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~ Oi gente, tudo bem? Passando aqui só pra dar um recadinho importante para vocês sobre o resumo de Microbio: este resumo foi, em grande parte, baseado nas aulas que os professores ministraram pra gente. Desta forma, se os professores decidirem trocar entre si quem dá cada aula, pode ser que eles não fiquem totalmente fiéis às aulas, ok? Mas olhando os materiais mais antigos dos drives, parece que eles não têm muito costume de inverter. É isto, bons estudos Sumário INTRODUÇÃO À MICROBIOLOGIA ..........................................................................................1 MORFOLOGIA BACTERIANA ..................................................................................................5 FISIOLOGIA BACTERIANA .................................................................................................... 15 GENÉTICA BACTERIANA ...................................................................................................... 29 MICROBIOTA HUMANA ...................................................................................................... 51 RELAÇÃO BACTÉRIA-HOSPEDEIRO ....................................................................................... 62 CONTROLE MICROBIANO .................................................................................................... 82 ANTIMICROBIANOS: MECANISMOS DE AÇÃO E RESISTÊNCIA ................................................ 96 COCOS GRAM NEGATIVOS ................................................................................................ 120 COCOS GRAM POSITIVOS .................................................................................................. 139 COCOS GRAM POSITIVOS – STREPTOCOCCUS E ENTEROCOCCUS......................................... 157 MICOBACTÉRIAS............................................................................................................... 174 BACTÉRIAS ANAERÓBIAS................................................................................................... 189 BACILOS GRAM-NEGATIVOS.............................................................................................. 207 BACILOS GRAM-NEGATIVOS – FAMÍLIA VIBRIONACEAE e FAMÍLIA PSEUDOMONADACEAE ... 239 BACTÉRIAS ESPIRALADAS .................................................................................................. 249 CLAMÍDIA, RIQUÉTSIAS E MICOPLASMAS ........................................................................... 268 MICOLOGIA...................................................................................................................... 279 DIAGNOSTICO MICROBIOLÓGICO DAS MICOSES E TERAPEUTICA EM MICOLOGA ................. 287 MICOSES SUPERFICIAIS E CUTÂNEAS ................................................................................. 299 MICOSES SUBCUTÂNEAS................................................................................................... 307 MICOSES SISTÊMICAS ....................................................................................................... 318 VIRUS – CARACTERÍSTICAS GERAIS E CULTIVO .................................................................... 334 MULTIPLICAÇÃO VIRAL ..................................................................................................... 343 PREVENÇÃO E TRATAMENTO DAS INFECÇÕES VIRAIS ......................................................... 354 PATOGÊNESE DAS INFECÇÕES VIRAIS................................................................................. 362 VIROSES HUMANAS IMPORTANTES ................................................................................... 370 1 INTRODUÇÃO À MICROBIOLOGIA Medusa - 86 Mikro (seres pequenos) + bio (vida) + logia (estudo) Os microrganismos foram os primeiros seres vivos a habitarem a Terra (há cerca de 3,5 – 3,8 bilhões de anos). Este grupo contempla os protozoários (vistos na parasitologia), algas (não serão abordadas), bactérias, fungos e vírus. Apesar de todos estes seres possuírem tamanho microscópico, eles são totalmente distintos: bactérias são procariotas, fungos são eucariotos, e vírus são acelulares. Apesar de serem microscópicos, o tamanho entre os microrganismos varia muito (como mostrado na escala abaixo). O conhecimento dessa variação é importante para realizar técnicas de filtração microbiana (pois cada filtro possui um poro de tamanho diferente – precisa-se saber, portanto, se o microorganismo é maior ou menor do que o poro, para que assim seja filtrado) e para fins diagnósticos. • Célula procariota: 1 a 3 micrômetros • Célula eucariota: 15 a 20 micrômetros • Vírus: 20 a 200 nanômetros • Fungos: maiores que bactérias, mas menores que as células humanas normalmente OBS: 1 micrômetro = 1000 nanômetros 2 ACUIDADE VISUAL PARA AS MEDIDAS: • Olho nu: são visíveis apenas seres maiores do 200 micrômetros • Microscópio de luz: de 200 micrômetros a 200 nanômetros • Microscópio eletrônico: abaixo de 200 nanômetros (por isso vírus são normalmente vistos apenas nos microscópios eletrônicos – há exceções, como o vírus da varíola, que possui 300 nanômetros). IMPORTÂNCIA DOS MICROORGANISMOS: • Causam benefício/prejuízo à saúde do homem, animais e outros seres vivos • Realizam ciclagem dos elementos pela degradação da matéria orgânica (são decompositores) - São importantes na reciclagem de resíduos • São importantes para os animais, plantas e saúde do homem • São fonte de alimento e importantes na produção de alimentos • Usados na síntese de produtos químicos: antibióticos, vitaminas, ácidos orgânicos, álcoois, etc. • Importantes na aplicação da tecnologia de DNA recombinante, terapia gênica • Utilizados para controle biológico (ex.: de pragas em lavouras) Dentre os microrganismos conhecidos, a grande maioria é benéfica ou inócuos ao homem, enquanto apenas uma pequena porcentagem é patogênica. HISTÓRICO DA MICROBIOLOGIA • Leeuwenhoek: pai da microbiologia (criação de lentes de 200 a 300x), observando “animáculos”. • Teoria da geração espontânea: até a segunda metade do século XIX, muitos cientistas e filósofos acreditavam que algumas formas de vida poderiam aparecer espontaneamente da matéria morta. o Todavia, a teoria foi refutada com os experimentos de Francesco Redi, que observou que as moscas se originavam a partir de carnes apodrecidas apenas quando outras moscas tinham um contato prévio com a carne; de modo que isso não acontecia se as moscas não entrassem em contato com o alimento previamente. 3 o Entretanto, a descoberta dos microrganismos reaqueceu os debates: passou a se acreditar que os animais mais complexos não poderiam ser originados pela abiogênese, mas os microrganismos sim. o John Needham: realizou experimento que mostrou que fluidos nutritivos, quando aquecidos e em seguida resfriados e colocados em frascos cobertos, eram abundantemente ocupados por microrganismos o Lazzaro Spalanzani: demonstrou que fluidos nutritivos aquecidos, após terem sido primeiramente lacrados em um frasco, não desenvolviam microrganismos ▪ Os críticos responderam que a “força vital” necessária para a geração espontânea tinha sido distruída pelo calor e pelo fato de tampar o frasco o Pasteur: com o experimento do pescoço de cisne, teve resultados conclusivos. Colocou-se um líquido nutritivo no interior de um frasco e depois se alongou o seu bico. Em seguida, o líquido foi fervido e tornou-se estéril. Os microrganismos ficavam contidos na parte inicial do bico encurvado, não desenvolvendo nada na solução estéril. Todavia, quando se tirava o pescoço de cisne (quebrava o bico do vidro), os microrganismos conseguiam alcançar o líquido e passavam a lá se desenvolver. 4 o Idade de ouro da microbiologia: 1857-1911. Pasteur, Koch, Chagas • Primeira cirurgia asséptica: Lister (1867)• Pasteur: com seu experimento, deu origem ao processo de pasteurização, utilizado na indústria alimentícia. • Teoria microbiana das doenças: Postulados de Koch NOMENCLATURA BINOMINAL: Fungos e bactérias seguem como dos seres vivos: Gênero + espécie ou Gênero + espécie Ex.: Escherichia coli ou Escherichia coli • Podem ser devido a homenagens nominais o Escherichia (nome de quem descobriu) coli (fica no cólon) • Podem ter relação com morfologia e organização 5 MORFOLOGIA BACTERIANA Medusa – 86 A Morfologia Bacteriana abarca diferentes formas e arranjos, tanto no aspecto macroscópico quanto no microscópico. Forma macroscópica: É possível observar a olho nu a morfologia da colônia, e não da bactéria em si. A velocidade de duplicação (tempo de geração) das bactérias é em média de 15 a 20 minutos (mas há algumas mais rápidas que realizam isso em até 7 minutos). Características específicas do tipo de organismo podem ser identificadas ao observar a sua colônia (ex.: tamanho, coloração, relevo, etc). O meio de cultura (diferencial) possibilita o crescimento de diferentes tipos de bactérias em cores distintas. Forma microscópica – Formas básicas: • Esférica (cocos): Grupo homogêneo em relação ao tamanho, sendo células menores (0,8 a 1,0 micrômetros) • Cilíndrica (bacilos): Forma de bastão, podendo ser longos ou delgados, pequenos ou grossos, com a extremidade reta ou arredondada. • Espiraladas o Espirilos: possuem corpo rígido e se movem às custas de flagelos externos o Espiroquetas: são flexíveis e bem finas. Locomovem-se provavelmente às custas de contrações do citoplasma Forma microscópica – Formas de transição: 6 • Cocobacilos: bacilos muito curtos, parecendo cocos • Vibriões: espirilos muito curtos, assumindo formas de vírgula Arranjos: Os arranjos podem funcionar como critério para nomear as bactérias • Diplococos: aparecem aos pares • Estreptococos: forma uma cadeia (a bactéria vai se dividindo e não se separa) • Tétrade: 4 células • Sarcina: 8 células, como em um cubo • Estafilococos: arranjos irregulares, formando uma massa como um cacho de uva. • Diplobacilos: aos pares • Estreptobacilos: em forma de cadeia ESTRUTURAS DA CÉLULA BACTERIANA A célula bacteriana não possui compartimentalização (seu núcleo não está envolvido por membrana, estando agrupado em um local denominado zona nucleoide) e nem organelas membranosas. Há ribossomos (vistos como grânulos na MO). As bactérias possuem membrana plasmática e por vezes parede celular (a qual faz com que a bactéria possua uma forma definida e rígida). As seguintes estruturas estão sempre presentes na bactéria: 1. Nucleoide Zona em que fica compactado o material genético, estando associado a proteínas (as quais não são histonas, não confundir!). O DNA não é delimitado por membrana. Normalmente o DNA bacteriano é circular e único, sendo formado por uma fita dupla hélice superenovelada com 1mm de comprimento. 2. Membrana plasmática: Possui função de transporte e permeabilidade seletiva, assim como nos eucariotos. Além disso, nos procariontes, o processo de geração de energia ocorre na membrana plasmática, onde estão localizadas as enzimas para 7 realização dos processos de produção energética. É formada por uma bicamada lipídica com proteínas transmembrana e poros. Os fosfolipídeos das membranas são formados por cabeças hidrofílicas com caudas hidrofóbicas. As funções da membrana são: • Transporte de solutos • Produção de energia • Biossíntese de macromeléculas: lipídios de membrana, peptidoglicanos, polissacarídeos extracelulares (em algumas) e duplicação de DNA. 3. Ribossomos Os ribossomos procariotos são diferentes dos eucariotos. Eles possuem tamanho diferente e as unidades de segmentação também são diferentes. A importância desta diferença é que alguns antibióticos inibem a síntese proteica apenas das bactérias, e não do hospedeiro, por possuírem afinidade com os ribossomos das células bacterianas, e não com os do ser humano. Os ribossomos bacterianos possuem uma subunidade 50s e uma 30s, sendo que cada antibiótico pode se ligar a uma ou a outra. Por atingirem o funcionamento das bactérias inespecificamente, estes antibióticos acabam atingindo as bactérias da flora também. 8 4. Citoplasma É formado por água, macronutrientes, compostos de baixo peso molecular e íons, sendo o sítio em que ocorrem as reações químicas Estruturas que nem sempre estão presentes em bactérias: 1. Parede celular: A maioria das bactérias possui, mas algumas não a apresentam. Suas funções são: • Manutenção da forma celular • Suportar a elevada pressão osmótica – proporciona proteção contra lise osmótica • Auxiliar na divisão celular A divisão em Gram positivas e Gram negativas ocorre devido a diferenças presentes na parede celular. Gram é uma coloração diferencial, que apresenta resultados diferentes dependendo dos componentes presentes na parede celular da bactéria. A coloração de Gram é feita a partir de 2 corantes: o cristal violeta (que é adicionado primeiramente) e o iodo (que é acrescentado em seguida). Juntos, estes dois corantes se ligam e formam um complexo: o complexo cristal violeta-iodo. Este complexo não consegue sair de dentro da bactéria, ficando aprisionado em seu interior. Adiciona-se em seguida álcool, realizando uma lavagem. Com a adição do álcool, algumas bactérias perdem o corante, enquanto outras o mantém. Para melhor visualização, adiciona-se a safranina (corante vermelho utilizado para corar as bactérias que perderam o corante e ficaram incolores com a adição do álcool). A bactéria gram positiva é a que fica corada em roxo e a gram negativa é a que fica corada em vermelho. Parede celular de bactéria Gram positiva: 9 Possui várias camadas de peptidioglicanos (de modo que estes formam cerca de 90% da parede). Os peptideoglicanos são compostos exclusivos de bactérias, e são alvo da ação de antibióticos (ex.: penicilina atua inibindo a sua síntese). Os peptideoglicanos são formados por sequências de NAM (ácido N- acetilmurâmico) e NAG (N-acetilglicosamina). Cada camada da parede celular é formada por uma alternância de NAM e NAG. Cada cadeia (camada)se liga à outra por um tetrapeptídeo. As bactérias Gram positivas possuem ácido teicoico (polissacarídeo ácido com resíduo de glicerol fosfato ou ribitol fosfato). Estão relacionados com a adesão da bactéria a superfícies. Parede celular de bactéria Gram negativa: Ao contrário das bactérias Gram positivas, as Gram negativas possuem poucos peptideoglicanos (poucas camadas – cerca de 10% da parede). A sua parede celular é formada por uma membrana externa (a qual por vezes é responsável por levar a uma menor pearmibilidade da bactéria Gram negativa) e por um espaço periplasmático: 10 • Espaço periplasmático: se localiza entre a membrana externa e membrana citoplasmática. Possui enzimas e atividade metabólica importante • Membrana externa: é marcada por lipopolissacarídeos (LPS – os quais funcionam como uma endotoxina ao serem liberados no organismo) e proteínas como porinas e lipoproteínas. Isso faz com que alguns antibióticos não a ultrapassem. A diferenciação da coloração Gram ocorre devido a uma desestruturação da membrana externa da parede celular da bactéria Gram negativa, fazendo com que ela se desintegre e assim o corante violeta saia, ficando incolor. O álcool não é capaz de desestruturar a membrana da Gram positiva, mantendo o complexo cristal violeta-iodo em seu interior o Os LPS são endotoxinas (toxinas que são parte integrante das bactérias Gram negativas e que só são liberadas após a lise celular). São formados por uma parte lipídica (tóxica) e uma parte formada por açúcar. A parte lipídica está ancorada na membrana (na bicamadalipídica) e a parte de açúcar se projeta para o meio externo. As manifestações dos efeitos tóxicos das bactérias ocorrem com a morte celular, quando a bactéria é lisada (e com isso as endotoxinas são liberadas). Por isso, ao se utilizar alguns antibióticos que rompem a bactéria, causa-se a ativação de macrófagos, levando a ativação do sistema complemento, leucocitose, liberação de citocinas, podendo levar a trombocitopenia, coagulação intravascular disseminada, febre, diminuição da circulação periférica, choque e morte. 11 o Todo antibiótico para Gram negativa possui esse efeito em menor ou pior grau. Normalmente, estes efeitos indesejados são contornáveis e desaparecem após um período de tempo o As bactérias Gram negativas são pouco sensíveis à penicilina e às sulfonamidas 2. Fímbrias e Pili: o Fímbrias: São estruturas numerosas e mais curtas do que os flagelos. Possuem função de adesão, podendo ser utilizadas para aderir a bactéria a receptores da célula hospedeira, por exemplo. Estão presentes apenas nas bactérias Gram negativas. o Pili: Realiza transferência de material genético (nas bactérias, o material genético pode ser transferido por transformação, transdução e conjugação, sendo este último o meio no qual o pili é utilizado). É uma estrutura maior do que as fímbrias, mas está presente em menor número (podendo ser único ou em poucas unidades). Conecta uma bactéria a outra, funcionando como um 12 tubo para transportar o DNA. Estão normalmente presentes nas Gram negativas. 3. Flagelos: Se as bactérias apresentam flagelos, são bactérias móveis. Devido a isso, estas bactérias formam colônias não tão bem definidas quanto as formadas pelas não móveis. A locomoção é realizada por meio de movimento rotatório. Os flagelos são formados por proteínas chamadas de flagelinas, as quais formam longos filamentos que partem do corpo da bactéria e se estendem externamente ao meio. São classificados em: o Monotríquio: flagelo único o Anfitríquio: nas duas extremidades o Peritríquio: ao redor de toda célula o Lofotríquio: tufos (vários saindo em apenas uma extremidade) 4. Endosporos: 13 São esporos formados no interior das bactérias para conferir-lhe resistência. Atuam como estrutura de sobrevivência em condições ambientais desfavoráveis. São as estruturas vivas mais resistentes conhecidas. São produzidas no interior das bactérias, sendo células altamente diferenciadas e que possuem pouca quantidade de água. São uma forma de sobrevivência, e não uma forma de reprodução. o Ex.: Bactérias sem endósporos podem possuir menores taxas de sobrevivência a altas temperaturas do que bactérias com endósporos. o São estruturas de importância para a indústria alimentícia (ex.: se a bactéria sobrevive a altas temperaturas, é mais difícil de eliminá- la antes da alimentação, e, se ela liberar exotoxinas, isto pode ser algo prejudicial para a saúde humana). o Processo de esporulação: a bactéria passa da forma vegetativa para a forma com esporos. Ocorre quando as condições estão desfavoráveis. o Processo de germinação: o esporo maduro se torna uma célula vegetativa quando as condições estão favoráveis. o São resistentes ao calor, desidratação, valores extremos de pH, radiação (principais gêneros: Bacillus e Clostridium) o A presença de esporos funciona como um fator de virulência da bactéria. 5. Plasmídeo: Porção de DNA acessório que pode ser transmitido de uma bactéria para outra. Carregam genes específicos. 6. Grânulos de reserva/Inclusão: Consistem em grânulos de substâncias armazenadas, sendo estas principalmente reservas energéticas. Exemplos: grânulos de glicogênio, amido, lipídeos, polifosfato, óxido de ferro (magnetossomos). 14 7. Glicocálice: É um revestimento feito de açúcares (polissacarídeos) que envolve a parede celular. Pode ser classificado em: • Cápsula: quando o glicocálice está bem organizado e firmemente aderido à parede celular. Normalmente, segue a forma da bactéria. É um fator de virulência, pois pode impedir a fagocitose. • Camada viscosa: está pouco organizado e fracamente aderido à parede celular. Pode ser utilizado na indústria alimentícia como espessante (goma xantana). o Pode auxiliar na adesão (ex.: placa bacteriana da cárie) e também funcionar como reserva energética (usa o açúcar em seu metabolismo). 15 FISIOLOGIA BACTERIANA Medusa - 86 A Fisiologia Bacteriana consiste no estudo das funções mecânicas, físicas e bioquímicas das bactérias - o funcionamento deste organismo. As células microbianas são formadas, em sua maioria, por carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre (CHONPS). Estes 6 elementos são necessários em maior quantidade pelas bactérias (do que os outros elementos). Elas os obtêm por meio da disponibilidade no meio de cultura. A partir destes elementos, a bactéria sintetiza as suas macromoléculas e constituintes celulares. Além destes elementos, há alguns íons que são importantes para atividade enzimática (como Na+, Ca+2, Mg+2, K+, Cl-). No laboratório, todos estes nutrientes devem estar contidos no meio de cultura. Quanto mais complexos os microrganismos (mais fastigiosos), mais nutrientes são necessários para o seu desenvolvimento. Fatores que afetam o crescimento bacteriano: A. Químicos: 1. Água Necessário para o funcionamento adequado das enzimas 2. Macronutrientes: Necessários em maior quantidade. Os 6 CHONPS acima. 3. Micronutrientes: São utilizados principalmente como cofatores enzimáticos. São utilizados em menor quantidade (algumas bactérias nem necessitam destes micronutrientes, como a E. coli). São os cátions e ânions citados acima. 4. Fatores de crescimento: São necessários em pequenas quantidades por determinados micro- organismos, que não são capazes de sintetizar esses fatores. São vitaminas, aminoácidos, purinas e pirimidinas. Por vezes, há bactérias que possuem uma maior necessidade de vitaminas do que os humanos. As funções destes fatores de crescimento são: • São precursores de constituintes celulares • São parte de coenzimas em reações enzimáticas 16 B. Ambientais: 1. Temperatura: É o fator que mais exerce influência no crescimento bacteriano. Em taxas mais baixas de temperatura, há uma menor taxa de crescimento bacteriano. Isto ocorre pois a membrana lipídica fica mais sólida, e, como ela possui a função de produção de energia nas bactérias, há uma menor taxa de crescimento e menor transporte de substâncias. Devido a esta menor proliferação, a baixa temperatura é uma boa estratégia de controle microbiano. Conforme se aumenta a temperatura, há um aumento na taxa de crescimento (as reações enzimáticas aumentam), até ser alcançada uma temperatura ótima de crescimento: acima dela, ocorre a desnaturação de proteínas e enzimas, havendo uma queda na taxa de crescimento e alterações na membrana. O aumento de temperatura pode até levar à morte celular (isto explica porque as altas temperaturas são utilizadas como estratégia para esterilização). • Temperatura mínima: mínimo para haver crescimento • Temperatura ótima: máximo de crescimento bacteriano • Temperatura máxima: sem crescimento bacteriano As bactérias, de acordo com a temperatura ótima, podem ser classificadas em: 17 • Psicrófilos: 10-15ºC • Psicotróficos: 25ºC • Mesófilos: normalmente as patogênicas estão nesta faixa – 36-37ºC. Deterioradores de alimentos também estão neste grupo. • Termófilos: 60-70ºC • Hipertermófilos: 100ºC. Próximos a vulcões e no fundo do oceano (?) Para que cada bactéria consiga sobreviver em diferentes condições de temperatura, elas possuem diferentes enzimas com diferentes estabilidades. 2. pH De acordo com o pH necessário para o que organismo se desenvolva de maneira ótima,os microrganismos podem ser divididos em: • Acidófilos: próximo a 3,5 • Neutrófilos: próximo a 7. A maior parte das bactérias se encontra nesta faixa. • Alcalófilos: próximo a 8 3. Concentração salina Os microrganismos são divididos em: 18 • Não halofílico: não dependem da concentração de NaCl do meio de cultura. Maioria dos organismos. • Halotolerantes: necessitam de 5 a 8% de NaCl na cultura • Halofílicos: necessitam de aproximadamente 15% de concentração salina para crescer • Halofílicos extremos: necessitam de cerca de 30% da NaCl no meio. Estes microrganismos são normalmente encontrados em ambientes marinhos. Como a grande maioria dos microrganismos é não halofílico, a adição de sal ou açúcar também é uma boa estratégia para controle microbiano. 4. Pressão osmótica • Ambiente Isotônicos: Normalmente são os preferíveis. Ocorrem trocas de água com o meio externo, mas elas não impactam a fisiologia da célula bacteriana. • Ambiente Hipotônicos: há menor concentração de soluto no meio. Ocorre a lise celular se um organismo adaptado a ambiente isotônico é colocado neste meio. • Ambiente Hipertônicos: há maior concentração de soluto no meio. Ocorre a desidratação se um organismo adaptado a ambiente isotônico é colocado neste meio. • Osmofílicos: são organismos que requerem altas pressões osmóticas (ambientes ricos em açúcar). 19 5. Atmosfera É o segundo fator mais importante para o crescimento. Refere-se ao acesso que o organismo possui ao oxigênio. • Aeróbios estritos: utilizam O2 como aceptor final de elétrons. Estes organismos realizam a respiração celular como mecanismo de obtenção energética. A utilização deste mecanismo possibilita a fabricação de uma maior quantidade de ATP. Como há mais ATP, estes microrganismos crescem mais rapidamente do que os outros. Ao serem colocadas em um tubo de ensaio, as células bacterianas aeróbias estritas tendem a se acumular na superfície do tubo, local mais próximo do O2 • Anaeróbios estritos: realizam respiração sem O2 (anaeróbica, utilizando outros aceptores finais que não o O2). Tendem se acumular no fundo do tubo de ensaio (mais longe possível do O2 – o O2 é tóxico em suas formas reativas a estes microrganismos) • Anaeróbios facultativos: conseguem fazer respiração aeróbica, anaeróbica ou fermentação. Se adaptam mais facilmente às diversas condições – podem habitar diversos tipos de ambientes. Se distribuem por todo o tubo, mas ficam concentradas mais perto da superfície para ter O2 e gerar mais energia pelo processo de respiração celular. • Microaerófilos: Fazem respiração aeróbica, mas requerem menor quantidade de O2 do que a presente na atmosfera para viverem adequadamente. Ficam um pouco mais abaixo do local que os aeróbios estritos ficam no tubo. • Anaeróbios aerotolerantes: Independem da ausência ou dependência de O2. Fazem fermentação. Se distribuem ao longo de todo o tubo uniformemente. 20 Quando se é utilizado o O2 no processo de obtenção energética, são gerados subprodutos deste metabolismo, chamados espécies reativas de O2 (radicais livres). Para que ocorra a redução completa do oxigênio, é necessário que o O2 receba 4 elétrons: • 1 elétron recebido: torna-se ânion superóxido • 2 elétrons recebidos: torna-se peróxido de hidrogênio • 3 elétrons recebidos: torna-se radical hidroxila • 4 elétrons recebidos: torna-se água: é quando ocorre a redução total Se 1 a 3 elétrons são recebidos, há a formação das espécies reativas. Estas moléculas possuem este nome pois possuem cargas, e devido a isso reagem com macromoléculas e realizam a oxidação de lipídios, proteínas e DNA (causando morte celular). Devido a isso, existem nos metabolismos aeróbicos enzimas específicas para reagir com as espécies reativas e eliminá-las (processo denominado detoxificação). Estas enzimas são: o Superóxido dismutase (SOD) o Catalase o Peroxidase 21 Os aeróbios e anaeróbios facultativos possuem SOD e catalase (alguns possuem peroxidase). Os anaeróbios são incapazes de eliminar as espécies reativas, morrendo em contato com o O2. VISÃO GERAL DO METABOLISMO Há reações catabólicas e anabólicas. Nas reações catabólicas, os substratos são quebrados e convertidos em produtos por meio de reações que são utilizadas para liberar energia (que será armazenada e utilizada posteriormente). Os substratos são geralmente lipídios, carboidratos ou proteínas. Nas reações anabólicas, ocorrem vias de biossíntese para constituição de macromoléculas e demais constituintes celulares. As vias anabólicas utilizam a energia gerada pelas reações catabólicas. As formas de armazenamento da energia são a geração do o ATP e a força próton-motora (presente na membrana mitocondrial no organismo eucarioto; na bactéria está na membrana plasmática). Há também outros compostos que armazenam energia dentro da célula (glicose-6-fosfato, fosfoenolpiruvato), mas o ATP é o principal (é a “moeda energética”). A energia produzida é utilizada para: o Crescimento e multiplicação celular (por divisão binária) o Transporte de nutrientes e excreção de metabólitos indesejáveis através da membrana 22 o Reparo e manutenção da célula o Motilidade o Síntese de componentes estruturais (proteínas, ácidos nucleicos, polissacarídeos, fosfolipídios): anabolismo. Fontes de carbono e energia: Dependendo da fonte de C que o indivíduo utiliza, o indivíduo pode ser: o Autotrófico: utiliza C inorgânico o Heterotrofico: utiliza C orgânico Dependendo da fonte de energia que o indivíduo utiliza, o indivíduo pode ser: o Fototrofico: utiliza energia proveniente da luz o Quimiotroficos: utiliza energia proveniente de compostos químicos Os organismos patogênicos são geralmente heterotróficos quimiotroficos (quimio-organotróficos/quimio-heterotróficos) Grupos nutricionais: classificação baseada na junção entre a forma de carbono utilizada e a fonte de energia utilizada o Quimioautotróficos o Quimioheterotróficos (o mais importante) o Fotoautotróficos o Fotoherotróficos As estratégias metabólicas dos quimioheterotróficos são: Respiração aeróbia, respiração anaeróbia e fermentação FERMENTAÇÃO Neste processo de obtenção energética, há a degradação parcial do substrato. Normalmente são degradados carboidratos, mas também podem ser degradadas proteínas (este último metabolismo é realizado pelas bactérias do gênero Clostridium). Uma infecção por microrganismos anaeróbicos que fazem fermentação de proteína apresenta odor de carne podre. Na fermentação, não há aceptor externo de elétrons. O piruvato é o aceptor final de elétrons: ele é reduzido (recebe os elétrons), formando os subprodutos da fermentação. A síntese do ATP é feita pela fosforilação a nível de substrato (não há cadeia de transporte de elétrons). Consequentemente, estas bactérias possuem menor rendimento energético (2 ATP/Mol de glicose fermentada) e seu crescimento é mais lento. A fermentação pode ocorrer na presença ou na ausência de O2 (não interfere no processo). 23 No processo de fermentação, há a via glicolítica, que ocorre até o momento em que a glicose é convertida em ácido pirúvico. Nesta via, o saldo total é de 2 ATP por mol de glicose (são formados 4, mas são utilizados 2). Em seguida, ocorre a redução do piruvato, processo no qual o piruvato recebe então os elétrons carreados pelo NADH, sendo reduzido para formar os subprodutos da fermentação: o Fermentação láctica: lactato o Fermentação alcoolica: etanol o Acetato, formato e CO2 (em algumas bactérias em específico) A quantidade de ATP gerada é pequena e ocorre apenas pela fosforilação a nível de substrato. A ligação pirofosfato do ATP é formada pois um intermediário de alta energia (que está fosforilado) doa diretamente a energia na forma de ligação pirofosfatopara o ADP. RESPIRAÇÃO AERÓBIA A primeira etapa da respiração aeróbia é idêntica à glicólise - até o momento em que é formado o piruvato. Todavia, na respiração aeróbia ele é 24 oxidado (e não reduzido). Os elétrons gerados do ciclo de Krebs e na via glicolítica são armazenados na forma de NADH e FADH2 – os quais seguem então para a cadeia transportadora de elétrons, que está na membrana citoplasmática da célula. Há formação de 2 ATP (por fosforilação a nível de substrato) na via glicolítica e de 2 ATP (por fosforilação a nível de substrato) no CK. O NADH e o FADH2 são direcionados para a cadeia de elétrons, de modo que passam a doar seus elétrons para o primeiro componente desta cadeia. Os elétrons passam pelos componentes da cadeia transportadora até chegar ao oxigênio (e realizar a redução final). Na cadeia, há 3 pontos de extrusão de íons H+, que saem da célula conforme os elétrons vão passando. Os H+ que saem se acumulam na parte externa da membrana plasmática. Estes H+ são provenientes da água presente no citoplasma da bactéria. O OH- fica acumulado na face interna da membrana e o H+ na face externa, o que proporciona a criação de uma diferença de carga entre as diferentes faces – sendo esta um dos componentes necessários para originar a força próton-motora. 25 Como há mais H+ na face externa, o pH lá é mais ácido. O gradiente eletroquímico (diferença de pH e de carga) é o que constitui a força próton- motora. Esta força próton-motora funciona como estratégia de armazenamento de energia por fosforilação oxidativa. Como existe uma diferença de concentração dos íons H+, a tendência é que o H+ volte para dentro da célula pela membrana (mas ele não consegue realizar isso devido à carga + que a membrana está apresentando devido à alta concentração de H+ na face externa). Devido a isso, a única maneira do H+ retornar para o interior da célula é passando pela ATP sintase. O fluxo de H+ para dentro da célula faz com que a ATP sintase rode – a sua rotação auxilia na síntese do ATP. Para cada 3 ou 4 H+ que passam, há 1 ATP gerado. Na teoria, são gerados 38 ATP, mas o rendimento é por volta de 36 ATP na prática. São gerados ATP diretamente por fosforilação a nível de substrato (na glicólise e no CK) e por meio da fosforilação oxidativa (na cadeia transportadora de elétrons). Esta maior quantidade de ATP explica porque os seres aeróbicos crescem mais rápido. 26 RESPIRAÇÃO ANAEROBIA Como o O2 não está presente em todos os ambientes, há processos de respiração nos quais o O2 não é o aceptor final de elétrons, de modo que são utilizados os aceptores alternativos de elétrons. Há enzimas especificas que definem qual será o aceptor final utilizado (NO3-, Fe3+, SO4-2, CO3-2 e CO2). A primeira etapa da respiração anaeróbia é a mesma da respiração aeróbica (há a glicólise e o CK com fosforilação a nível de substrato). Na segunda etapa, os elétrons também vão para a cadeia transportadora, é gerada a força próton-motora e há a síntese de ATP – o que difere é o aceptor final de elétrons (que não é o oxigênio). A menor quantidade de ATP gerada ocorre devido ao fato de o aceptor final de elétrons não ser o O2 (a quantidade é menor que a da aeróbica porque o O2 é mais eletronegativo). Devido a isso, os micro-organismos que realizam respiração anaeróbia se reproduzem mais lentamente que os que realizam respiração aeróbia, mas mais rapidamente do que os que realizam fermentação. CRESCIMENTO BACTERIANO Fissão binária Neste modo de divisão celular, a célula se divide, originando duas novas células idênticas (nas quais, por vezes, podem ocorrer mutações). É necessário que sejam duplicadas todas as estruturas internas e externas. Suas etapas são: 1 – A bactéria duplica o DNA 2 – Há a formação de um septo na membrana plasmática 3 – A bactéria se divide em 2. Esta divisão ocorre de forma exponencial, de modo que o número inicial afeta o número final (1,2,4,8,16...). O tempo necessário para que a bactéria se divida em 2 (duplique a população) é chamado de tempo de geração. Este tempo é bastante variável de acordo com o microrganismo, mas quanto melhor estiverem as condições, mais rápida será a multiplicação. Crescer = aumentar o número de células (se aumentou a população inicial). É percebido que uma bactéria se duplicou por meio da turvação do meio de cultura líquido ou por meio da formação de colônias em meio sólido (possuem cores/formatos/tamanhos diferentes). 27 Curva de crescimento bacteriano: Ao se colocar a bactéria em um meio de cultura com ambiente ótimo, há 4 fases de crescimento: 1. Fase lag: a bactéria deve inicialmente se adaptar ao meio de cultura (ex.: passar da temperatura do freezer de -20ºC para a condição atual). Sua duração depende de cada microrganismo e das condições ambientais (quanto melhor as condições, mais rápida). A multiplicação já tem início no final desta fase. 2. Fase exponencial/logarítmica: há o crescimento bacteriano exponencial. Ocorre intensa atividade metabólica e divisão celular. Este aumento de células não é contínuo, porque os nutrientes do ambiente vão começando a cessar e começa a haver acúmulo de metabólitos - assim, a velocidade de duplicação vai progressivamente diminuindo. 28 3. Fase Platô/Estacionária: Quando a bactéria diminui a sua velocidade de duplicação, se igualando ao número das que vão morrendo. É decorrente da depleção de nutrientes e acúmulo de metabólitos no meio. 4. Morte celular: O número das bactérias que morrem é superior ao das que se duplicam. Morrem e sofrem lise normalmente. Nunca chega a 0 (pois as bactérias nunca somem totalmente, ficando em formas latentes). Estas 4 fases ocorrem apenas em um ambiente ótimo. As bactérias em processos infecciosos não passam pelas 4 fases desta maneira, pois os nutrientes e as condições do ambiente podem ir variando. Muitos dos compostos produzidos pela indústria e fatores de virulência dos microrganismos são produzidos no início da fase estacionária. Como estes compostos são necessários para a contaminação, eles funcionam como uma estratégia do organismo para permanecer no local mesmo quando a sua multiplicação celular já está cessando. A produção destes compostos também pode ocorrer durante a fase exponencial (nos dois casos citados acima). UFC por ml: unidade formadora de colônia por ml (como se conta quantas bactérias há no meio de cultura sólido). Podem ser contadas também por densidade optica (se o meio for líquido). 29 GENÉTICA BACTERIANA Medusa - 86 Há algumas diferenças entre os mecanismos que ocorrem na genética das bactérias e os que ocorrem na genética dos eucariotos. O cromossomo bacteriano é único, com DNA dupla hélice e circular - suas extremidades são unidas (não são lineares como nos eucariotos). O tamanho do cromossomo varia nas bactérias (indo de 580 a 10.000 kb). Esta diferença ocorre porque durante a evolução, algumas bactérias foram perdendo alguns genes, mantendo apenas os que eram essenciais ao seu desenvolvimento. O DNA bacteriano possui replicação autônoma: há uma região no DNA bacteriano denominado origem de replicação (origem) – ponto a partir do qual se inicia o processo de replicação. Não há introns, apenas partes codificáveis (não há material genético extra como nos eucariotos – tudo o que é encontrado no material genético bacteriano forma um produto adicional). Também não há histonas, embora o cromossomo seja superenovelado (utiliza o auxílio de outras proteínas semelhantes às histonas para se enovelar). Para que o DNA caiba dentro da célula bacteriana, ele se dobra ao longo de seu próprio eixo, sendo superenovelado. PLASMÍDEOS Além do cromossomo, a bactéria também pode apresentar elementos genéticos extracromossomais: os plasmídeos. O genoma da célula bacterianacompreende o cromossomo e os elementos extracromossomais. 30 Os plasmídeos são moléculas de DNA fita dupla, muitas vezes circular, de tamanho variável, que se replicam independentemente do cromossomo bacteriano. Dentro do plasmídeo, há genes não essenciais, mas que conferem algumas vantagens seletivas em termos de competição (como genes de resistência a antibióticos, genes de síntese de toxinas, genes de síntese de fatores de virulência e genes para degradação de compostos tóxicos). Muitos plasmídeos são passiveis de transferência (de modo a disseminar o gene, incluindo os de resistência a antibióticos). Como os plasmideos replicam de forma independente, a célula bacteriana consegue aumentar o número de plasmídeos mesmo se a célula não está em processo de mitose. Plasmídeo R (de resistência): confere resistência a 4 tipos diferentes de antibióticos e à degradação de mercúrio. A transferência dos plasmídeos é feita por meio do processo de conjugação. TRANSPOSONS: Também são elementos genéticos extracromossomais. São chamados “elementos saltadores”. Estão localizados dentro de uma molécula de DNA (seja do cromossomo, do plasmídeo ou do genoma viral), podendo saltar de uma posição e se integrar a outra molécula de DNA. Isto ocorre tanto em procariotos quanto em eucariotos. Sua relevância é que a movimentação deste segmento de DNA de um local para outro gera variabilidade genética, pois altera a sequência do DNA. Pode favorecer o organismo ou não (pode ser que interrompa uma sequência importante ou gere uma proteína nova que capacite o microrganismo a viver melhor). É composto por repetições de bases nucleotídeas invertidas nas extremidades (5’ e 3’), genes necessários para a sua transferência (transposase - enzima que cliva as sequencias para que exista a movimentação do transposon) e por genes extras (como genes de resistência a drogas, síntese de toxinas, síntese de enzimas). 31 REPLICAÇÃO DO MATERIAL GENÉTICO: O que normalmente ocorre: as mesmas bases nitrogenadas presentes nos eucariontes estão compondo o material genético dos procariontes. Os nucleotídeos são compostos por cadeias de açúcar, fosfatos e bases nitrogenadas. O DNA bacteriano também é uma dupla hélice, complementar (AT, CG), com fitas anti-paralelas (3’ e 5’) e superenoveladas. As bases são ligadas por ligação de hidrogênio. O DNA apenas apresenta aspecto de dupla hélice pois as fitas são complementares e anti-paralelas. A replicação é semi conservativa: cada fita na dupla hélice atua como modelo para a síntese de uma nova fita complementar. Para se abrir a dupla hélice (forquilha de replicação), há todo o aparato enzimatico (helicases, primases, etc). A síntese da fita complementar ocorre de maneira diferente nas 2 fitas após se abrir a dupla hélice. Isto ocorre pois a DNA polimerase apenas segue em um sentido: de 5’ para 3’. Como as fitas que compõem a dupla-hélice são anti-paralelas, o sentido de 3’ para 5’ acompanha 32 a abertura da forquilha em uma das fitas (azul no exemplo abaixo) e é contrário à abertura da forquilha na outra (vermelha no desenho abaixo). A DNA polimerase apenas consegue acompanhar continuamente na direção 5’ para 3’. Isso faz com que apenas a fita que possui direção de 3’ para 5’ consiga ter a sua síntese feita continuamente (já que as fitas feitas são sempre antiparalelas). Esta fita é chamada de fita líder. A outra fita é chamada de fita tardia. Ela vai de 5’ para 3’, e devido a isso a DNA polimerase tem que trabalhar “contra o fluxo” da abertura da forquilha. Para que ela consiga replicar todo o DNA corretamente, ela tem que parar a replicação e seguir para a nova região que foi aberta na forquilha, fazendo isso repetidamente. Devido a isso, a fita tardia possui sua replicação feita em fragmentos, denominados fragmentos de Okazaki. Após isso, a DNA ligase vai unindo os fragmentos, para que assim a fita fique completa. Há mais tipos de DNA polimerase nas bactérias, mas elas possuem a mesma função que nos eucariotos. 33 Diferença no processo de replicação nos eucariotos e nas bactérias: A replicação nas bactérias é bidirecional (em eucariotos é apenas em um único sentido). O fato de a replicação ser bidimensional faz com que a replicação seja mais rápida. A forquilha se abre bidireccionalmente e vai se movimentando da oriC (origem da replicação) para ambos os lados até atingir a outra extremidade da molécula de DNA, se soltando no final e formando 2 moléculas de DNA dupla fita circular. 34 TRANSCRIÇÃO: Nos eucariotos, há 3 regiões do DNA, chamadas de promotora, operadora, região codificadora (onde há introns e exons). Os introns são removidos para que exista a molécula de RNA funcionando. • Promotora: sequência de nucleotídeos que é reconhecida pela RNA polimerase (onde ela se liga para iniciar a síntese do RNA). • Operadora: onde se ligam indutores para facilitar ou reprimir a transcrição genica Nos procariotos: não há introns, apenas exons. Com isso, não é necessário realizar o processamento do RNA (sendo esta uma forma de fazer mais rapidamente o processo da transcrição e gastando menos energia). Há nos procariotos uma região chamada de terminador, sendo o sítio que a RNA polimerase reconhece para se terminar a transcrição. Pode haver também nos procariotos os operons: 2 ou mais genes sob controle do mesmo promotor e do mesmo operador. É o caso das enzimas da via glicolitica. Em um único RNA, codifica-se 3 produtos diferentes: com isso, há um menor gasto de energia. Portanto, nos procariotos há genes únicos e genes sob controle do mesmo promotor e operador. 35 O processo de transcrição se dá da seguinte forma: há o início do processo pelo reconhecimento do promotor pela RNA polimerase, de modo que ela vai adicionando os nucleotideos de forma complementar a fita de molde. Quando a RNA polimerase atinge o terminador, ela se desliga da molécula de RNA. Ressalva: quando há RNA, há uracila também entre as bases nitrogenadas. TRADUÇÃO: 36 Enquanto o ribossomo dos procariotos é 70s, e dos eucariotos é 80s (possuem tamanho diferentes, mas a mesma função). Isto é importante pois os antibióticos agem apenas nos ribossomos 70s e não afetam a síntese proteica do hospedeiro. Para os procariotos, há as subunidade 30s e 50s (S: unidades Svedberg - define apenas o tamanho ser diferente). Quando estão separadas, ficam em formato diferente do que quando estão juntas. Ambas são constituídas de RNA ribossômico e proteínas. OBS: O RNA 16s é o utilizado para sequenciar e reconhecer um microrganismo procarioto (em eucariotos, é utilizado do 18s). Diferenças na tradução dos procariotos e na dos eucariotos: O código genético é uma sequência de 3 bases nitrogenadas que correspondem a um aminoácido. Ha 64 possibilidades (códons), que indicam: • Os aminoácidos essenciais • Os códons de iniciação (onde se inicia o processo de tradução) o O códon de iniciação na bactéria é o AUG, que confere uma N- formilmetionina. • Os códons de parada. o Os códons de parada são UAA UAG e UGA - quando o ribossomo os encontra no RNA mensageiro, se desliga e tem fim o processo de tradução O código genético é chamado de degenerado porque há mais de um códon que corresponde ao mesmo aminoácido. Isso é importante pois, se houver algum erro no processo de transcrição, é conferido o mesmo aminoácido (geralmente a alteração é na última base nitrogenada). Os eucariotos também possuem o código genético degenerado. 37 O RNA transportador é responsável por trazer os aminoácidos correspondentes ao codificado pelo códon. Para isso, nele há uma região complementar ao códon denominada anticódon. Ao interagir o anticódon do RNAt com o códon do RNAm, há a ligação dos aminoácidos trazidos peloRNAt, de forma que vai sendo formada a cadeia peptídica. Inicialmente, há um RNAm, que é reconhecido pela subunidade menor do ribossomo. O ribossomo vai se movendo pelo RNAm, indo reconhecendo a trinca de nucleotídeos (códon), e interagindo com o RNAt que vai trazendo os aminoácidos equivalentes ao códon. Este processo vai ocorrendo até que se forme as ligações peptídicas e atinja o término (códon de parada) (explicado o de cima mas mais bonitinho rs). 38 Na extremidade 3 linha do RNAt há o aminoácido correspondente sinalizado pelo códon do RNAm. * O RNA transportador também é uma fita simples, mas possui um pareamento entre as próprias bases para que seja possível que o anticódon pareie com o códon, e a extremidade 3’ fique livre para que seja anexado o aminoácido. 39 Outra variação no processo que ocorre nas bactérias é que a transcrição e a tradução podem ser acopladas (acontecer ao mesmo tempo), conferindo maior rapidez no processo de replicação. Antes de terminar a síntese do RNAm, já há os ribossomos realizando o processo de tradução e sintetizando a proteína. PROCESSO DE REGULAÇÃO GÊNICA Este processo também ocorre nos eucariotos, mas é mais importante nas bactérias. Faz com que não seja permitido que a bactéria sintetize compostos que não são necessários no momento. Muitos genes só são expressos quando há a necessidade da expressão. Este processo visa a economia de energia, assim como o acoplamento do processo de transcrição e de tradução descritos acima. A regulação gênica é realizada por 2 controles: a repressão e a indução. • Repressão: processo que inibe a expressão gênica. Há proteínas reguladoras que se ligam na região do operador (ou a outro local também), inibindo o processo de transcrição. • Indução: ativam a transcrição do gene. Se liga à região do operador ou a outro local. Ex.: operon Lac: da lactose. Há 3 genes (LacZ, LacY e LacA), que codificam 3 enzimas necessárias para metabolizar a lactose (que normalmente é utilizada como fonte energética quando não há glicose no ambiente). O operon Lac só vai ser expresso na presença da lactose. • Na ausência da lactose, há a repressão da transcrição do gene. A proteína repressora se liga ao operador e impede a movimentação da RNA polimerase. 40 • Na presença de lactose, há uma indução do processo de transcrição: a lactose se liga ao repressor, inativando-o e não deixando que ele continue a se ligar no operador. Assim, a RNA polimerase fica livre para circular e realizar a transcrição. Quando ocorre a esporulação da bactéria, não há transcrição de nada (os genes são reprimidos porque todo o citoplasma fica diferenciado e não há nenhuma atividade). O processo de regulação gênica ocorre também para a produção de fatores de virulência. Ex.: algumas bactérias só passam a produzir estruturas relacionadas com a invasão do hospedeiro (como cápsula e determinadas enzimas) ao passar pelo TGI (ex.: se deparar com pH ácido e depois com sais biliares). Quando há um operon, o RNAm que traz estas 3 informações é chamado de RNAm policistronico: dá origem a 2 ou mais proteinas/produtos. Diferentemente de um RNAm monocistrônico (que carrega apenas 1 gene por vez), apenas 1 RNAm policistrônico já gera os 3 produtos (o que faz ser mais rápido o processo). 41 ALTERAÇÕES FENOTIPICAS E GENOTIPICAS As possíveis alterações na bactéria podem ser tanto genotípicas quanto fenotípicas. • Alterações fenotípicas: Resultantes da adaptação da bactéria ao ambiente. São reversíveis, e não ocorre alteração do DNA. Consistem em variações temporárias (ex.: bactéria Serratia marcescens: quando cultivada a 37ºC não apresenta pigmento, mas se cultivada a 25ºC, apresenta pigmento vermelho – isto ocorre pois o gene da cor só é expresso na encubação de 25 graus. É um tipo de regulação de expressão gênica induzido pela temperatura). • Alterações genotípicas: há alterações no genótipo, na sequência de nucleotídeos do microrganismo e contribuem com a variabilidade genética da bactéria. Há processos de mutação e recombinação. o Mutação: pode ser resultado de deleção, inserção ou substituição de nucleotídeos. Esta alteração é transmitida às células filhas. Pode ser um evento espontâneo (ocorre na própria atividade da DNA polimerase (quando escapam dos processos de correção dos erros)) ou induzido (ex.: em laboratório pela luz ultravioleta). ▪ Se a mutação leva à geração de algum composto que faça ela sobreviver a um antibiótico, quando há contato com antibiótico, as demais populações morrem e só a que desenvolveu a mutação sobrevive. Este mecanismo é chamado de pressão seletiva (possibilita seleção de bactérias mutantes) 42 • A mutação pode não causar nenhuma alteração, mas pode ser que cause alguma alteração que deixe a bactéria mais resistente. o Recombinação: ocorre quando as bactérias trocam material genético. Ocorre principalmente em ambientes polimicrobianos. Ocorre durante os processos de transferência de genes (transformação, transdução e conjugação). É preciso que o material genético externo recombine com o material genético de uma determinada célula. São necessárias duas subpopulações bacterianas – uma sensível e uma resistente a determinada droga. Estas duas subpopulações vão trocar material genético entre si, de modo que a célula resistente passe o gene de resistência para ALGUMAS bactérias da subpopulação sensível, tornando apenas algumas dessas bactérias resistentes. Quando há a exposição ao antibiótico e a pressão seletiva, há a morte das bactérias sensíveis e as resistentes permanecem. Também gera variabilidade genética e altera o DNA da célula, mas depende de outra molécula de DNA que vá agir no material genético. 3 PROCESSOS PRINCIPAIS PARA A RECOMBINAÇÃO E MUTAÇÃO: TRANSFORMAÇÃO, TRANSDUÇÃO E CONJUGAÇÃO. TRANSFORMAÇÃO: Descoberto por Frederick Griffith, que estudava Streptococcus pneumoniae. Esta bactéria possui cápsula, que possibilita o escape à 43 fagocitose. Quando é injetado este microrganismo no camundongo, o animal desenvolvia a doença e morria. Quando observado o sangue do animal morto, a colônia observada era rugosa (pois possuía cápsula). Ao colocar a bactéria viva, mas sem a cápsula, o rato não morria e a colônia observada ao se realizar a cultura do sangue não era rugosa. Se as bactérias encapsuladas eram mortas e injetadas, o camundongo não morria e a colônia formada com a cultura do sangue também não era rugosa. Se fossem misturadas as bactérias capsuladas mortas pelo calor e as vivas sem capsula, e fossem injetadas no camundongo, este viria a falecer. Quando realizada a cultura do sangue do animal, foi observada a presença apenas de bactérias vivas e com capsula (tornava-se mais virulenta). O que acontecia era que o DNA livre do meio era absorvido pela bactéria viva, se recombinando e fazendo parte do DNA desta bactéria. A bactéria morta dissemina partes do seu DNA no meio, as quais são capturadas pela bactéria viva e recombinadas em seu DNA, conferindo a capacidade de sintetizar a capsula. Nem todas as bactérias são capazes de captar o DNA externo. Somente as bactérias em estado de competência são capazes de realizar a transformação. O estabelecimento deste estado ocorre devido à presença de proteínas de superfície que realizam a captação. O DNA livre normalmente vem de bactérias que morreram e sofreram lise, liberando parte de seu DNA no meio. Não é necessário que as duas bactérias estejam vivas para haver a transmissão de material genético na transformação. CONJUGAÇÃO 44 Fenômeno descoberto na E. coli, mas ocorre em outras bactérias também. Há transferência de material genético entre 2 células vivas (viáveis). Era chamada de reprodução sexuada das bactérias. Há a capacidade do plasmideoF se integrar ao cromossomo (acompanhando assim todas as reproduções celulares da bactéria) ou de ficar na forma de plasmídeo livre no citoplasma da célula. Se o plasmideo F fica integrado ao DNA, a célula não é mais chamada de F+, mas sim Hfr (high frequency of recombination). Esta célula também pode transmitir os plasmídeos para uma célula F-, visto que também possui o cromossomo para a síntese do pilus F. Ambas as formas (F+ e Hfr) podem transmitir material genético, mas de forma diferente. O pilus reconhece a membrana da célula F- (não consegue reconhecer célula F+ pois sua membrana é diferente) e vai aproximando as células, até que elas se fundam, e a célula F+ passe uma cópia do plasmídeo F para a célula F- . O plasmídeo F (que era uma estrutura em dupla fita) passa uma de suas fitas para a célula F-. Cliva na oriT (origem de transferência) e depois vai passando o resto do material genético. Enquanto isso, a célula F- que vai recebendo a fita já vai sintetizando a outra fita do DNA (a complementar), enquanto a célula F+ também vai (para repor a fita que foi doada). No final, as duas bactérias têm o plasmídeo F inteiro (em fita dupla). Como este processo demora alguns minutos, as vezes só são passados alguns genes, e não o plasmídeo todo. No final do processo há a presença de 2 células F+. Há duas células, sendo uma delas denominada Célula F+ e outra de F-. A célula F+ possui em seu interior o plasmídeo F, que expressa o material pra síntese do pilus F. O pilus F é um apêndice deste microrganismo usado para reconhecer a célula F- e transmitir material genético para ela. 45 Se ao invés de possuir o plasmídeo F em sua forma livre a célula for HfR, ocorre o seguinte processo: as células se unem, havendo a clivagem do material a ser transferido na OriT também. Quando começa a transferência do plasmideo (e ele está integrado ao cromossomo), para que a celula F- receba todo o plasmideo, deve ser passado todo o material genético da Hfr. Como isso, o processo torna-se demorado, de modo que a F- recebe apenas parte do DNA do plasmideo F, virando uma célula F- recombinante (a qual é incapaz de gerar pilus porque não há toda informação genética pra gerar). A célula F- pode receber apenas genes do plasmídeo F ou também genes do cromossomo principal da bactéria Hfr. OBS.: Quando estabelecida esta união entre as membranas das células, pode acontecer de outros plasmídeos conjugativos, além do F, serem trocados. TRANSDUÇÃO 46 O processo de transdução foi descoberto em 1952, também em experimentos com E.coli. A transdução consiste na transferência de DNA (bacteriano ou plasmidial) mediada por um bacterófago (vírus que infecta bactéria) Há 2 tipos de transdução, sendo que cada um deles está ligado a determinado momento do ciclo do bacteriófago: ▪ Transdução generalizada: está relacionada ao ciclo lítico (ciclo no qual a invasão do vírus mata a bactéria infectada). Neste tipo de transdução, qualquer fragmento do DNA da bactéria (seja cromossômico ou plasmidial) pode ser transferido ▪ Transdução especializada: está relacionada ao ciclo lisogênico (ciclo no qual o material genético do bacteriófago integra ao cromossomo da célula bacteriana, não causando a sua morte a primeiro momento). Neste caso, somente alguns fragmentos específicos de DNA são transferidos. Ciclos lítico e lisogênico O ciclo lítico é o ciclo que normalmente ocorre quando os vírus infectam bactérias. Ao injetar o seu material genético na bactéria, o material genético do vírus é replicado (utilizando-se a maquinaria da célula bacteriana), são montadas as partículas virais e a célula bacteriana acaba sofrendo lise, liberando as partículas para o meio externo. Durante esse processo, o cromossomo da célula acaba sendo clivado em pequenos fragmentos, os quais acabam ficando livres no citoplasma da célula. Por outro lado, no ciclo lisogênico ocorre a integração do material genético do bacteriófago ao cromossomo da célula bacteriana. Este ciclo também pode ser considerado um evento de recombinação, visto que o material genético passa a ficar integrado ao cromossomo da bactéria, e cada vez 47 que a célula se divide ele é repassado para as células filhas. Os genes do bacteriófago podem ser expressos e podem capacitar a bactéria a sintetizar algumas toxinas ou outros produtos que ela não tinha capacidade de sintetizar antes. Essa situação é comum na Corynebacterium diphtheriae: é uma bactéria que está lisogenizada por um bacteriófago, e a toxina que esta bactéria sintetiza estava presente no material genético do fago. Esse mecanismo é chamado de conversão lisogênica. Em algumas situações (ex.: alguma alteração ambiental, como de temperatura), o bacteriófago que estava em ciclo lisogêncio pode entrar em ciclo lítico (o material genético do vírus excisa do cromossomo, passando a realizar o ciclo lítico: forma as partículas virais e lisa a bactéria). Transdução generalizada A transdução generalizada associa-se com o ciclo lítico do bacteriófago. O bacteriófago injeta o seu material genético na célula bacteriana (chamada de “célula doadora”). O DNA viral fragmenta o DNA bacteriano, fazendo com que fiquem presentes no citoplasma tanto segmentos de material genético do vírus quanto da bactéria. Após isso, são formadas partículas contendo somente material genético do bacteriófago (chamadas de partículas infectivas), e partículas contendo o material genético da própria bactéria (chamadas de partículas transdutoras). A formação das partículas transdutoras é um erro que ocorre no processo de formação de novas partículas virais (visto que era apenas para o DNA viral ser empacotado para ser transportado para novas células, e não o bacteriano). A partícula transdutora, ao infectar uma segunda célula, injeta na célula não o material genético do bacteriófago, mas sim o material genético da bactéria previamente infectada. Este material genético inserido pode passar a fazer parte do material genético da segunda bactéria (entrando no ciclo lisogênico). Este processo é chamado de transdução generalizada pois qualquer fragmento de DNA da célula inicialmente infectada pode ser transferido para uma segunda célula (por meio da atuação do bacteriófago). 48 Transdução especializada Na transdução especializada, somente os genes que estavam próximos ao local onde o material genético do fago estava inserido (quando ele estava em ciclo lisogênico) podem ser transferidos para uma segunda célula bacteriana. Inicialmente, o bacteriófago insere o seu material genético no cromossomo bacteriano, entrando em ciclo lisogênico. Devido a alguma situação (ex.: alterações ambientais), o material genético do bacteriófago pode excisar do cromossomo bacteriano: ocorre um processo de clivagem, de modo que este material genético saia do cromossomo bacteriano em que estava inserido. Após isso, novas partículas virais são montadas, e são liberadas quando a célula sofre lise (já que o bacteriófago entrou em ciclo lítico). Este processo é o que normalmente ocorre. Todavia, pode ocorrer um evento raro, no qual o bacteriófago, ao excisar do cromossomo, carrega consigo partes do cromossomo da célula bacteriana (em rosa no desenho). Somente os genes que estão próximos ao material genético do bacteriófago podem ir junto durante o processo de excisão do bacteriófago. Quando o material genético do bacteriófago é duplicado, os genes da bactéria que vieram junto na excisão acabam sendo replicados também. Quando as partículas virais são montadas, há no seu interior material genético tanto da bactéria quanto do vírus. Com isso, quando o vírus infectar uma nova célula, se adotar o ciclo lisogênico, o material genético da primeira bactéria passará a integrar o cromossomo da segunda. Este processo é chamado detransdução especializada pois apenas os genes que estão adjacentes ao material genético excisado são replicados e dispersados. 49 VARIABILIDADE GENÉTICA – E.COLI Os processos de transferência horizontal de material genético permitem que linhagens bacterianas que fazem parte da microbiota residente possam começar a causar doenças se receberem materiais genéticos específicos. Esse processo ocorre com a Escherichia coli. O genoma da E.coli que é comensal com o ser humano (fazendo parte da microbiota intestinal) é diferente do genoma das suas linhagens patogênicas: embora o micro-organismo seja E.coli em todas as situações, apresenta genes de virulência distintos, habilitando-o a causar doenças específicas. As linhagens patogênicas são: ▪ E. coli enterotoxigênica ▪ E. coli enteropatogênica ▪ E.coli enterohemorrágica ▪ E.coli enteroinvasiva ▪ E. coli uropatogênica BACTÉRIAS RECOMBINANTES E SÍNTESE DE COMPOSTOS DE INTERESSE A genética bacteriana também pode ser utilizada para a síntese de compostos de interesse industrial. A síntese de insulina, de outros hormônios e de enzimas é realizada por meio da manipulação da genética bacteriana. As bactérias que sintetizam estes compostos são chamadas de bactérias recombinantes. Para se realizar a síntese destes compostos, insere-se na bactéria um plasmídeo recombinante contendo o gene de interesse. Quando este plasmídeo 50 passa a fazer parte do genoma bacteriano. o produto relativo ao gene de interesse passa a ser sintetizado pela bactéria. 51 MICROBIOTA HUMANA Medusa - 86 Os micro-organismos são ubíquos (habitam diversos tipos de ambientes, como ar, solo, superfícies, alimentos, calotas polares, vulcões, etc). A microbiota humana é a população de micro-organismos que habita a pele e as mucosas dos seres humanos (sendo estes micro-organismos bactérias, fungos, vírus e protozoários). O termo microbioma funciona como sinônimo para microbiota. Os ecossistemas da microbiota humana são os diversos nichos anatômicos presentes em nosso corpo. A microbiota é diversificada de acordo com os ecossistemas. Cada ecossistema conta com as suas próprias condições ambientais (de temperatura, oxigênio, umidade e nutrientes), as quais acabam por selecionar os micro-organismos mais aptos para se estabelecer em cada local. As comunidades microbianas interagem bastante entre si e com o hospedeiro. A microbiota desenvolve funções específicas para o hospedeiro, as quais estão relacionadas com a sua fisiologia. Há muito mais células microbianas compondo o nosso corpo do que células humanas. A proporção é de 1 célula humana para 1.3 células microbianas. MICROBIOTA E IDADE Dentro do útero materno, o feto ainda não apresenta microbiota. Ela começa a ser estabelecida durante o parto. A colonização inicial do recém- nascido é proveniente principalmente da microbiota materna (que pode possuir origem vaginal, fecal ou de superfícies corporais da mãe) e da equipe cirúrgica presente no parto. A via de parto tem influência na colonização in icial da microbiota (principalmente intestinal) da criança. Em seguida, a via de alimentação do bebê também influencia no desenvolvimento da microbiota. São observadas diferenças na microbiota intestinal da criança se ela é alimentada somente com leite materno ou com fórmulas industrializadas. À medida que a criança vai crescendo e possuindo contato com outras fontes de alimento e com micro-organismos presentes em superfícies, a sua microbiota vai aumentando. Quando a criança atinge a idade de 2-3 anos, a comunidade microbiana atinge um equilíbrio (steady state). Por conta de inúmeros fatores, existem flutuações nessa microbiota, mas ela tende sempre a retornar ao seu equilíbrio 52 Na adolescência e na fase adulta a microbiota não apresenta grandes alterações. Com a senilidade, há alteração quantitativa e qualitativa da microbiota. Devido a isso, as pessoas em idade mais avançada são mais susceptíveis e vulneráveis a infecções do TGI. COMPOSIÇÃO DA MICROBIOTA Além da via de parto, alimentação nas primeiras semanas de vida e idade (principais fatores que influenciam na microbiota), há também outros fatores que influenciam na composição da microbiota, como dieta, exercício, região geográfica, aparecimento de doenças e tratamento com drogas antimicrobianas RELAÇÃO DOS MICRO-ORGANISMOS COM O HOSPEDEIRO Antigamente, achava-se que a relação da microbiota com o hospedeiro era de simbiose. Atualmente, sabe-se que esta relação é um estado intermediário, uma anfibiose: o hospedeiro e a microbiota coexistem sob a forma de equilíbrio estável. Desequilíbrios na microbiota e fatores externos podem fazer com que membros da microbiota do indivíduo se tornem patogênicos. Antibiose: relação em que a bactéria e o hospedeiro são antagonistas. É o que ocorre nas infecções que causam doença. Esta relação pode ocorrer também com membros da própria microbiota do indivíduo (se houver algum desequilíbrio como descrito acima). CLASSIFICAÇÃO DA MICROBIOTA A microbiota humana é dividida em dois grupos: microbiota residente e microbiota transitória. Microbiota residente/permanente É composta por micro-organismos encontrados com regularidade em determinados sítios anatômicos (alguns micro-organismos são encontrados com mais frequência na pele, outros na cavidade oral, etc.). Em condições de saúde, estes micro-organismos são compatíveis com o hospedeiro, não comprometendo a sua saúde. São capazes de efetivamente colonizar os sítios anatômicos (a transitória não consegue). Se fixam à pele ou às membranas mucosas, colonizando estes nichos. Cada um dos sítios anatômicos possui condições ambientais diversas (diferente temperatura, pH, nível de oxigênio, água, nutrientes), que selecionam os microrganismos que possuem maior capacidade de sobreviver nessas condições. 53 Os micro-organismos da microbiota residente apresentam diversificada atividade metabólica para assim conseguir sobreviver aos diferentes sítios anatômicos. Esta diversa atividade metabólica possui impacto importante na fisiologia do hospedeiro. Algumas bactérias são capazes de ocupar mais do que um sítio anatômico (ex.: membros dos gêneros Staphylococcus, Streptococcus e Corynebacterium), enquanto outras apresentam um tropismo tecidual (só conseguem ocupar aquele sítio em específico devido ao fato de as bactérias apresentarem adesinas específicas que reconhecem apenas determinadas células). Sítios normalmente estéreis: bexiga urinária, útero, sangue, LCR, e liquido sinovial. Bexiga e útero, em algumas condições, podem apresentar pequenas quantidades de micro-organismos. Microbiota transitória/transiente É formada por micro-organismos patogênicos ou não patogênicos provenientes do meio externo. Estes micro-organismos não conseguem efetivamente colonizar o ambiente. Permanecem por horas, dias ou semanas no sítio anatômico. Essa menor permanência ocorre devido à competição com os membros da microbiota residente e devido à sua eliminação por células do sistema imune. 54 A microbiota residente, se estiver em equilíbrio, é suficiente para impedir que a transitória cause doenças. Todavia, desequilíbrios nela podem causar as doenças pelos transitórios. Membros da microbiota residente podem causar doença quando: • Ocorre desequilíbrio da microbiota residente o Ex.: A Candida faz parte da microbiota residente do trato urogenital. Em condições normais, este gênero está em equilíbrio com diversos outros gêneros de bactérias. Se houver o desequilíbrio, pode haver uma superestimulação do seu aparecimento (ex.: devido ao uso de antibióticos, pode ser que as outras populações diminuam e ela não, de modo que ela comece a se proliferar mais. Isso explica porque às vezes é necessáriorealizar tratamento para candidíase depois de ter sido feito um tratamento com antibióticos). • Se são removidos do ambiente normal e introduzidos em outro sítio anatômico (devido a cirurgias, traumas, perfurações, etc) o Ex.: Infecções urinárias causadas por bactérias provenientes do TGI (como E.coli por exemplo). • Após antibioticoterapia (após tratamento prolongado com antibióticos de largo espectro) • Se o sistema imune está comprometido • Se os micro-organismos caem em sítios estéreis (ex.: sangue, LCR e líquido sinovial) MICROBIOTA – PELE Possui grande contato com o ambiente, e devido a isso apresenta microbiota transitória variada. Pessoas que vivem juntas ou no mesmo grupo de amigos/familiares tendem a ter essa microbiota mais semelhante. Há alguns gêneros e espécies predominantes, como Staphylococcus epidermidis, Stapjylococcus aureus, Propiobacterium e Corynebacterium. Os menos frequentes são Streptococcus, Peptostreptococcus e Candida. Quanto mais úmido o local da nossa pele, maior o número de microrganismos presentes. São encontradas 10⁶ bacterias/cm² nas axilas e entre os dedos do pé, e cerca de 10² a 10⁴ bactérias/cm² nas áreas mais secas da pele. As condições especificas da pele como pH baixo, ácidos graxos nas secreções sebáceas e lisozima acabam eliminando parte da microbiota transitória. A sudorese e o banho não eliminam ou modificam significativamente a microbiota residente, mas modificam a transitória. 55 MICROBIOTA - OLHOS É bastante escassa, sendo controlada principalmente pelo fluxo de lágrimas (pela lisozima contida nas lágrimas). Os micro-organismos predominantes são difteróides, Staphylococcus epidermides e estreptococos não hemolíticos. MICROBIOTA - OUVIDO No ouvido externo e canal auditivo, a microbiota predominante é semelhante à da pele. O ouvido médio e interno são sítios normalmente estéreis. MICROBIOTA – TRATO RESPIRATÓRIO O trato respiratório superior (nasofaringe e orofaringe) possui um predomínio de Staphylococcus e de Streptococcus: Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Streptococcus pneumoniae, Streptococcus (α e γ hemolíticos) e Corynebacterium. O trato respiratório inferior (traqueia e pulmão), em condições normais, não possui microbiota. A microbiota que atinge os pulmões consegue ser eliminada por células fagocíticas e também pela remoção mecânica por meio dos fluidos desse órgão. MICROBIOTA ORAL Há diferentes sítios dentro dessa microbiota, havendo muitos gêneros e espécies. A microbiota oral possui menor complexidade apenas se comparada à microbiota intestinal (é a 2ª mais complexa do nosso organismo). Dentro da cavidade oral, há variações de tensão de oxigênio, de fontes nutricionais, diferentes pHs e diferentes composições teciduais – variáveis que acabam por selecionar os micro-organismos. Exemplo disso é que um micro- organismo que habita a região periodontal é diferente de um que habita a superfície da língua. Muitas vezes, esses micro-organismos se acumulam de forma exacerbada na superfície dos dentes, formando o biofilme dental (placa bacteriana). O biofilme é formado por uma complexidade de micro-organismos (e não apenas por uma espécie/gênero de bactéria). Algumas bactérias começam a formação do biofilme e outros microrganismos vão aderindo a ele. No início da sua formação, ele é reversível, mas depois que vai ficando mais complexo (pois vai sendo revestido por uma camada de exopolissacarídeos - uma matriz extracelular produzida pelos próprios micro-organismos que estão 56 formando o biofilme), a remoção vai ficando mais difícil, devendo ser realizada por um dentista. MICROBIOTA - TRATO GENITURINÁRIO O trato urinário superior (rins, ureteres, bexiga) são usualmente estéreis. A uretra anterior (em ambos os sexos) apresenta pequeno número de micro-organismos provenientes da pele e períneo. A vagina apresenta microbiota complexa, que varia com a idade e com o ciclo menstrual. Ao nascimento, o pH é bastante ácido e há o predomínio de lactobacilos, sendo que esta situação vai sendo alterada ao longo da vida. Na menopausa, ocorre uma significativa variação na microbiota. MICROBIOTA – TGI É a que possui maior complexidade. Isso decorre devido ao fato de existirem diferentes condições ao longo do TGI, as quais realizam seleção sobre o crescimento microbiano, limitando ou favorecendo este crescimento. • Estômago: a colonização é restringida devido ao fluxo rápido do alimento e ao pH mais baixo. Todavia, ainda há alguns micro-organismos que conseguem sobreviver a estas condições, como os Lactobacillus, Streptococcus e Helicobacter. No geral, o estômago possui uma pequena concentração microbiana se comparado aos outros sítios do TGI. o O H. pilori é considerado como integrante da microbiota residente de alguns indivíduos, mas em situações de desequilíbrio, pode aumentar em número e causar doenças como gastrite e úlceras no hospedeiro. • Duodeno: a microbiota é bem semelhante à do estômago, visto que as condições adversas ainda permanecem neste órgão. 57 • Jejuno e Íleo: nestes órgãos, o pH já não é mais tão ácido e a motilidade é mais lenta, fatores que favorecem a colonização microbiana. Há uma maior diversidade em termo de gêneros e espécies colonizando os órgãos, como Lactobacillus, Strpetococcus, Bacteroides, Bifidobacterium e Fusobacterium. São encontradas 10⁴ a 10⁷ UFC/ml. • Cólon: onde há o maior número de bactérias no TGI. O pH neutro e a concentração relativamente elevada de nutrientes que não foram digeridos são fatores que favorecem essa maior colonização. Há cerca de 10¹¹-10¹² UFC/ml. É encontrada uma grande variedade de micro- organismos: bactérias Gram positivas, bactérias Gram negativas, bactérias no geral, leveduras e fungos filamentosos. FUNÇÕES DA MICROBIOTA As principais funções da microbiota são: 1. Funcionar como barreira contra a colonização por micro-organismos patogênicos provenientes do meio externo: esta é a principal função da microbiota, independentemente de onde ela esteja localizada. A microbiota residente é muito mais adaptada às condições do ambiente, competindo com os micro-organismos exógenos por sítios de ligação e por nutrientes essenciais. Além disso, a microbiota residente também produz substâncias antimicrobianas (peróxidos, peptídeos antimicrobianos ou antibióticos). Com isso, a microbiota forma uma espécie de barreira física que impede os outros microrganismos de se ligarem às células do hospedeiro. a. As células bacterianas possuem alguns ligantes (adesinas) que reconhecem receptores presentes na membrana da célula do hospedeiro. São estas ligações entre a bactéria e o tecido que são mais fortes na microbiota residente, fazendo com que os organismos mais adaptados permaneçam no ambiente 2. Produção de substâncias utilizáveis pelo hospedeiro (vitaminas K e B12 e ácidos graxos de cadeia curta (acetato, butirato e propionato – os quais são utilizados como fonte de energia para outras células, como hepatócitos e células musculares)). 3. Modulação do sistema imune: o contato do microrganismo com a superfície intestinal é importante para modular o sistema imunológico - 58 para que ele não reconheça as bactérias da microbiota residente como estranhas ao corpo. Isso explica porque os indivíduos germ free criados em laboratório possuem o sistema imune mais deficitário. 4. Metabolização de alguns componentes da dieta: são responsáveis por metabolizar componentes não digeríveis (como fibras) e tóxicos (como carcinogênicos e metais). Essa função da microbiota possui impacto sobre a quantidade de energia captada da dieta do indivíduo. Desta forma, estabelece-se que a microbiota exerce papel extremamente relevante na manutenção da integridade do hospedeiro, com forte impacto na sua
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