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Unidade 01 – Microbiologia e Imunologia 3º período - Farmácia 1 Evolução dos microrganismos Estudiosos acreditam que os microrganismos foram um dos primeiros a surgirem no planeta terra, em uma época onde a terra estava passando por várias modificações em termos geológicos e químicos. Apesar de a ciência estudá-los há mais de séculos, alguns pesquisadores apontam que ainda pouco se sabe sobre os microrganismos. Os microrganismos também chamados de micróbios são formas de vida reduzidas, impossível de ver a olho nu. Nesse grupo está incluso as bactérias, os fungos, vírus, protozoários e algas microscópicas. Estão presentes em quase todos os lugares do planeta, com sua simples estrutura morfológica e sua enorme variedade genética e metabólica permite que eles possam viver em ambientes e em condições extremas. Por mais que a tendência seja associá-los ao surgimento de doenças, tais organismos são primordiais para sobrevivência humana. A descoberta dos microrganismos A gripe é causada por um vírus, a cárie é provocada pelas bactérias. A descoberta dos microrganismos aconteceu no ano de 1674, quando o pesquisador holandês, Antony Van Leewenhoek inventou o primeiro microscópio. Ou seja, tudo que não era possível ser visto a olho nu fez-se visível de maneira que pudessem ser estudados, os seres minúsculos, o qual chamou de “animálculos”. Muitos microrganismos são benéficos para os seres humanos, participando da flora normal do nosso organismo, presente na nossa boca, estômago, atuando na defesa de microrganismos externos que sejam patógenos. Nossa microbiota normal tem 10 14 microrganismos, o que corresponde a 90% do número de células do organismo humano, com variação de 500 a 1000 espécies diferentes. Abiogênese e Biogênese Por muito tempo, o surgimento da vida foi explicado a partir de duas teorias distintas: a teoria da abiogênese e a teoria da biogênese. A teoria da abiogênese ou teoria da geração espontânea, apoiada por Aristóteles, defendia a hipótese de que os organismos observados através do microscópio eram gerados de forma espontânea, ou seja, a vida poderia ser formada através de uma matéria bruta (sem vida). Ou seja, roupas sujas podiam originar ratos, rãs e outros anfíbios e reptéis. Sendo aceita até o século XIX, e marcava a compreensão de um período com precários recursos científicos e tecnológicos. Teoria da biogênese, defendida por Louis Pasteur. Em que os seres vivos surgiam a partir de outros seres vivos análogos, desta forma, negava o que afirmava a teoria da geração espontânea. Em uma tentativa de comprovar a hipótese da biogênese, Francisco Redi, realizou o seu primeiro experimento, em 1668, que constituía em colocar alguns pedaços de carne em frasco de vidro fechados e outros pedaços em frasco de vidros abertos, por igual período de tempo. Ao final do experimento, havia presença de larvas no frasco que permaneceu aberto, concluindo o surgimento das larvas não acontecia de forma espontânea e que eram colocadas por moscas que tiveram contato com a carne. Embora pesquisadores confrontassem Redi, ao afirmar que a presença de oxigênio era essencial para a geração espontânea. Então, ele realizou um segundo experimento que consistiu em colocar carne dentro de jarras, mas as fechou com uma fina rede, permitindo que entrasse ar, e o resultado foi semelhante ao seu primeiro experimento. Dessa forma, concluiu que as larvas só surgiam quando as moscas colocavam seus ovos sobre a carne. Louis Pasteur Criou o método da pasteurização, sendo considerado um dos três principais nomes da microbiologia. Entre seus achados mais importantes tem-se: vacina antirrábica, a fermentação e a pasteurização, processo criado para eliminar bactérias prejudiciais presentes no leite e em bebidas alcoólicas. Utilizada em seus experimentos, o calor, para acabar com os microrganismos e descobriu que quando uma solução nutritiva era fervida e mantida fechada, a mesma não entrava em apodrecimento. Um dos seus experimentos de laboratório mais famosos derrubou de uma vez por todas, a teoria da geração espontânea. Neste experimento, ele colocou caldo de carne em vários recipientes que lembram o pescoço de um cisne, levando-os ao fogo para que pudesse ferver, logo em seguida, deixou todos os recipientes abertos para que esfriassem. Após o resfriamento, mesmo com os frascos mantidos abertos, não havia presença de microrganismos, isso devido ao formato dos frascos. O surgimento dos microrganismos só Unidade 01 – Microbiologia e Imunologia 3º período - Farmácia 2 aconteceu quando o gargalo do frasco foi quebrado ou quando inclinado, permitindo que a solução até então estéril entrasse em contato com partículas que continham micróbios. A ciência da microbiologia Surgiu há séculos, e é através da microbiologia que é possível estudar vários tipos de organismos entre eles: eucariontes, procariontes e acelulares. Além de estudar diversas características desses organismos: funções, classificação, forma de reprodução, genética, estrutura e também a forma como interagem entre si, com os seres humanos e com o meio ambiente. Contribuindo para o desenvolvimento de outras ciências como medicina, genética, biotecnologia e áreas da indústria e agricultura. Pois através do seu entendimento podemos extrair diversos benefícios para os seres humanos. Muitas doenças, por exemplo, foram erradicadas graças ao estudo dos seus minúsculos agentes causados, os antibióticos e as vacinas também só foram possíveis ser adquiridos através dessa ciência. Por que estudar microbiologia? Porque estamos em contato intimo com os microrganismos, o que está relacionado à saúde e ao ambiente, além de desempenhar importante papel na produção de alimentos e medicamentos. Além de fornecer modelos uteis para muitos processos vitais que todos os organismos realizam (biologia celular). Microscópio – Originou no século XVII, permite ampliar as estruturas minúsculas que são impossíveis de serem vistas sem o seu auxílio. A sua invenção está atribuída a diversos nomes, como Zacharias Janssen como seu criador, outros Galileu Galilei, e dessa forma, não se sabe ao certo quem foi o seu inventor. No entanto, Robert Hook e Antony Van Leeuwenhoek foram os primeiros a utilizarem o aparelho com o objetivo de realizar estudos. Leeuwenhoek foi o responsável por aperfeiçoar o microscópio, a lentes criadas pelo cientista permitia uma ampliação de 300x mais do que a de outros microscópios existentes. Métodos de cultura – São produtos desenvolvidos artificialmente em laboratório para que possam proporcionar a nutrição necessária para que os microrganismos consigam crescer e desenvolver fora do seu ambiente originário. Quando os microrganismos são inseridos em um determinado método de cultura com o objetivo de proporcionar o crescimento são denominados de inóculo e quando eles conseguem atingir o crescimento e desenvolvimento passam a se chamar de cultura. Existe um grande número de métodos de cultura que podem ser classificados quanto ao seu objetivo funcional como: quimicamente definido, complexo, redutor, seletivo, diferencial e meio de enriquecimento. O meio quimicamente definido é aquela onde sua composição é exatamente conhecida. É utilizado para observar o crescimento de bactérias quimioautotróficas e fotoautotróficas. O meio diferencial tem como objetivo facilitar a diferenciação das colônias de um microrganismo desejado em relação a outras colônias que crescem na mesma placa. O meio seletivo evita que as bactérias indesejadas cresçam e beneficia o crescimento dos micro-organismos de interesse. O meio de enriquecimento é utilizado quando se pretende aumentar até níveis satisfatóriosaqueles microrganismos que são extremamente pequenos, esse método é bastante usado para avaliação de amostras de solo e fezes. Importante: Para preparar um meio de cultura são necessários alguns critérios como: apresentar nutrientes suficientes, assim como água e pH adequados, o meio pode ter ou não oxigênio, além disso, o meio deve ser estéril, ou seja, sem presença de microrganismos vivos. Unidade 01 – Microbiologia e Imunologia 3º período - Farmácia 3 Seres vivos São definidos como organismos que apresentam células, buscam energia para sobreviver, respondem a estímulos do meio, se reproduzem e evoluem. A maioria dos seres vivos são constituídos por um conjunto de células chamados de pluricelulares, ou até mesmo por uma única célula, chamado de unicelular, no caso das bactérias. Essas células dão origem aos tecidos, os tecidos aos órgãos, e os órgãos foram-se sistemas que originam um organismo. Seres vivos são formados por plantas, os fungos, as algas e protozoários, pois também fazem parte deste grandioso universo. Os seres vivos estão classificados em cinco grupos: Animalia, plantae, fungi, protista e monera. Em biologia, esses reinos são ainda classificados de acordo com a taxonomia, cada reino é formado por um fio que se subdividem em classes, as classes são formadas pela ordem que são compostas pelas famílias, as famílias pelos gêneros e os gêneros pelas espécies. Células São estruturas essenciais, nelas ocorrem os processos de nutrição, reprodução e respiração necessárias para que a vida exista, podendo ser visualizada apenas através de microscópio. Apresentam diferentes formas, observando na figura 5 tipos de células humanas. São classificadas de duas maneiras, em relação a sua organização estrutural e função: eucarióticas e procarióticas. Tanto as células procarióticas como as eucarióticas apresentam proteínas, ácidos nucleicos, lipídios e carboidratos. A principal diferença existente entre elas é que as células eucarióticas apresentam uma estrutura complexa quando comparadas as procarióticas, estão presentes nos animais, vegetais, protozoários, fungos e são formadas por várias estruturas menores que possuem funções específicas denominadas organelas. As procarióticas são células simples, não apresentam núcleo em seu interior e nem membrana nuclear, o seu material genético apresenta formato circular e o DNA não está associado a histonas, não possuem organelas, possuem parede celular que contêm peptíoglicano e se dividem por fissão binária, e aparecem em alguns microrganismos, nas bactérias, por exemplo. As células eucarióticas apresentam membrana plasmática, mitocôndrias, ribossomos, complexo golgiense, lisossomos, retículo endoplasmático liso e rugoso e vacúolo. A membrana celular tem a função de revestir a célula e controla a entrada e saída de substâncias para dentro da célula, a mitocôndria tem a função de fornecer energia através da produção de ATP, os ribossomos fazem a síntese de proteínas, o complexo de golgi é responsável por armazenar e transportar substâncias, os lisossomos participam da digestão intracelular, o retículo endoplasmático liso produz fosfolipídios e ácidos graxos, o vacúolo tem a função de armazenar substâncias e o núcleo é onde se encontra o material genético. O câncer ocorre devido ao desenvolvimento e multiplicação de uma célula defeituosa, estas células dividem-se rapidamente, alterando sua função. Em sua maioria, são agressivas e com capacidade de invadir outros tecidos e órgãos, espalhando-se pelo corpo, formando o que se conhece por metástase. As bactérias e as células humanas são estudadas para que os seres humanos possam ter meios suficientes para se defender contra a ação das bactérias patogênicas. Alguns medicamentos, por exemplo, são capazes de eliminar as bactérias, mas não causam danos às células humanas e algumas estruturas que estão presentes nas bactérias estimulam Reino Filo Classe Ordem Família Gênero Espécie Unidade 01 – Microbiologia e Imunologia 3º período - Farmácia 4 o organismo humano a montar a resposta defensiva para destruí-las. Classificação dos reinos O reino protista inclui: bactérias, as algas, os fungos e os protozoários. Porém, essa divisão ainda não estava completa quando se considerava a estrutura celular, e a forma de conseguir energia e alimento. Dessa forma, o biólogo americano, Robert Whittaker, sugeriu a ampliação da classificação para cinco reinos, que é aceita até os dias atuais: Animalia, Plantae, Fungi, Protista (microalgas e os protozoários) e Monera (bactérias e algas azul- verdes). O reino animal constitui todos os grupos de animais existentes, mamíferos, ovíparos, repteis vertebrados e invertebrados. São seres multicelulares e eucarióticos. O reino plantae também é composto por seres multicelulares e eucarióticos, inclusas as angiosperma, gimnosperma, fanerógamas e as criptogramas, mas a principal diferença entre esse reino e o reino animal é a sua capacidade de produzir alimento, ou seja, de realizar fotossíntese, utilizando a luz solar, captam energia da luz e através dela geram glicose que é formada através da água e do gás carbônico, no final desse processo, ocorre a liberação do oxigênio. O reino fungi é composto pelos fungos, seres que estão presentes no nosso dia a dia. O reino protista pertencem os protozoários e as microalgas, ao contrário dos reinos mencionados acima, os protistas podem ser unicelulares e multicelulares. Esses seres se encontram no solo e nas águas, alguns dos protozoários são nocivos para os seres humanos. As bactérias e as algas azuis fazem parte do reino monera, assim como alguns protozoários, muitas bactérias são também agentes causadores de doenças. Principais características dos grupos de microrganismos Os protozoários fazem parte do reino protista, são eucarióticos e unicelulares. A entomoeba histolytica, é um tipo de ameba patogênica que pode colonizar o intestivo, outro protozoário patogênico é Trochomonas vaginalis desencadeando infecções no trato genital e urinário. Outros exemplos são: Toxoplasma gondii, causador da toxoplasmose e o Plasmodium, causador da malária. Na imagem, tem- se a representação da Giardia, parasita intestinal. As bactérias são do grupo monera, são temidos por sua capacidade de causar doenças perigosas e até fatais. São unicelulares e procariorentes, organizadas em dois domínios: Archaea e Bactéria, de acordo com sua morfologia, as bactérias são classificadas como bacilos, coco, vibriões ou espirilos. Sua forma de reprodução é a assexuada, ou seja, não existe mistura de material genético, uma célula divide originando outra célula idêntica, num processo conhecido como bipartição ou cissiparidade. São classificadas em gram- positivas e gram-negativas. Os vírus são os únicos que são acelulares, não possuem célula, muitos pesquisados nem consideram os vírus como seres vivos, outros sim, e dessa forma ainda não há um consenso sobre sua classificação. O HIV e o coronavírus, só foram descobertos na década de 90 e 80, respectivamente. Entre suas principais características pode-se citar a presença de um único tipo de ácido nucleico e sua multiplicação ocorre dentro de uma célula viva. Os fungos são organismos eucarióticos, podem ser unicelulares ou multicelulares, o estudo desses microrganismos é chamado de micologia, Unidade 01 – Microbiologia e Imunologia 3º período - Farmácia 5 apresentam-se através de diversas formas, apesar de também ocasionarem algumas doenças, os fungos também são benéficos, sendo importantes decompositores. Alguns são comestíveis, os cogumelos, por exemplo, são bastante utilizados na culinária brasileira e deoutros países e também são utilizados na produção de vinhos, cervejas e para produção de medicamentos como penicilina. Características gerais São seres muito pequenos,. Sua descoberta aconteceu concomitante a invenção do microscópio, no século XVII, por Antony Van Leewenhoek, existem várias espécies, e algumas são patogênicas, mas a maioria não possui capacidade de causar doenças, pelo contrário, assumem um papel fundamental para manutenção da vida humana e não humana. São encontradas em praticamente todas as artes do planeta, isso por causa de sua facilidade de reprodução, que é assexuada, por fissão binária, isto é, uma célula mãe divide-se e origina duas outras células idênticas a ela. Tamanho O tamanho das bactérias é variável, mas na maioria das vezes elas medem de diâmetro de 0,2 a 2,0 μm e comprimento de 2 a 8 μm, que é importante para auxiliar na diferenciação das espécies bacterianas entre A maior bactéria já vista foi a Epulopiscium fishelsoni, com cerca de 500 a 700μm de comprimento, encontrada no intestino de alguns peixes. Morfologia As bactérias possuem a capacidade de apresentarem de várias formas podem ser: esféricas (cocos), cilíndricas (bacilos) e espiraladas (espirilos). As esféricas, ou cocos, possuem forma arredondada, mas também pode ser oval, longa ou achatada em uma das extremidades. As bactérias que apresentam morfologia em forma de coco podem ficar ligadas umas às outras quando se dividem, podendo formar: diplococos, estreptococos e estafilococos. Os diplococos são formados com dois cocos, os estreptococos através de cadeias, como colar de pérolas e os estafilococos em cachos de uva, outras formas, menos comuns, também podem ser observadas quando os cocos permanecem juntos em grupos cúbicos de oito cocos, nesses casos, eles são chamados de sarcina. Os bacilos são assim chamados, pois se assemelham a um bastonete, quando se dividem podem formar os diplobacilos e estreptobacilos. Os diplobacilos são vistos em dupla e os estreptobacilos em cadeias. Alguns tipos de bacilos são muito parecidos com os cocos e por isso são chamados de cocobacilos. Uma espécie de bacilo benéfica e bastante conhecida é a lactobacillus, bactéria que está presente nos iogurtes e contribui para o bom funcionamento do intestino. As espiraladas também podem ser chamadas de vibriões que são ligeiramente curvado e sua forma lembra uma vírgula, espirilos é helicoidal e rígido, quando se assemelha a uma saca rolha e espiroqueta, é helicoidal quando são espiralados flexíveis. Estrutura A célula da bactéria é procariótica e por isso, apresenta estrutura mais simples, quando comparadas as eucarióticas. Contudo, as bactérias mais desenvolvidas apresentam em sua estrutura: membrana celular, parede celular, capsula, cromossomo, fimbrias, ribossomos, inclusão e flagelo. Algumas células procarióticas são formadas por uma estrutura chamada de glicocálice, que é composto de polissacarídeos e polipeptídio que apresenta aspecto viscoso, localizado exteriormente à parede celular. Geralmente, o glicocálice é formado no citoplasma da célula e é liberado para o seu Unidade 01 – Microbiologia e Imunologia 3º período - Farmácia 6 exterior, quando fica bem aderido a parede celular, chamado de cápsula. A cápsula é a estrutura mais externa das bactérias, sua função é de protegê-la contra agentes externos, como a fagocitose por células do hospedeiro, ela é formada por polissacarídeos e polipeptídios e é uma estrutura organizada e fortemente aderida à parede celular. Possui como função ser um reservatório de água e nutrientes, aumenta a capacidade invasiva de bactérias patogênicas, aderência e aumenta a resistência microbiana a biocidas. A parede celular é uma estrutura muito importante da célula bacteriana, uma de suas características principais é a rigidez, se não fosse essa propriedade por conta da pressão osmótica dentro da célula que é bastante superior à do meio externo, sendo, portanto, essencial no suporte para o crescimento e divisão celular, além de manter a forma da célula bacteriana, serve como barreira para algumas substâncias, essencial para o crescimento e divisão celular, proporciona suporte para apêndices celulares e determina a divisão das bactérias em dois grandes grupos (pela presença do peptíoglicano – mureína na parede celular, divide as células em gram- positivas e gram-negativas). Aderido à parede celular encontra-se a membrana celular ou membrana plasmática, composta por uma camada dupla de fosfolipídios, bastante parecida com a das células eucarióticas, porém não apresentam em sua estrutura química esteróis. Tem a função de dividir o meio interno do meio externo, sendo altamente seletiva e transporta substâncias para o interior e exterior da célula através das suas proteínas de transporte, além disso, é capaz de gerar energia através do transporte de elétrons para o interior da célula e secretar enzimas e toxinas. Os flagelos estão presentes em algumas células bacterianas, sua principal função é promover a locomoção, o que permite uma rápida mobilidade para ambientes favoráveis, um flagelo é formado por 3 partes diferentes: filamento, gancho e corpo basal. O filamento é uma estrutura longa e fina que fica aderida a membrana mais externa, composto, principalmente, da proteína flagelina, aderido ao filamento encontra-se o gancho, parte mais larga que o filamento, a última porção do flagelo é o corpo basal que fixa o flagelo à membrana plasmática e a parede celular. As fímbrias são encontradas em alguns tipos de bactérias gram-negativas, são semelhantes aos pelos e estão distribuídos em grande quantidade por toda a parte externa da célula. Os pilis são muito parecidos com as fimbrias, porém são um pouco maiores e são encontrados em menor quantidade, apenas um ou dois em cada célula, assim como os flagelos, os pilis também participam da mobilidade celular e também são responsáveis pela transferência do DNA. Uma das características das fimbrias está relacionado com sua alta capacidade de se aderir umas às outras, como também a superfícies, o que explica a formação dos biofilmes, contribuem para a patogenicidade de algumas bactérias intensificando a colonização nas superfícies das células de outros organismos. No interior da célula encontra-se o citoplasma, composto em sua maioria por água (80%), proteínas, carboidratos, lipídios e algumas outras substâncias, nele pode-se observar duas áreas diferentes, uma onde se podem encontrar os seguintes componentes citoplasmáticos: ribossomos, plasmídeo, vacúolos gasosos e grânulos e outra onde está o nucleoide, essa área geralmente abriga apenas uma única molécula de DNA com o cromossomo bacteriano. Os ribossomos bacterianos também estão relacionados com a síntese proteica, a diferença entre eles e os das células eucarióticas é que os procarióticos são menores, existem milhares de ribossomos no citoplasma, de aspecto granular. Alguns antibióticos, a estreptomicina e a gentamicina, por exemplo, atua nos ribossomos de forma a bloquear a síntese de proteínas, pelo fato dos ribossomos eucarióticos serem diferentes dos procarióticos, o antibiótico causa a morte da bactéria sem causar nenhum dano à célula do hospedeiro. Os plasmídeos são moléculas de DNA circulares contendo genes que estão presentes no citoplasma, possuem a capacidade de transportar os genes (transferência gênica) entre bactérias e resistir aos antibióticos, tolerar metais tóxicos e Unidade 01 – Microbiologia e Imunologia 3º período - Farmácia 7 produzir toxinas e enzimas. Não são todas as bactérias que possuem plasmídeos, apenas algumas mais desenvolvidas. Nas bactérias, a região nuclearou nucleoide contém RNA e proteínas associadas, além do DNA não está envolto por uma membrana nuclear e sem histonas como em células eucarióticas, dessa forma pouca semelhança é encontrada entre eucarióticos e procarióticos em relação ao ácido nucleico. Na célula bacteriana, o DNA está envolvido pelo nucleoide, o DNA das bactérias é composto por uma única fita em formato circular onde os genes estão localizados. Os grânulos ou inclusões atuam no armazenamento para as células de nutrientes densamente compactadas que não se dissolvem, eles são visualizados a partir de alguns métodos de coloração. E os grânulos diminuem durante períodos de escassez de alimentos. Algumas bactérias que são encontradas flutuando em águas possuem vacúolos gasosos, componentes da célula bacteriana composto por proteínas que é permeável a gases e impermeável a água. Parede celular A parede celular das bactérias é uma estrutura rígida que se desempenha algumas funções fundamentais na célula. Sua função mais importante é impedir que a célula rompa, o que pode acontecer quando a pressão osmótica no interior da célula é superior ao ambiente externo, por isso a parede celular precisa ser rígida. Em grande parte das bactérias, a parede celular assume essa característica por conta de sua composição com a mureína ou peptíoglicano, substância encontrada apenas em seres procarióticos. Na parede celular são encontradas algumas proteínas, as porinas, por exemplo, que tem a função de controlar a passagem de moléculas hidrofílicas para o interior da célula. A estrutura da parede celular pode variar de acordo com o tipo de bactéria, as bactérias gram-negativas apresentam uma parede mais complexa que as gram-positivas. As gram- positivas apresentam várias camadas de macromoléculas, chamadas de peptideoglicanas, cerca de 70 a 75% da parede celular das bactérias gram-positivas são composta por essa substância, o que lhes confere um aspecto compacto e rígido. Além de peptideoglicanos, podem ser encontradas, ainda, outras substâncias como o ácido teicoico e ac. lipoproteico e algumas proteínas. É importante conhecer os tipos de paredes celular das bactérias, pois alguns antibióticos atuam justamente nessa região da célula. A parede celular das gram-negativas é mais complexa e apresenta apenas algumas finas camadas de peptideoglicanas e uma estrutura que as gram-positivas não apresentam, a membrana externa. Essa membrana fica separada da membrana plasmática através de um espaço, conhecido como espaço periplasmático, local onde algumas enzimas que destroem a penicilina e outros fármacos são encontradas. A membrana externa atribui certa qualidade a célula gram-negativas, pois essa estrutura atua impedindo a fagocitose por células do hospedeiro e, além disso, forma uma barreira protetora contra a entrada de antibióticos e outras substâncias para dentro da célula. O ácido teicoico é uma substância composta de glicerol e fosfato, que é encontrado apenas na parede celular de bactérias gram-positivas, possui a capacidade de se ligar a lipídeos e quando isso acontece é chamado de ácido lipoproteico. Atua induzindo o crescimento e impedindo a ruptura da parede celular. Por conta de sua carga negativa, esses ácidos conseguem favorecer o movimento de cátions tanto para dentro como para fora da célula. Um fato Unidade 01 – Microbiologia e Imunologia 3º período - Farmácia 8 importante sobre o ácido teicoico é que ele pode favorecer o choque séptico em pacientes que possuem infecções ocasionadas por bactérias gram-positivas. Fungos São seres eucarióticos aclorofilados, podem ser unicelulares ou multicelulares, fazem parte do reino fungi e seu estudo é chamado de micologia, possuem mais de 200 mil espécies, são quimio- heterótrofos, considerados parasitas e decompositores. São encontrados em quase todos os lugares do planeta, no solo, nas águas, nas plantas, em outros animais, e até nos seres humanos. Uma de suas funções principais é a decomposição da matéria orgânica, sendo importante para o bom funcionamento dos ecossistemas. Morfologia e reprodução Em relação à morfologia, os fungos apresentam-se sob duas formas: leveduras e fungos filamentosos. As leveduras são unicelulares e possuem forma oval e esférica, a maioria se reproduz de forma assexuada por brotamento ou fissão binária, quando uma levedura se reproduz por brotamento ela é capaz de formar outras 24 leveduras, e por fissão origina mais duas, na fissão as células mães são alongadas dividindo os seus núcleos originando outras células idênticas. Um exemplo dos fungos filamentosos que você deve conhecer é o cogumelo. Os fungos filamentosos ou multicelulares são assim chamados porque possuem um longo filamento, chamados de hifas, o conjunto de hifas podem ser septadas ou não septadas, a maioria delas são septadas, cada septo divide as hifas em unidades menores com apenas um núcleo. Elas podem ainda ser cenocíticas, ou seja, não possuem septos, são longas e com vários núcleos. As hifas crescem alongando suas extremidades, cada vez uma parte das hifas é fragmentada, ela origina outra hifa. Fungos dimórficos, ou seja, que podem apresentar as duas formas, dependendo da temperatura do ambiente onde se encontram, quando encontrados em temperatura ambiente são filamentosos e quando estão em tecidos humanos são leveduras. Os fungos dimórficos são bastante comuns entre as espécies patogênicas. Fungos unicelulares ou leveduras são fungos compostos por uma única célula, visíveis microscopicamente, possuem formato oval, e sua reprodução é feita sem intervenção de gametas (assexuada) através de um processo chamado de brotamento, e vivem em locais com presença de matéria orgânica ou como parasitas em outros seres vivos (candidíase). A reprodução dos fungos pode ser assexuada ou sexuada, sendo na maioria das vezes, assexuada, através do brotamento ou fissão. A reprodução assexuada pode ocorrer na ausência com baixíssimos níveis de oxigênio, enquanto a sexuada só é possível na presença deste elemento. Os dois tipos de reprodução, assexuada e sexuada ocorre através da formação de esporos. Nos fungos filamentosos esse processo ocorre quando um esporo se separa da célula mãe e sob ambiente favorável forma um novo fungo. Os esporos podem ser tanto sexuais como assexuais. Na reprodução assexual ocorre à formação dos fungos através da mitose e divisão celular. Durante esse processo são formados dois tipos de esporos, o conidiósporo e o esporangiósporo. Unidade 01 – Microbiologia e Imunologia 3º período - Farmácia 9 Na reprodução sexual, o esporo é formado a partir de 3 etapas: plasmogamia, cariogamia e meiose. Na plasmogamia, o núcleo haploide da célula mãe adentra na célula receptora. Na cariogamia os dois núcleos se juntam para formar uma célula diploide e na meiose um núcleo diploide origina um haploide. A maioria dos fungos são organismos aeróbicos obrigatórios, ou seja, utilizam oxigênio para manter sua vitalidade, no entanto, algumas leveduras são anaeróbicas facultativas, podendo crescer em locais com ou sem oxigênio. Ao absorver oxigênio liberam anídrico carbônico na sua fase metabólica oxidativa. Diferenças entre fungos e bactérias Os fungos e as bactérias apresentam muitas diferenças entre si, mas lembre-se que os dois possuem espécies que podem causar doenças, os fungos são eucarióticos, alguns são unicelulares e microscópicos enquanto outros são multicelulares e macroscópicos como os cogumelos e orelhas-de-pau, já as bactérias são procarióticas e unicelulares. A maior parte dos fungos são mais resistentes à pressão osmótica que das bactérias. Modo de alimentação dos fungos A maioriados fungos são saprófitos, isto é, utilizam matéria orgânica morta para sua nutrição que eles mesmos decompõem, propiciando a reciclagem e nutrientes que tem importância biológica, outros são parasitas, nutrindo-se de outros seres vivos como plantas e animais, nesses casos, causam doenças e prejudicam o organismo do hospedeiro. Em alguns casos, os fungos vivem em mutualismo com outros seres vivos, nessa situação não geram prejuízos, ao contrário, existem benefícios para os dois, geralmente associados a raízes de plantas formando as micorrizas e quando associados com cianobactérias ou algas verdes são os líquens. Os fungos são seres quimio-heterotróficos, ou seja, absorvem de matérias orgânicas os nutrientes necessários para o seu desenvolvimento sem ingeri-los. Na maioria das vezes, preferem os carboidratos simples, mas também podem utilizar substâncias complexas como a celulose e o amido. Nesse processo, ocorre a quebra de grandes moléculas por algumas enzimas, determinados tipos de fungos são capazes de quebrar materiais complexos como ossos, couro e até materiais plásticos. Ambientes úmidos favorecem o desenvolvimento dos fungos, mas também, podem sobreviver em situações de baixa umidade, o que explica seu desenvolvimento em ambientes diversos. As doenças causadas por fungos podem ser classificadas em quatro tipos: alergias, infecções, tóxicas e micoses. Unidade 01 – Microbiologia e Imunologia 3º período - Farmácia 10 Importância dos fungos: são ciclo dos elementos da natureza, na produção alimentícia ou como produtor de proteínas, vitaminas e no preparo de alimentos, na criação de antibióticos, na biodeterioração de diversos materiais. Vírus Organismos muito pequenos, possíveis de serem vistos apenas através da microscopia eletrônica, são também acelulares, isto é, não possuem células, diferente dos demais microrganismos, bactérias, fungos e protozoários. Embora muitas pesquisas sejam realizadas, ainda não há um consenso quanto a classificação dos vírus, dessa forma, eles podem ser organismos vivos ou não, dependendo do ambiente onde se encontram, pois são inativos fora das células hospedeiras, o que o faz um parasita intracelular obrigatório. O vírus da gripe pode ser encontrado em vários tipos de animais, como porcos e cavalos e existem vários subtipos desse vírus, o H1N1, por exemplo, já causou mais de 50 milhões de mortes em todo o mundo. Tamanho dos vírus: São minúsculos organismos, o microscópio óptico não e capaz de identificá-los, sendo possível, apenas, através de microscopia eletrônica. O tamanho dos vírus é bastante variável entre eles, o menor já identificado mede cerca de 20 nm e o maior 1000 nm. Outras características virais Entre suas principais características podem citam a presença de um único tipo de ácido nucleico e sua multiplicação ocorre dentro de uma célula viva. Alguns deles são responsáveis por causar doenças que até então são incuráveis, no caso do HIV. Os vírus podem ser encontrados sob duas formas, dentro ou fora das células hospedeiras, quando encontrados em ambiente extracelular são denominados virion, quando invadem uma célula replicam o seu material genético. Diferente das células eucarióticas e procarióticas, a estrutura viral é muito simples, consiste apenas em um ácido nucleico que pode ser de DNA ou RNA, nas formas de dupla dita ou fita simples que fica protegido por uma capa chamada de capsídeo, cada capsídeo é formado por unidades menores chamadas de capsômeros. Alguns tipos de vírus ainda apresentam uma membrana formada por lipídeos e proteínas denominada envoltório ou envelope. Outros tipos ainda mais desenvolvidos apresentam uma estrutura mais complexa, com cauda ligada a cabeça e outras estruturas, os bacteriófagos, por exemplo, vírus que afetam bactérias. De acordo com sua morfologia e a estrutura do capsídeo, os vírus podem ser classificados em: icosaédricos, helicoidais e de estrutura complexa. Os icosaédricos recebem esse nome porque sua estrutura é semelhante a um polígono icosaedro com 20 lados em forma de triangulo, os adenovírus e os herpesvírus são alguns exemplos. Nos vírions helicoidais, o ácido nucleico fica no interior do capsômero, o vírus que podem ser rígidos ou flexíveis. Os vírions de estrutura complexa são os que apresentam estruturas que os icosaédricos e os helicoidais não apresentam, os bacteriófagos, por exemplo, são vírus de estrutura complexa. A reprodução dos vírus não é possível fora de uma célula hospedeira, e também não acontece em meios de cultura laboratoriais. Contudo, os bacteriófagos, conseguem se multiplicar em culturas de bactérias, dessa forma são os tipos de vírus mais utilizados para realização de estudos. Quando são colocados em culturas bacterianas, cada vírus é capaz de contaminar uma bactéria, se multiplicar e liberar vários outros novos vírus que infectarão outras bactérias próximas, e essas bactérias produzirão novos vírus, esse processo acontece por vários ciclos. Controlar e combater alguns tipos de vírus patogênicos, ainda tem sido um grande desafio para a humanidade, o vírus da dengue, Aids, hepatites, poliomielite, entre outros são responsáveis por milhões de mortes causadas em todo mundo. Por isso, devem ser estudados cada vez mais, até que um dia, Unidade 01 – Microbiologia e Imunologia 3º período - Farmácia 11 esses seres acelulares não sejam uma preocupação humana.
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