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1 Bacteriologia Clínica Estrutura, fisiologia e crescimento bacteriano Prof.ª Ma. Giovanna Vaz Crippa Conteúdo Programático Estrutura, fisiologia e crescimento bacteriano. Cocos patogênicos Gram positivos de interesse clínico. Cocos patogênicos Gram negativos de interesse clínico. Características gerais e patogênicas de bactérias fastidiosas. Contextualização Nessa aula vamos aprender os conceitos sobre bacteriologia clínica: Características bacterianas Crescimento e metabolismo bacteriano Microbiota normal Vamos estudar? Shutterstock: 696758020 Bactérias Bactérias • Reino Monera • Células procariontes → material genético não envolto por membrana nuclear • Unicelulares • Apresentam várias formas • Podem apresentar arranjos: pares, cadeias, cachos • Parede celular formada por peptideoglicano • Reprodução por fissão binária Morfologia Bacteriana Variam de 0,2 a 2,0 µm de diâmetro e 2 a 8 µm de comprimento. Formas básicas: Coco, bacilo e espirilo. Arranjos: • Pares: diplo- • Cadeia: estrepto- • Cachos: estafilo- • Tétrades (4 cocos unidos) • Sarcinas (8 cocos em formato de cubo) BLACK, Jacquelyn G.; BLACK, Laura J. Microbiologia - Fundamentos e Perspectivas. Rio de Janeiro: Grupo GEN, 2021. 1 2 3 4 5 6 2 Citologia Bacteriana BLACK, Jacquelyn G.; BLACK, Laura J. Microbiologia - Fundamentos e Perspectivas. Rio de Janeiro: Grupo GEN, 2021. Citologia Bacteriana Membrana plasmática: constituída de proteínas e fosfolipídeos, possui uma membrana seletiva. Isola a célula do meio exterior. Parede celular: estrutura rígida, confere a forma da bactéria e também, proteção e resistência às estruturas internas. Formada principalmente por peptídeoglicanos. Cápsula: composta principalmente por polissacarídeos. Envoltório protetor que atua na defesa da bactéria, conferindo maior resistência. TORTORA, Gerard J.; FUNKE, Berdell R.; CASE, Christine L. Microbiologia. Porto Alegre: Grupo A, 2017. Citologia Bacteriana Flagelos: apêndices muito finos, responsáveis pelo movimento e locomoção, estão presentes em algumas bactérias. Podem ser únicos ou múltiplos. Pili ou fimbrias: apêndices mais finos que os flagelos e apresentam estrutura rígida. Responsáveis pela aderência e transporte de material genético. TORTORA, Gerard J.; FUNKE, Berdell R.; CASE, Christine L. Microbiologia. Porto Alegre: Grupo A, 2017. Citologia Bacteriana Distinção das bactérias pelo envoltório celular Bactérias gram-positivas Bactérias gram-negativas BLACK, Jacquelyn G.; BLACK, Laura J. Microbiologia - Fundamentos e Perspectivas. Rio de Janeiro: Grupo GEN, 2021. Mecanismos de ação dos antibióticos TORTORA, G.J. et al. Microbiologia. 12.ed. São Paulo: Artmed, 2017. BACTERICIDAS BACTERIOSTÁTICOS Resistência bacteriana aos antibióticos • Uso de antibióticos de forma indiscriminada e irracional; • Seleção de uma população de bactérias → apresentam mutação → confere resistência. Resistência Intrínseca NATURAL Resistência Adquirida Ex: Vancomicina só consegue atuar nas bactérias gram-positivas. Mutação cromossomial Enzimas Bombas de resistência a múltiplos fármacos BLACK, Jacquelyn G.; BLACK, Laura J. Microbiologia - Fundamentos e Perspectivas. Rio de Janeiro: Grupo GEN, 2021. 7 8 9 10 11 12 3 Crescimento e metabolismo bacteriano Crescimento Bacteriano Aumento do nº de células acumulam-se em colônias Fatores necessários para o crescimento Fatores Físicos Temperatura pH Pressão Osmótica Fatores Químicos Carbono, nitrogênio, enxofre e fósforo Oligoelementos Oxigênio Fatores orgânicos de crescimento BLACK, Jacquelyn G.; BLACK, Laura J. Microbiologia - Fundamentos e Perspectivas. Rio de Janeiro: Grupo GEN, 2021. Crescimento Bacteriano TORTORA, G.J. et al. Microbiologia. 12.ed. São Paulo: Artmed, 2017. Fator Físico TEMPERATURA Fator Químico OXIGÊNIO 1. Aeróbios obrigatórios; 2. Aeróbios facultativos; 3. Anaeróbios obrigatórios; 4. Aerotolerante; 5. Microaerófilos. Metabolismo Bacteriano Crescimento Bacteriano Reprodução assexuada fissão binária Célula nova: cromossomo completo + nutrientes suficientes para iniciar o ciclo. Tempo de geração: tempo necessário para uma célula se dividir. E. coli : 20 minutos 1 milhão (7horas)/ 1 bilhão (10 horas) BLACK, Jacquelyn G.; BLACK, Laura J. Microbiologia - Fundamentos e Perspectivas. Rio de Janeiro: Grupo GEN, 2021. Crescimento Bacteriano TORTORA, G.J. et al. Microbiologia. 12.ed. São Paulo: Artmed, 2017. o Fase lag o Fase log o Fase estacionária o Fase de morte Curva de Crescimento 13 14 15 16 17 18 4 Transferência de informações genéticas SNUSTAD, D P.; SIMMONS, Michael J. Fundamentos de Genética, 7ª edição. Rio de Janeiro: Grupo GEN, 2017. Controle do crescimento bacteriano Agentes físicos Calor Esterilização → Remoção ou destruição de todos os microrganismos vivos Calor seco Eficaz em metais, vidrarias, pós, óleos e ceras. 160 a 180°C Calor úmido Autoclave Calor aplicado na presença de umidade Utilizado em materiais que não suportam altas temperaturas Frio Não mata a grande maioria dos microrganismos, apenas diminuem suas atividades metabólicas. Radiação Raios UV → penetram nas células, causando danos no DNA. Radiação Ionizante. Ondas ultrassônicas Limpeza e esterilização de equipamentos delicados. VERMELHO, Alane B. Práticas de Microbiologia. Rio de Janeiro: Grupo GEN, 2019. Controle do crescimento bacteriano Agentes químicos Álcool 70%, detergente Rompimento da membrana celular lipídica Cloro, iodo, glutaraldeído Modificação das proteínas Cristal de violeta Modificação do DNA Alguns agentes químicos atuam em mais de um mecanismo. Alguns agentes químicos atuam em mais de um mecanismo. Meios de cultura e técnicas para semeadura Meios de Cultura Fornece nutrientes para o crescimento bacteriano Preparações líquidas, semissólidas e solidificadas; Específicos ou não; Formam cultura bacteriana a partir de um inóculo. Cultivo in vitro Classificação dos meios de cultura Quanto à consistência: Líquidos ou caldos, semissólidos e sólidos. VERMELHO, Alane B. Práticas de Microbiologia. Rio de Janeiro: Grupo GEN, 2019. Classificação dos meios de cultura Quanto à função: Rico Rico em nutrientes Caldo Brain Heart Infusion (BHI), Caldo Tetraionato Seletivo Selecionar espécies que se deseja isolar Ágar MacConkey Diferencial Permite a distinção de vários gêneros e espécies Ágar MacConkey Indicador/ Diferencial indicador Possibilita a análise das propriedades bioquímicas e funções fisiológicas Ágar Triple Sugar Iron (TSI) e ágar Citrato de Simmons Transporte Previne a desidratação de secreções e evita a oxidação e autodestruição enzimática Meio de Stuart, Meio de Cary-Blair e Caldo Tioglicolato 19 20 21 22 23 24 5 Técnicas de Semeadura Método utilizado para transferir inóculos bacterianos de um meio de cultura ou material a ser analisado (urina, sangue, alimentos) para um outro meio de cultura. Técnicas antissépticas: Desinfecção da área de trabalho Assepsia das mãos Trabalhar dentro da área de segurança (10 cm ao redor do bico de Bunsen) Esterilizar todo o material Flambar a boca dos frascos e tubos Técnicas de Semeadura Meios sólidos Para isolamento e obtenção de culturas puras de amostras que contenham mais de uma microbiota e estudo da morfologia colonial. Esgotamento em estrias múltiplas (3 estrias) Esgotamento em estrias simples TORTORA, Gerard J.; FUNKE, Berdell R.; CASE, Christine L. Microbiologia. Porto Alegre: Grupo A, 2017. Técnicas de Semeadura MADIGAN, Michael T.; MARTINKO, John M.; BENDER, Kelly S.; et al. Microbiologia de Brock. Porto Alegre: Grupo A, 2016. Técnicas de Semeadura Repique genérico para crescimento bacteriano em meio líquido. Meio sólido em tubo Obtenção de intensa massa de microrganismos e testes bioquímicos. Disponível em: https://www.ufjf.br/microbiologia/files/2013/05/ROTEIRO-PARA-AULAS-PR%C3%81TICAS- bacteriologia-2018-vers%C3%A3o-02-2018.pdfMeio líquido Visualização e tipos de coloração MÉTODOS DE COLORAÇÃO • Microscopia óptica A fresco: suspensão bacteriana → bactérias espiraladas Esfregaço fixado e corado: diferenciação de células por afinidades aos corantes e morfologia • Coloração simples • Coloração diferencial ou seletiva Método de Gram, de Ziehl-Neelsen, de Albert Laybourn. BLACK, Jacquelyn G.; BLACK, Laura J. Microbiologia - Fundamentos e Perspectivas. Rio de Janeiro: Grupo GEN, 2021. Coloração de Gram Bactérias gram-positivas Bactérias gram-negativas MADIGAN, Michael T.; MARTINKO, John M.; BENDER, Kelly S.; et al. Microbiologia de Brock. Porto Alegre: Grupo A, 2016. 25 26 27 28 29 30 6 Técnica de coloração de Gram BLACK, Jacquelyn G.; BLACK, Laura J. Microbiologia - Fundamentos e Perspectivas. Rio de Janeiro: Grupo GEN, 2021. Microbiota normal Microbiota Normal Microrganismos que habitam a pele e a mucosa de pessoas sadias. • Inibem e dificultam a colonização de outros microrganismos; • Produzem vitamina K e B; • Contribuem para o desenvolvimento do sistema imunológico. Manutenção da saúde BLACK, Jacquelyn G.; BLACK, Laura J. Microbiologia - Fundamentos e Perspectivas. Rio de Janeiro: Grupo GEN, 2021. Microbiota Normal Microbiota residente: considerada fixa em uma determinada área, não produzem doenças em condições normais. Microbiota transitória: originária do meio externo e que pode permanecer no indivíduo por algumas horas, semanas ou meses. Normalmente, a microbiota residente se mantém intacta, entretanto, se alterada, os microrganismos transitórios podem colonizar o local e causar doenças. TORTORA, Gerard J.; FUNKE, Berdell R.; CASE, Christine L. Microbiologia. Porto Alegre: Grupo A, 2017. Constituintes da microbiota normal Pele: • Principalmente bactérias e fungos • Variam de acordo com o pH, umidade, temperatura, salinidade, presença de resíduos químicos e presença de outros organismos. Regiões mais secas: Staphylococcus epidermidis e Propinibacterium acnes Regiões mais úmidas: Staphylococcus aureus e Corynebacterium sp. Constituintes da microbiota normal Staphylococcus epidermidis Propinibacterium acnes Staphylococcus aureus Corynebacterium sp. Lactobacillus Streptococcus Actinomyces Bacteroides Fusobacterium Porphyromonas Neisseria Veillonella Variam de acordo com o pH, umidade, temperatura, salinidade, presença de resíduos químicos e presença de outros organismos. 31 32 33 34 35 36 7 Constituintes da microbiota normal Trato respiratório superior: grande e variada população de microrganismos. Inofensivos: Difteroides, lactobacilos e micrococos. Oportunistas: Streptococcus, Staphylococcus, Neisseria e Corynebacterium. Trato respiratório inferior: livre de microrganismos. Constituintes da microbiota normal Trato geniturinário: Uretra distal: Neisseria, estafilococos, estreptococos, enterococos, difteroides, micobactérias, micoplasmas, bastonetes entéricos gram-negativos, algumas bactérias anaeróbias, leveduras e vírus. Vagina: • Puberdade e pós-menopausa: predominam difteroides, estreptococos, estafilococos e coliformes. • Período fértil: lactobacilos, estreptococos alfa- hemolíticos, estafilococos, difteroides e leveduras. Constituintes da microbiota normal Staphylococcus Lactobacillus Streptobacillus Veillonella Clostridium perfringens Anaeróbios obrigatórios: Bacteroides Fusobacterium Bifidobacterium Eubacterium Clostridium Peptostreptococcus Veillonella Anaeróbios facultativos: Enterobacteriaceae, E. coli Klebsiella, Enterobacter Proteus, Enterococcus Pseudomonas, Streptococcus, Lactobacillus, Mycoplasma Muitos microrganismos são removidos pela defecação, grande parte da massa fecal é constituída por bactérias. Recapitulando... • Bactérias: seres unicelulares, procariontes. • Apresentam várias formas e arranjos. • Parede celular formada por peptideoglicano – bactérias gram-positivas e gram-negativas. • Microbiota normal: habitam a pele e a mucosa. • Crescimento bacteriano: Fatores químicos e físicos Resistência bacteriana Meios de cultura e semeadura Shutterstock: 1858976302 37 38 39 40
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