriano
de uma bactéria para outra.
O bacteriófago vai se aderir a receptores
específicos da superfície da bactéria (adsorção)
→ o fago vai então penetrar na bactéria →
acontecerá a injeção do DNA
● Conjugação:
Nesse processo o DNA é transferido diretamente
pelo contato célula a célula e há uma troca
extremamente eficiente de informações
genéticas.
- Essa troca pode acontecer entre bactérias não
relacionadas.
- É o principal mecanismo para transferência de
resistência a antimicrobianos.
Bactéria doadora (plasmídeo F)
andressa holanda
⬩ São moléculas de DNA circulares (extras) que
vão carregar informações genéticas, como a
resistência bacteriana.
⬩ Esse plasmídeo F vai codificar as enzimas e as
proteínas para que aconteça a conjugação.
⬩ As bactérias que carregam plasmídeo F são
chamadas de células F(+), as receptoras são F ( - ).
O plasmídeo F vai codificar o pili sexual até
formar a ponte conjugal, que é uma longa
estrutura proteica que vai se ligar ao receptor F(-)
→ após a formação da ponte, a nuclease vai
quebrar o plasmídeo e a fita de DNA extra vai
para F(-) → após isso a ponte vai se romper e
ambas bactérias passam a ser F (+)