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Processamento das amostras para exame microbiológico Morfologia bacteriana Classificação bacteriana de acordo com a forma As bactérias podem se apresentar em três morfologias. Morfologia bacteriana Cocos Bactérias com formato esférico ou oval, conforme a sua divisão celular. Bactérias em formas de cocos. São exemplos de cocos de importância médica: ▪ Staphylococcus aureus. ▪ Enterococcus spp. ▪ Streptococcus sp. ▪ Neisseria sp. Morfologia bacteriana Cocos Esses cocos podem se apresentar em cinco arranjos: Dipococos Streptococos Tétrades Sarcinas Estafilococos Morfologia bacteriana Bacilos ou bastonetes ▪ Bacilos ou Bastonetes: Forma bacteriana cilíndrica ou de bastão. ▪ Variação morfológica: Extremidades retas ou arredondadas, curtas ou longas. ▪ Agrupamento: Geralmente isolados, ocasionalmente diplobacilos ou estreptobacilos. ▪ Exceções notáveis: Em alguns casos, como Corynebacterium diphtheriae, apresentam arranjos distintos. Morfologia bacteriana Bacilos ou bastonetes Veja agora algumas doenças causadas por bactérias em formato de bastonete ou bacilos: Tétano - Clostridium tetani Tuberculose - Mycobacterium tuberculosis Difteria - Corynebacterium diphtheriae (bacilo diftérico) Hanseníase (lepra) - Mycobacterium lepra Morfologia bacteriana Espiraladas Bactérias com formato espiralado ou helicoidal, que aparecem predominantemente como células isoladas. Morfologia bacteriana Espiraladas Elas podem ser divididas em: Citologia bacteriana Introdução à citologia bacteriana Bactérias são procariotas, sem membrana nuclear e organelas eucarióticas. A parede celular, ao ser corada, ajuda na identificação de grupos bacterianos. Citologia bacteriana: Elementos obrigatórios (parede celular, membrana, material genético, ribossomos) e acessórios (plasmídeos, flagelos, esporos). Essenciais para sobrevida, elementos variam entre bactérias. Citologia bacteriana Parede celular Parede celular é crucial para bactérias, moldando sua forma e conferindo rigidez. Essencial na divisão celular, proporciona proteção osmótica entre meios externo e interno. Composta por peptideoglicanos, sua coloração define bactérias como Gram-positivas ou Gram- negativas. Identificação facilita tratamento empírico antes dos resultados de cultura e antibiograma. Citologia bacteriana Bactéria Gram-positiva ▪ Bactéria Gram-positiva: Parede celular densa com peptideoglicanos, ácidos teicoicos e lipoteicoicos. ▪ Ácidos teicoicos são essenciais para viabilidade e virulência bacteriana. ▪ Lipoteicoicos, antígenos de superfície, permitem distinção de sorotipos e aderência. ▪ Virulência é a capacidade de causar danos fatais, diferente de patogenicidade, que induz doenças. Citologia bacteriana Bactéria Gram-negativa ▪ Bactéria Gram-negativa: Parede celular complexa, fina camada de peptideoglicanos. ▪ Membrana externa é barreira permeável, protege contra condições adversas e resistência a antimicrobianos. ▪ LPS na membrana externa é essencial, induz resposta imunológica, mas pode causar choque endotoxêmico. ▪ Resistência crescente a antimicrobianos; causam diversas infecções graves em humanos. Citologia bacteriana Micobactérias e micoplasma ▪ Micobactérias: Bacilos, parede com arabinogalactano e ácidos micólicos. ▪ Não coram bem pelo método de Gram; usado Ziehl Neelsen. ▪ Exemplo: Mycobacterium tuberculosis, causador de tuberculose. ▪ Micoplasma: Sem parede celular, membrana lipoproteica flexível. Citologia bacteriana Micobactérias e micoplasma ▪ Micoplasma: Menor bactéria na natureza (0,3µm), sem parede celular. ▪ Incorpora esteróis do hospedeiro em sua membrana. ▪ Mycoplasma pneumoniae comum na causa de pneumonia. Citologia bacteriana Membrana plasmática ▪ Membrana plasmática: Semipermeável, seletiva, contendo várias enzimas. ▪ Separa citoplasma do meio extracelular, constituída de fosfolipídeos e proteínas. ▪ Semelhante à membrana eucariótica, mas sem esteróis. Citologia bacteriana Citoplasma bacteriano Citoplasma bacteriano dividido em: ▪ Citoplasmática: Rica em RNA, partículas proteicas e ribossomos. ▪ Cromatínica: DNA circular dupla fita com informações genéticas. ▪ Porção fluida: Nutrientes dissolvidos. Algumas bactérias têm múltiplas cadeias de DNA (Vibrio cholerae) ou DNA linear (Borrelia burgdorferi). Elementos acessórios O que são elementos acessórios? ▪ Elementos acessórios: Estruturas presentes ou não em bactérias. ▪ Contribuem para virulência, patogenicidade e resistência bacteriana. Elementos acessórios Glicocálice Glicocálice: Revestimento de polissacarídeos, cápsula ou camada viscosa. Cápsula é uniforme e aderida à parede; camada viscosa tem aderência variável. Funções: Evita fagocitose, atua como reservatório de nutrientes, auxilia na aderência bacteriana. Exemplo: Streptococcus mutans usa cápsula para fixação e perfuração do esmalte dentário. Elementos acessórios Plasmídeo ▪ Plasmídeo: DNA circular extracromossomal replicável autonomamente. ▪ Localizado no citoplasma bacteriano, confere vantagens adaptativas. ▪ Exemplo: Resistência a antibióticos. ▪ Podem ser transferidos para outras bactérias; ocorrem em cópia única ou múltipla. Elementos acessórios Grânulos ou inclusões citoplasmáticas ▪ Trata-se de grânulos (inclusões ou corpúsculos citoplasmáticos) cuja função é a de armazenamento, que pode ser, entre outros exemplos, de glicogênio, amido, fosfatos e enxofre. ▪ Os grânulos podem ser visualizados a partir de colorações especiais, pois geralmente são refringentes. Elementos acessórios Flagelos Flagelos: Estruturas de locomoção em algumas bactérias, formadas por flagelina. Ancorados à membrana por um corpo basal, podem ser único ou múltiplo. Tipos: Polar (nas extremidades) ou peritríquio (em todo o corpo). Importantes para busca de nutrientes e fuga de substâncias tóxicas; visíveis com técnicas de coloração. Elementos acessórios Pili e fímbrias Fímbrias: Filamentos semelhantes a fios de cabelo, compostos por pilina. Ancoram-se nas membranas celulares dos hospedeiros, auxiliando na colonização. Neisseria gonorrhoeae (gonorreia) e E. coli (trato urinário) usam fímbrias na colonização. Pili sexuais permitem transferência de material genético na conjugação bacteriana. Elementos acessórios Esporos (endosporos) Esporos: Estrutura resistente produzida por algumas bactérias (Bacillus, Clostridium). Formados em resposta a ambientes desfavoráveis (escassez de água ou nutrientes). Resistência permite sobrevivência por longos anos, revertendo à forma vegetativa quando o ambiente se torna favorável. Cada célula forma um único esporo, liberado após a morte da bactéria. Introdução aos meios de cultivos ▪ Meios de cultura fornecem nutrientes para crescimento microbiano. ▪ Composição inclui macronutrientes e micronutrientes essenciais. ▪ Semeadura em meios específicos facilita identificação bacteriana. ▪ Laboratórios usam meios prontos ou preparam a partir de desidratados. Introdução aos meios de cultivos ▪ Meios de cultura podem ser fabricados adicionando constituintes específicos. ▪ Exemplo: ágar sangue - ingredientes e preparo. ▪ Consistência sólida obtida com ágar-ágar, polissacarídeo de alga marinha. ▪ pH ajustado para 7,3 ± 0,2 a 25°C após preparo. Preparo dos meios de cultivo Preparo dos meios de cultivo sólidos em placas ▪ Meios de cultivo sólidos comprados liofilizados. ▪ Exemplo: preparação ágar sangue - regra de 3 para determinar quantidade. ▪ Pesagem realizada em copos de plástico ou colheres plásticas. ▪ Aquecimento pode ser necessário; autoclavação a 121°C por 15 minutos com tampas semiabertas. Preparo dos meios de cultivo Preparo dos meios de cultivo sólidos em placas ▪ Placas não devem ser completamente fechadas após adição do meio. ▪ Após solidificação, podem ser tampadas, invertidas, identificadas. ▪ Embaladas e refrigeradas (2-8°C) para uso posterior. ▪Uso liberado após controle de qualidade, incluindo teste de esterilidade e cultivo de bactérias-padrão. Preparo dos meios de cultivo Preparo dos meios de cultivo sólidos em placas ▪ Teste de esterilidade: placas incubadas a 37°C por 24-48h. ▪ Ausência de crescimento bacteriano permite uso; contaminação exige descarte. ▪ Crescimento de bactérias conhecidas avaliado para confirmação. ▪ Preparo de meios não comerciais: pesagem, adição de água, ajuste de pH, ágar-ágar aquecido, autoclavado. Preparo dos meios de cultivo Preparo dos meios de cultivo sólidos em tubos ▪ Meios sólidos em tubos: fracionamento e autoclavagem. ▪ Tubos inclinados a 45° para solidificar ágar. ▪ Utilizados para armazenamento de colônias, cultura de fungos, testes de identificação. ▪ Após solidificação, identificação, controle de qualidade e armazenamento refrigerado. Preparo dos meios de cultivo Preparo dos meios de cultivo líquidos ▪ Meios líquidos sem ágar-ágar. ▪ Preparação similar aos meios sólidos. ▪ Fracionamento, autoclavagem, resfriamento e armazenamento refrigerado. ▪ Diferença: meios líquidos não solidificam após autoclavação. Preparo dos meios de cultivo Classificação dos meios de cultivo Classificação dos meios de cultura baseada em: ▪ Estado físico. ▪ Composição. ▪ Objetivo de utilização. Preparo dos meios de cultivo De acordo com o seu estado físico Meio sólidos Meios semissólidos Meios líquidos Preparo dos meios de cultivo De acordo com a composição química Meios quimicamente definidos Meios quimicamente definidos Apresentam a composição química de todos os seus constituintes conhecida (definidos) como, por exemplo, o meio AR-103. Meios complexos São aqueles cuja constituição exata do meio de cultura não é conhecida. Em sua composição, tais meios apresentam soro, sangue, extratos moídos ou digeridos de órgãos animais, peixes, leveduras, vegetais entre outros. Preparo dos meios de cultivo De acordo com o objetivo da utilização Meios enriquecidos ou ricos São os meios que contêm um grande suprimento de nutrientes pela adição de diversas substâncias, como sangue, soro e extratos de tecidos animais ou vegetais ao caldo. Colônias de bactérias crescidas em meio ágar sangue Ágar chocolate Preparo dos meios de cultivo De acordo com o objetivo da utilização Meios seletivos ▪ Compostos inibidores (sais biliares, cristal violeta) impedem crescimento de certas bactérias. ▪ Exemplo: Ágar MacConkey favorece Gram-negativas, inibindo Gram-positivas. Preparo dos meios de cultivo De acordo com o objetivo da utilização Meios diferenciais ou indicadores Contêm substâncias para distinguir diferentes bactérias. Colônias rosas - fermentam a lactose Colônias amarelas - não fermentam a lactose Tipos de semeaduras Semeadura é vital no processamento microbiológico de espécimes clínicos. Diversas técnicas são empregadas, variando conforme o meio de cultura e os testes necessários. Além da semeadura, exames diretos e análise microscópica, incluindo coloração de Gram, são essenciais. O estudo abrange tipos de colorações e suas finalidades específicas. Tipos de semeaduras Técnica de esgotamento ▪ Técnica de esgotamento visa isolar colônias bacterianas para análise morfológica e bioquímica. ▪ Permite a observação de colônias sobrepostas e isoladas, possibilitando o cultivo puro. ▪ A imagem revela áreas com colônias brancas e rosas sobrepostas ou isoladas. ▪ Procedimento envolve transferência de amostra, estrias em quadrantes e movimentos ziguezague para esgotar material. Tipos de semeaduras Técnica de esgotamento Esta imagem ilustra o passo a passo da semeadura: Tipos de semeaduras Técnica de esgotamento ▪ Imagem mostra cultura de amostra semeada por esgotamento. ▪ Inicialmente, alta concentração de colônias dificulta a observação. ▪ Ao final, colônias isoladas se tornam visíveis após o processo. ▪ Destaca a eficácia da técnica para obtenção de culturas puras. Tipos de semeaduras Técnica quantitativa ▪ Técnica quantitativa para contagem de células em suspensões ou espécimes clínicos, como urina. ▪ Amostra é homogeneizada e alça bacteriológica calibrada obtém alíquota. ▪ Estria central seguida de movimentos ziguezague uniformemente distribuem o material na placa. ▪ Importância da alça submergir a 90° para garantir volume preciso. Tipos de semeaduras Técnica quantitativa ▪ Cultura quantitativa de um LBA. ▪ Repare que, na linha central e nas linhas laterais, existe apenas um tipo de colônia, que provavelmente é responsável pela infecção. Tipos de semeaduras Técnica de espalhamento ▪ Técnica de espalhamento usada para crescimento confluente em meio sólido. ▪ Aplicada em antibiogramas, contagem bacteriana e urinocultura. ▪ Diluição da amostra é espalhada usando alça de Drigalsky para contagem bacteriana. ▪ Nas urinoculturas, amostra homogeneizada é depositada e espalhada com alça calibrada. Tipos de semeaduras Técnica de espalhamento ▪ Nessa técnica, o crescimento da bactéria ocorre em toda a superfície da placa. ▪ Na imagem a seguir, é possível visualizar colônias de bactérias isoladas. Tipos de semeaduras Técnica de pour-plate ▪ Técnica de pour-plate para contagem de colônias bacterianas no interior do ágar. ▪ Amostra diluída é depositada sobre placa sem meio de cultura. ▪ Meio de cultivo fundido é despejado, homogeneizado e a placa é incubada na estufa. Tipos de semeaduras Técnica de pour-plate Essa técnica é utilizada para contagem de bactérias, mas não é muito empregada durante as rotinas dos laboratórios clínicos. Tipos de semeaduras Análise microscópica Fase analítica do exame microbiológico inclui exame direto e semeadura para isolamento bacteriano. Cultura demora pelo menos 48 horas; exame direto é crucial em casos urgentes, como meningite. Identificação bacteriana e testes de sensibilidade guiados pela análise microscópica após a cultura. Manipulações devem seguir normas de biossegurança e esterilidade para evitar contaminação e falsos positivos. Tipos de semeaduras Exame direto Microscópio óptico (aumento de até 1.000 vezes) comum na observação de microrganismos. Bactérias vivas podem ser visualizadas a fresco sem corantes. Uso de microscópio de campo escuro e ajustes para mobilidade e morfologia, especialmente para bactérias espiraladas. Corantes são aplicados após fixação para melhor visualização da morfologia e citologia bacteriana. Boas técnicas de esfregaço são cruciais. Tipos de semeaduras Processamento das amostras Diferentes amostras passam por processamentos específicos no laboratório de microbiologia. Semeadura segue ordem de meios mais ricos para mais seletivos. Incubação a 37°C por 24-48 horas, variando para atmosfera ambiente, microaerofilia ou 42°C conforme necessidade. Culturas de fungos exigem ágar Sabouraud e incubação a 25- 30°C, com análise microscópica adicional. Tipos de semeaduras Sangue Hemoculturas priorizadas por indicar infecções graves; inoculação em garrafas específicas. Incubação para crescimento microbiano, tanto aeróbios quanto anaeróbios, em equipamentos automatizados ou estufas. Resultado preliminar importante para orientar tratamento; semeadura nas placas e lâminas de Gram para análise da morfologia. Nas hemoculturas manuais, repiques em dias preestabelecidos; em frascos com carvão, lâmina deve ser aquecida a 45°C após esfregaço. Tipos de semeaduras Ponta de cateter ▪ Pontas de cateteres são cultivadas junto com amostras de sangue, usando técnica semiquantitativa MAKI. ▪ Cateter é enviado em frasco estéril, roscado, de cerca de 5 cm. ▪ No laboratório, ponta do cateter é rolada sobre ágar sangue; sem exame direto. Tipos de semeaduras Urina Urinocultura para diagnóstico de infecção do trato urinário (ITU) requer método quantitativo. Homogeneização da amostra é essencial no momento da semeadura. Meios como ágar CLEDou cromogênicos usados para cultivo de Escherichia coli e Staphylococcus saprophyticus. Exame direto (coloração de Gram) raramente solicitado; se necessário, amostra homogeneizada é usada sem centrifugação para preparação das lâminas. Tipos de semeaduras Fezes ▪ Coprocultura para diarreias crônicas ou sanguinolentas, usando meios seletivos/diferenciais. ▪ Ágares EMB-Teague, MacConkey e Salmonella- Shigella frequentemente empregados. ▪ Amostras podem ser pré-enriquecidas em caldo GN, selenito ou tetrationato antes da semeadura. Amostras sólidas, do trato respiratório e líquidos corporais Amostras sólidas Amostras sólidas (biópsias, gânglios) fragmentadas com gral/pistilo, em salina ou caldo. Semeadura em ágar chocolate, ágar sangue, caldo tioglicolato/BHI e, opcionalmente, ágar MacConkey. Lâminas feitas por imprint para visualizar a "impressão" da amostra. Fragmentos ósseos podem ser transferidos para meio líquido se inviável fragmentar; incubação e semeadura em ágar sangue e MacConkey após 24-48 horas. Amostras sólidas, do trato respiratório e líquidos corporais Amostras do trato respiratório ▪ Amostras respiratórias: swabs de orofaringe e nasofaringe em ágar sangue para crescimento de patógenos. ▪ Semeadura: deposito e esgotamento; exame direto requer coleta adicional. ▪ Escarro: Meios de Löwenstein-Jensen para micobactéria; ágar sangue/chocolate para pneumonia. Amostras sólidas, do trato respiratório e líquidos corporais Amostras do trato respiratório Amostras, incluindo escarro e lavado broncoalveolar, semeiam por esgotamento ou centrifugação. No escarro, parte purulenta é depositada em lâmina e prepara-se esfregaço. Lavado broncoalveolar centrifugado; pellet semeado em ágar chocolate, ágar sangue e ágar MacConkey; duas lâminas feitas para exame direto. Amostras sólidas, do trato respiratório e líquidos corporais Amostras de líquidos corporais ▪ Amostras de líquidos corporais (sinovial, pleural, líquor) centrifugadas e semeadas por esgotamento. ▪ Alternativamente, semeadura em meio líquido (caldo tioglicolato ou BHI) é comum. Classificação das técnicas de coloração Análise microscópica de amostras ou colônias isoladas. Preparação de esfregaço: suspensão de células em salina. Técnicas de coloração: simples (1 corante), diferencial (mais de 1 corante). Métodos diferenciais importantes: Gram, Ziehl- Neelsen, Albert-Laybourn (menos comum). Tipos de coloração mais empregadas Coloração de Gram ▪ Desenvolvida por Hans Christian Joachim Gram em 1884. ▪ Distingue bactérias Gram-positivas e Gram-negativas. ▪ Utiliza corantes básicos, mordente (iodo-iodetado), agente descolorante (álcool) e segundo corante (safranina/fucsina). ▪ Resultado: Gram-positivas aparecem roxas, e Gram- negativas, vermelhas. Tipos de coloração mais empregadas Coloração de Ziehl-Neelsen ▪ Desenvolvida por Franz Ziehl e Friedrich Carl Adolf Neelsen. ▪ Utilizada para bactérias com parede celular hidrofóbica, resistente à coloração de Gram. ▪ Gêneros como Micobacterium e Nocardia são "Bacilos- álcool-ácido-resistentes" (BAAR). ▪ Procedimento: Fixação no calor, fucsina de Ziehl aquecida, lavagem, descoloração com álcool-ácido, coloração com azul de metileno. Friedrich Carl Adolf Neelsen. Tipos de coloração mais empregadas Coloração de Ziehl-Neelsen Os BAAR são visualizados como bastonetes finos e vermelhos sobre um fundo corado em azul: Tipos de coloração mais empregadas Coloração de Ziehl-Neelsen Essa técnica ainda pode ser realizada em outras amostras: Urina Líquidos pleurais Lavado broncoalveolar Aspirado traqueal Biópsias Líquor Tipos de coloração menos empregadas Coloração de Albert-aybourn ▪ Corpúsculos citoplasmáticos corados indicam bacilos metacromáticos. ▪ Corynebacterium diphtheriae: diagnóstico da difteria. ▪ Difteria: doença bacteriana, transmissão respiratória ou contato. ▪ Coloração Albert-Layborn: lugol forte revela grânulos em bacilos diftéricos. Tipos de coloração menos empregadas Coloração de Fontana-Tribondeau ▪ Coloração Fontana-Tribondeau: método de impregnação prateada para visualizar bactérias espiraladas. ▪ Bactérias como Leptospira e treponemas são inadequadamente coradas por Gram. ▪ Processo envolve fixação, mordente, nitrato de prata, resultando em espiroquetas marrons sobre fundo claro. ▪ Microscopia de campo escuro é preferida na atualidade para essas bactérias finas e espiraladas. Tipos de coloração menos empregadas Coloração para os flagelos ▪ Flagelos bacterianos, estruturas de locomoção, compostos por flagelinas. ▪ Coloração envolve cultivar bactéria, preparar lâmina com água destilada e aplicar mistura de corantes (fucsina e ácido tânico). ▪ Ácido tânico aumenta diâmetro dos flagelos, tornando-os visíveis ao microscópio. ▪ Processo delicado para evitar despolimerização dos flagelos. Tipos de coloração menos empregadas Coloração para os esporos ▪ Esporos bacterianos: parede espessa, resistentes a condições adversas. ▪ Coloração envolve uso de verde de malaquita e aquecimento para corar esporos em verde intenso. ▪ Esporos não são descorados por álcool; contracorante safranina facilita diferenciação. ▪ Protocolo inclui fixação, aquecimento com verde malaquita e aplicação de safranina para visualização. Tipos de coloração menos empregadas Coloração para cápsula Cápsula bacteriana: estrutura antifagocitária, composta por açúcares ou polipeptídeos. Dificuldade de visualização devido à remoção na coloração e contração celular pelo calor. Tinta-da-china: coloração negativa, onde cápsula rejeita corante, destacando microrganismos descorados envoltos por um halo. Protocolo inclui cultivo em caldo rico, aplicação da tinta-da-china e observação microscópica. 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