Aula 8 - Controle do Crescimento Microbiano Nadia

Prévia do material em texto

Microbiologia Geral
Nádia Nara Batista
✓Histórico
✓Conceitos
✓Taxa de morte microbiana
✓Ações dos agentes de controle 
microbiano
✓Métodos físicos de controle
✓Métodos químicos de controle
2
Histórico 
• Metade do século XIX: médico húngaro
Ignaz Semmelweis e o médico inglês
Joseph Lister
• Primeiras práticas de controle
microbiano para procedimentos
medicos
3
• Louis Pasteur: microrganismos seriam 
uma possível causa de doenças
Histórico
• Essas práticas incluíam a lavagem 
das mãos com o microbicida 
hipoclorito de cálcio [Ca(OCl)2]
• Uso de técnicas de cirurgia 
asséptica para prevenir a 
contaminação microbiana das 
feridas cirúrgicas
4
Histórico
• Infecções adquiridas em hospitais, eram a 
causa da morte em pelo menos 10% dos 
casos cirúrgicos e as das mães em trabalho
de parto eram 25%
5
• Durante a Guerra Civil Americana, entre 
uma incisão e outra, o cirurgião podia 
limpar o bisturi na sola da bota
• Cientistas continuaram a desenvolver uma
série de métodos físicos e agentes
químicos
Importância do controle microbiano
No controle de 
fitopatógenos através 
de biofertilizantes e 
métodos físicos
Controle de infecções 
hospitalares e
doenças
No controle de 
microrganismos 
patógenos, 
deteriorantes, 
contaminantes de 
processamentos.
Inibindo crescimento 
de microrganismos 
contaminantes em 
águas, solo, patógenos 
do lodo ativado
6
O controle microbiano pode assegurar qualidade...
Laboratórios de pesquisas e análises Processos fermentativos industriais
7
8
Desinfecção
EsterilizaçãoDegerminação
AntissepsiaSanitização
Esterilização
9
É a remoção ou destruição de todos os 
microrganismos vivos. O aquecimento é o 
método mais comum usado para destruir 
microrganismos, incluindo as formas mais 
resistentes, como os endósporos.
Um agente capaz de 
esterilizar é chamado 
de esterilizante. 
• Substâncias químicas, radiação ultravioleta, água 
fervente ou vapor
• Na prática - uso de uma substância química 
(desinfetante) para tratar uma superfície inerte ou 
substância
10
Destruição de microrganismos nocivos - patógenos 
na forma vegetativa (não formadores de 
endósporos)
Antissepsia
• Antissépticos: substâncias 
químicas utilizadas
- Uma mesma substancia química pode ser 
denominada desinfetante para certo uso e 
antisséptico para outro.
• Sepse: indica contaminação bacteriana
• Asséptico: significa que um objeto ou área 
está livre de patógenos 
• Assepsia: é a ausência de contaminação 
significativa
Destruição de microrganismos nocivos 
direcionado aos tecidos vivos
Degerminação
•Remoção mecânica, em vez da
destruição, da maioria dos
microrganismos em uma área
limitada
12
Quando alguém precisa 
receber uma injeção, a pele é 
limpa com álcool
Sanitização
• Os copos, as louças e utensílios que 
estão sujeitos à sanitização
13
Reduzir as contagens microbianas 
a níveis seguros de saúde pública 
e minimizar as chances de 
transmissão de doença
14
Nível de controle do crescimento microbiano
Inibição do crescimento
“Stático”
Bacteriostático
Fungistático
Eliminação total -Morte
“Cida”
Bacteriocida
Fungicida
Definição Comentários
Esterilização Destruição ou remoção de todas as formas de 
vida microbiana, incluindo os endósporos.
Normalmente realizada com vapor sob 
pressão ou um gás esterilizante, como 
óxido de etileno.
Desinfecção Destruição de patógenos na forma vegetativa 
em objetos inanimados
Pode fazer uso de métodos físicos ou 
químicos.
Antissepsia Destruição de patógenos na forma vegetativa 
em tecidos vivos.
O tratamento é quase sempre por 
antimicrobianos químicos.
Degerminação Remoção de microrganismos de uma área 
limitada, como a
pele ao redor do local da aplicação de uma 
injeção.
Basicamente uma remoção mecânica 
feita com algodão
embebido em álcool.
Sanitização Tratamento destinado a reduzir as contagens 
microbianas nos
utensílios alimentares a níveis seguros de 
saúde pública.
Pode ser feita por meio de lavagem em 
altas temperaturas
ou imersão em um desinfetante químico.
15
16
• Quando populações bacterianas são aquecidas ou 
tratadas com substâncias químicas antimicrobianas
• Elas normalmente morrem em uma taxa constante
17
• Utilização de números logarítmicos 
• Para representar graficamente populações 
microbianas de forma eficiente
18
19
20
Número de Microrganismos
Influências Ambientais 
(temperatura, natureza do 
material, pH, presença de 
matéria orgânica)
Tempo e concentração de 
exposição do antimicrobiano
Características 
Microbianas
Fatores que 
influenciam a 
efetividade dos 
tratamentos 
antimicrobianos 
21
Permeabilidade da 
membrana
Danos aos ácidos 
nucléicos
Danos às proteínas
Parede celular Ribossomos
22
Físicos Químicos
C
o
m
b
in
aç
ão
23
Métodos Físicos
Calor 
Frio
Pressão Osmótica
Atmosfera reduzida de O2
Filtração
Radiação
Métodos Químicos
Fenol e compostos fenólicos
Álcoois
Agentes de superfície
Halogênios
Metais Pesados
Antibióticos
24
• Efeito do calor é dependente do binômio 
tempo e temperatura
• Tempo necessário:
• Inversamente proporcional a temperatura 
empregada;
• Diretamente proporcional ao tamanho da 
carga microbiana no material;
• Dependente do tipo e formas de vida dos 
microrganismos presentes.
25
Mecanismos de ação: desnaturação de suas 
enzimas, o que resulta em mudanças na forma 
tridimensional dessas proteínas, inativando-as 
26
• Menor TEMPERATURA em que todos 
microrganismos em suspensão serão 
mortos em 10 min
Ponto de Morte 
Térmica (PMT)
• Menor TEMPO em que todos 
microrganismos em suspensão serão 
mortos em temperatura fixada
Tempo de Morte 
Térmica (TMT)
• É o tempo em minutos para redução 
de 90 % de uma população microbiana 
em temperatura fixada (VALOR D)
Tempo de Redução 
Decimal (TRD) 
27
(a) O tempo de redução decimal (D) corresponde ao período de tempo em que 
apenas 10% da população original de um dado organismo permanece viável, a 
uma determinada temperatura. 
(b) A 70°C, valor D = 3 min; a 60°C, valor D = 12 min; a 50°C, valor D = 42 min.
Mecanismo de ação: coagulação das 
proteínas (desnaturação), que é 
causada pela quebra das ligações de 
hidrogênio que mantêm as proteínas 
em sua estrutura tridimensional
28
• Mata fungos, bactérias na forma 
vegetativa (patógenos) e a maioria 
dos vírus em cerca de 10 minutos.
• Método doméstico.
• Não é efetivo para endósporos
• Alguns resistem > 20 horas
29
• Uso: meios de cultura, instrumentos,
vestimentas, equipamento intravenoso,
aplicadores, soluções, seringas, diversos outros
itens que podem suportar altas temperaturas e
pressões
• Método muito efetivo na esterilização
• Tempo variável a 1 atm ou 15 psi/121°C
• Elimina todas as células fúngicas e bacterianas
vegetativas, e endósporos bacterianos
30
Calor: Autoclave 
31
32
Fluxo de vapor através de uma 
autoclave
Autoclave moderna de pesquisa
33
Exemplos de indicadores de esterilização
• Louis Pasteur
• Método prático de prevenir deterioração de
cerveja e vinho
• Mecanismos de ação: Desnaturação proteica
• Aquecimento do alimento a uma determinada
temperatura, por determinado tempo, e depois
resfriado
Trocador de calor
•Uso: Leite, cremes de leite, 
manteiga, sucos, cerveja
•O objetivo ao pasteurizar o 
leite é eliminar 
microrganismos 
patogênicos
Reduz a carga microbiana (o 
número de microrganismos 
em uma amostra)
Aumento a vida útil
B
in
ô
m
io
 t
em
p
o
/ 
te
m
p
er
at
u
ra
135 °C / 1 minuto
71 °C / 15 
segundos
65 °C / 30 minutos
36
Mecanismos de ação: 
Oxidação de proteínas 
e compostos 
orgânicos
37
• Uso: Alças de inoculação, curativos 
contaminados, carcaças de animais, 
lixo contaminado etc.
• Método eficaz de esterilização.
38
• Estufas
• Uso: Vidraria, metais, material cirúrgico, 
odontológico
• 160°C por pelo menos 2 horas
• Requer maior tempo e temperatura do que 
o calor úmido
• Calor na agua é conduzido mais 
rapidamente do que o calorno ar
• Vapor d’água tem maior poder de 
penetração, sendo mais condutor
• Mecanismos de ação: Redução das 
reações químicas e possíveis alterações 
nas proteínas
• Tem efeito “stático”
• Uso: Meios de cultura, culturas 
microbianas e alimentos.
• Microrganismos psicotróficos podem 
crescer
• 0 – 7°C 40
• Uso de altas concentrações de sais e 
açúcares
• Mecanismo de ação: Plasmólise
• Cria-se ambiente hipertônico que 
ocasiona a saída da agua da célula 
microbiana
• Uso: Conservação dos alimentos
• Fungos são mais tolerantes que 
bactérias à baixa umidade ou alta 
pressão osmótica 41
• Mecanismos de ação: separação dos 
microrganismos de um líquido ou gás por 
retenção nos filtros.
• Filtro de profundidade: lâminas de camada 
fibrosa para filtrar líquidos ou ar.
• Uso: Separa partículas maiores. 
• Ex.: Filtros de partículas de ar de alta eficiência 
(HEPA) – removem microrganismos > 0,3 μm
• Salas cirúrgicas e fluxo laminar. 
42
Filtros de membrana: poros reduzidos de 
tamanho conhecido - 0,22 μm e 0,45 μm 
• Material: acetato de celulose, 
nitrocelulose, policarbonato, nylon ou 
outro material sintético
• Uso: esterilizar líquidos termolábeis 
como enzimas, vacinas, antibióticos, 
toxinas, vitaminas
• Utilizado com seringas, bomba a vácuo 
ou compressor
Esterilização com filtro de unidade 
plástica descartável, pré-esterilizada
• A amostra é colocada na câmara superior e 
forçada através do filtro de membrana pelo 
vácuo, para a câmara inferior
• Os poros do filtro de membrana são 
menores que as bactérias, e, assim, elas são 
retidas no filtro
• A amostra esterilizada pode ser decantada 
na câmara inferior
• Mecanismo de ação: alteração das estruturas 
moleculares das proteínas e dos 
carboidratos, resultando na rápida inativação 
das células bacterianas vegetativas
• Endósporos são relativamente resistentes. 
• Uso: Sucos de frutas (Japão e EUA)
• Vantagem: mantem o sabor, a coloração e os 
valores nutricionais dos produtos
Efeito da radiação 
depende:
• Comprimento de onda;
• Intensidade;
• Distância da fonte;
• Tempo de exposição.
IONIZANTE NÃO IONIZANTE
Existem dois tipos que matam microrganismos
• Mecanismos de ação: destruição do DNA.
• Uso: Esterilizar produtos farmacêuticos, 
suprimentos médicos e dentários, e alimentos
• Raios Gama e raios X
• Ionizam moléculas de água formando radicais 
hidroxila que são altamente reativos com 
componentes orgânicos celulares –
principalmente o DNA
• Não disseminado na esterilização de rotina
• Mecanismos de ação: Lesão do DNA (Dímeros de 
timina);
• Melhor ex: luz UV - 260 nm é mais efetivo
• Uso: Controle de ambiente fechado e superfícies
• Desvantagem: radiação pouco penetrante 
(contato direto) e ser prejudicial ao olho humano
• Pigmentos produzidos por alguns microrganismos 
conferem proteção contra raios UV
• Endósporos são mais resistentes à raios UV
Inibe a replicação correta DNA 
durante a reprodução da célula
49
Agentes químicos são 
usados para controlar o 
crescimento de 
microrganismos em objetos 
e tecidos vivos (lesões e 
infecções) 
Dificilmente 
esterilizam 
materiais (depende 
da concentração) 
Ação dos agentes 
químicos é 
diferente para cada 
microrganismo
Existem centenas de 
produtos diferentes
São utilizados no 
lar, escolas, 
indústrias, hospitais
Deve-se ler com atenção 
o rótulo dos produtos e 
seguir as 
recomendações do 
fabricante;
Alguns são tóxicos e 
devem ser 
manipulados por 
pessoas treinadas
51
1- Atividade 
antimicrobiana
2- Solubilidade 3- Estabilidade
4- Ausência de 
toxidade a 
humanos e 
animais
5-
Homogeneidade
6- Inativação 
mínima por 
material 
estranho
7- Atividade em 
temperatura 
ambiente ou 
corporal
8- Poder de 
penetração
9- Ausência de 
poderes 
corrosivos e 
corantes
10- Inodoro ou 
odor agradável
11- Capacidade 
detergente
12-
Disponibilidade 
e baixo custo
52
Inibidores de alguns processos 
bioquímicos, como a síntese 
proteica, e ligam-se relativamente 
fracamente; Se o agente for 
removido, as células podem 
voltar a crescer.
Ligam-se fortemente aos seus 
alvos celulares e matam a 
célula. No entanto, as células 
mortas não são lisadas.
Matam as células, lisando-as e 
liberando seus conteúdos 
citoplasmáticos. A lise diminui 
tanto o número de células viáveis 
quanto o número total de células
53
Concentração inibitória 
mínima (MIC)
É determinada pela menor 
quantidade do agente 
necessário para inibir o 
crescimento de um 
organismo teste.
54
Método de discodifusão
• Quantidades conhecidas de um agente
antimicrobiano são adicionadas aos discos de
papel de filtro e dispostos na superfície de
uma placa uniformemente inoculada
• Zona de inibição é criada com um diâmetro
proporcional à quantidade de agente
antimicrobiano adicionado ao disco, a
solubilidade do agente, o coeficiente de
difusão e a eficácia global do agente
• Usado rotineiramente para testar patógenos
quanto à suscetibilidade a antibióticos
55
Figura 7.6 Avaliação de desinfetantes pelo método de disco-difusão.
Cloro foi efetivo em ambas as bactérias-teste, mas foi mais efetivo contra as bactérias 
gram-positivas. O composto de amônio quaternário (“quat”) também foi mais efetivo 
contra as bactérias gram-positivas. O hexaclorofeno foi efetivo somente contra as 
bactérias gram-positivas. No lado direito, o O-fenilfenol foi quase igualmente eficaz
• 1° a ser utilizado para controlar infecções
• Hoje é raramente utilizado
• Irritação e odor desagradável
56
Mecanismos de ação: Ruptura da membrana 
plasmática e desnaturação das enzimas
Fenol
Compostos Fenólicos
• Micobacterium tuberculosis
• Superfícies, instrumentos, superfícies 
cutâneas e mucosas
• Permanecem ativos em presença de 
compostos orgânicos
Bifenóis
•Hexaclorofeno: Sabonetes e loções hidratantes 
antimicrobianos, possível toxicidade eliminou 
uso.
•Triclosano: sabonetes antimicrobianos e creme 
dental. Mais eficaz contra Gram-positivos
57
O-fenilfenol
Hexaclorofeno Triclosano
58
Mecanismos de ação: Desnaturação de proteínas, 
rompimento da membrana e dissolução de lipídeos
Etanol 
• Evapora rapidamente sem deixar resíduo – diluição pode 
ser recomendada (etanol 70%);
• Bactericida e fungicida mas não mata os endósporos;
• Viricida para os vírus envelopados;
• Degerminação de pele para injeção;
• Não é antissépticos satisfatórios para feridas abertas: 
coagulação de uma camada de proteína
59
Isopropanol
➢ Antisséptico e desinfetante
➢ Menos volátil
➢ Mais barato
➢ Mais facilmente obtido
60
Iodo
Mecanismos de ação: Inibe a função das 
proteínas e é um forte agente oxidante 
• Antisséptico antigo e eficaz; 
• Eficiente contra todos os tipos de 
bactérias, muitos endósporos, vários 
fungos e alguns vírus.
61
Cloro
Mecanismos de ação: Inibe a função das 
proteínas e é um forte agente oxidante 
•Desinfeta água e equipamentos.
•Tratamento de esgoto e piscina.
•Hipoclorito de cálcio: desinfetante usado em 
equipamentos de laticínios.
•Hipoclorito de sódio: desinfetante doméstico.
•Dióxido de cloro: gás usado na desinfecção de 
endósporos Bacillus anthracis.
62
Mecanismos de ação: Desnaturação de enzimas e 
outras proteínas essenciais
• Prata, mercúrio, cobre e zinco
• Nitrato de prata: era utilizada para evitar oftalmia 
gonorréica neonatal. 
• Sulfadiazina de prata: cremes para uso em queimaduras. 
Bandagens impregnadas com Ag são utilizadas em feridas.
• Sulfato de cobre: desinfetante, algicida (aquários, tanques)
• Óxido de zinco: desinfetante encontrado nas tintas: 
antifúngico
Atividade oligodinâmica dos metais 
pesados
63
Sulfadiazina de 
prata
Queimaduras
Sulfato de cobre 
Piscinas 
Nitrato de prata
Colírio
Cloreto de Zinco
Enxaguante bucal
64
Mecanismos de ação: interagem com 
os lipídeos da membrana rompendo-a 
• Compostos por porção hidrofóbica e hidrofílica 
que pode ser um cátion ou ânion ou grupo não 
iônico
• Tenso-ativos ou surfactantes: reduzem tensãosuperficial, rompe filme oleosos
• Removem secreções oleosas, células mortas, 
pó, suor seco e microrganismos
• Possuem pouco valor antisséptico, no entanto, 
existem sabões acrescidos de antimicrobianos
Sabões e Detergentes 
65
Mecanismos de ação: interagem com 
os lipídeos da membrana rompendo-a 
Capacidade de limpeza: porção carregada 
negativamente (ânion) da molécula, que reage 
com a membrana plasmática causando ruptura
• Sanitização em indústrias alimentícias;
• Atóxico, não corrosivos e de ação rápida
Detergentes aniônicos
66
Mecanismos de ação: interagem com 
os lipídeos da membrana rompendo-a 
• Capacidade de limpeza: porção carregada 
positivamente (cátion) da molécula
• Antisséptico: pele e cavidade bucal;
• Desinfetante de instrumentos e utensílios de 
borracha;
• Bactericidas, fungicidas, amebicidas e 
viricidas vírus envelopados;
• Não matam micobactérias e endósporos
Detergentes catiônicos
Composto quaternário de amônio
Controle de 
crescimento 
microbiano in 
vivo;
Agente não 
pode ser 
tóxico ao 
hospedeiro;
Geralmente 
utilizado para 
controle de 
doenças;
Pode 
apresentar 
diferentes 
alvos.
67
68
69
Próxima aula: Metabolismo 
microbiano!!
	Slide 1: Aula 8 Controle do Crescimento Microbiano
	Slide 2: Conteúdo da aula
	Slide 3: Histórico 
	Slide 4: Histórico
	Slide 5
	Slide 6: Importância do controle microbiano
	Slide 7: O controle microbiano pode assegurar qualidade...
	Slide 8: Vamos entender esses conceitos?
	Slide 9: Esterilização
	Slide 10: Desinfecção
	Slide 11: Antissepsia
	Slide 12: Degerminação
	Slide 13: Sanitização
	Slide 14: Nível de controle do crescimento microbiano
	Slide 15
	Slide 16: Taxa de morte microbiana
	Slide 17: Taxa de morte microbiana
	Slide 18
	Slide 19: Taxa de morte microbiana exponencial
	Slide 20
	Slide 21: Ação dos agentes de controle microbiano
	Slide 22: Métodos de controle microbiano
	Slide 23: Métodos de Controle Microbiano
	Slide 24: Métodos físicos de controle microbiano
	Slide 25: Métodos físicos Calor
	Slide 26: Métodos físicos Calor
	Slide 27: O efeito da temperatura na morte de microrganismos por calor
	Slide 28: Calor úmido
	Slide 29: Calor Úmido: Fervura
	Slide 30: Calor Úmido: Autoclave 
	Slide 31: Calor: Autoclave 
	Slide 32: Calor Úmido: Autoclave 
	Slide 33: Calor Úmido: Autoclave 
	Slide 34: Calor Pasteurização
	Slide 35: Calor Pasteurização
	Slide 36: Calor Pasteurização
	Slide 37: Calor seco
	Slide 38: Calor Seco: Incineração e chama direta 
	Slide 39: Calor Seco: Esterilização com ar quente
	Slide 40: Métodos físicos Baixas temperaturas
	Slide 41: Métodos físicos Pressão Osmótica
	Slide 42: Métodos físicos Filtração 
	Slide 43
	Slide 44
	Slide 45: Métodos físicos Alta Pressão
	Slide 46: Métodos físicos Radiação
	Slide 47: Métodos físicos Radiação: Ionizante
	Slide 48: Métodos físicos Radiação: Não Ionizante
	Slide 49: Métodos químicos de controle microbiano
	Slide 50: Métodos químicos
	Slide 51: Características de um agente químico ideal
	Slide 52: Efeito dos agentes antimicrobianos no crescimento
	Slide 53: Medida da atividade antimicrobiana
	Slide 54: Medida da atividade antimicrobiana
	Slide 55
	Slide 56: Agentes químicos Fenol e Compostos fenólicos
	Slide 57: Agentes químicos Fenol e Compostos fenólicos
	Slide 58: Agentes químicos Álcoois
	Slide 59: Agentes químicos Álcoois
	Slide 60: Agentes químicos Halogênios
	Slide 61: Agentes químicos Halogênios
	Slide 62: Agentes químicos Metais pesados
	Slide 63
	Slide 64: Agentes químicos Agentes de superfície
	Slide 65: Agentes químicos Agentes de superfície
	Slide 66: Agentes químicos Agentes de superfície
	Slide 67: Agentes químicos Antibióticos
	Slide 68: Mecanismos de ação dos Antibióticos
	Slide 69