Controle do Crescimento Microbiano

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CONTROLE DO CRESCIMENTO
MICROBIANO
Professora: Isabela Borges-isabela.c@estacio.br
Mestre em Ciências- UFRJ
Doutora em Ciências Farmacêuticas- UFRJ
Universidade Estácio de Sá- Campus Teresópolis
Disciplina: MICROBIOLOGIA e IMUNOLOGIA (ARA0023)
• "Como controlamos o crescimento microbiano em nosso dia-a-dia?"
 Qual a importância desses métodos de controle?
CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO:
DEFINIÇÃO DE TERMOS
• Os microrganismos estão presentes nos mais variados ambientes.
• Dessa forma, ao longo da nossa vida, realizamos ações para manter os
microrganismos controlados tanto no nosso corpo quanto no
ambiente em que vivemos.
• No dia a dia, algumas ações são realizadas para controlar ou diminuir
o crescimento microbiano, como, por exemplo:
Tomar banho
Escovar os dentes
Limpar a casa
Lavar as roupas e as louças
• O controle do crescimento microbiano é fundamental nas mais
diversas áreas, como na área da saúde, nas indústrias farmacêutica,
alimentícia e de bebidas etc.
• Em hospitais, os cuidados para se evitar a transmissão de doenças
infecciosas envolvem os mais variados aspectos, que vão desde os
cuidados para proteger tanto os profissionais de saúde como os
pacientes (ao fazer uso de equipamentos de proteção individual
adequados) até a higienização correta dos ambientes e a
esterilização dos dispositivos utilizados nos pacientes.
CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO:
DEFINIÇÃO DE TERMOS
Crescimento de culturas bacterianas
Tempo de geração
Tempo necessário para uma célula se dividir (e a sua população dobrar)
▪ Esse tempo varia consideravelmente entre os organismos e com as condições ambientais,
como a temperatura.
▪ A maioria das bactérias tem um tempo de geração de 1 a 3 horas; outras requerem mais
de 24 horas por geração.
▪ Depende dos fatores genéticos, ambientais e nutricionais
Etapas do crescimento populacional
Fase Lag (latência)
Fase exponencial (log)
Fase estacionária
Fase de declínio
Etapas do crescimento populacional
FASE LAG
▪ Durante certo tempo, o número de células muda pouco, pois elas não se
reproduzem imediatamente em um novo meio;
▪ Esse período é de pouca ou nenhuma divisão;
▪ Pode durar de uma hora a vários dias;
▪ um período de intensa atividade metabólica, envolvendo principalmente a
síntese de enzimas e várias moléculas;
▪ Síntese de DNA
▪ Transcrição do DNA ( sem replicação)
Etapas do crescimento populacional
FASE LOG OU EXPONENCIAL
▪ A reprodução celular é mais ativa durante esse período, e o tempo de
geração (intervalo durante o qual a população dobra) atinge um mínimo
constante.
▪ Como o tempo de geração é constante, uma representação logarítmica
do crescimento durante a fase log gera uma linha reta.
▪ A fase log é o momento de maior atividade metabólica, sendo preferido
para fins industriais, pois o produto precisa ser produzido de maneira
eficiente.
FASE ESTACIONÁRIA
Etapas do crescimento populacional
▪ A velocidade de reprodução diminui, o número de mortes microbianas é
equivalente ao número de células novas, e a população se estabiliza.
▪ Acúmulo de resíduos e mudanças no pH danosas à célula podem ser os
motivos.
▪ Esgotamento de nutrientes
▪ Alteração nas condições físicas do meio;
▪ As células apresentam tamanhos menores que nas fases anteriores;
• A eliminação total de microrganismos é fundamental em algumas
situações, mas nem sempre é alcançável na prática; nesses casos,
processos que visam diminuir a carga microbiana a um nível seguro
são essenciais e muito empregados.
Etapas do crescimento populacional
FASE DE MORTE CELULAR
▪ As células perdem a capacidade de se dividir
▪ O número de mortes eventualmente excede o número de novas células
▪ Não é possível a produção de energia devido a elevada produção de enzimas
autolíticas;
• Diante de tantos microrganismos presentes
no ambiente, é muito importante controlar
o crescimento deles utilizando agentes
físicos e químicos.
• Eles podem atuar eliminando totalmente a
população microbiana ou impedindo o seu
crescimento
Etapas do crescimento populacional
SEGURANÇA
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Como podemos controlar a população microbiana?
• Destruir
• Inibir ou remover microrganismos
AGENTES FÍSICOS AGENTES QUÍMICOS
Microrganismos em
números aceitáveis ou
ausência dos mesmos
Quando as populações bacterianas são aquecidas ou tratadas com substância químicas antimicrobiana,
elas normalmente morrem a uma taxa constante.
As células estão morrendo a uma taxa de 90% por minuto.
TAXA DE MORTE MICROBIANA
Fatores que influenciam a efetividade dos tratamentos antimicrobianos:
1. Nº de microrganismos;
2. Influências ambientais;
3. Tempo de exposição;
4. Características dos microrganismos.
Microbiologia e Imunologia
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Terminologia do Controle Microbiano
Definição Comentários
Esterilização
Destruição ou remoção de todas as formas de vida
microbiana, incluindo os endósporos,
possivelmente com exceção dos príons
Normalmente realizada com vapor sob
pressão ou um gás esterilizante, como o
oxido de etileno.
Esterilização Comercial
Tratamento de calor suficiente para destruir os
endósporos de Clostridium botulinum em
alimentos enlatados.
Os endósporos mais resistentes de bactérias
termófilas podem sobreviver, mas não
germinarão e crescerão sob condições
normais de armazenamento.
 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 é uma remoção mecânica feita
com algodão embebido em álcool.
Sanitização
Tratamento destinado a reduzir as contagens
microbianas nos utensílios alimentares níveis
seguros de saúde pública.
Pode ser feita por meio de lavagem em altas
temperaturas ou imersão em um
desinfetante químico.
Definir os termos essenciais relacionados:
• Refere-se à eliminação total dos
microrganismos.
• Assim, um objeto ou uma solução
estéril não apresenta nenhuma
forma de vida.
• Durante uma cirurgia, por exemplo,
todos os instrumentos utilizados
devem estar estéreis, para que sejam
seguros e não atuem como fonte de
infecção para o paciente
Esterilizaçã
o
• Consiste na eliminação parcial (ou na
redução) do número de
microrganismos (principalmente
patogênicos) presentes em um
material inanimado
• A desinfecção é realizada com o uso
de desinfetantes.
• Por exemplo, a famosa água sanitária
(hipoclorito de sódio) é um
desinfetante muito eficaz que pode ser
utilizado com diversos fins.
Desinfecção
• Consiste na redução da carga microbiana de um objeto ou uma
superfície para tornar seu uso seguro, porém é um processo mais
simples, que não requer a utilização de desinfetantes e não está
relacionado especificamente a microrganismos patogênicos.
• Um exemplo simples seria a limpeza de utensílios de cozinha
para retirar restos de alimentos, removendo os microrganismos
que possam estar presentes ali, diminuindo a chance de
crescimento de novos microrganismos.
Descontaminação
• É um processo semelhante à desinfecção, ou seja,
tem por objetivo reduzir o número de
microrganismos, porém se refere à utilização em
tecidos vivos.
• A antissepsia é realizada com o uso de antissépticos.
• Os antissépticos não devem provocar danos aos
tecidos vivos e são de uso externo, não podendo
entrar em contato com mucosas ou com o sangue.
• Como exemplo, podemos citar a utilização de álcool
etílico a 70% para realizar a antissepsia das mãos.
Antissepsia
MÉTODOS ANTIMICROBIANOS
• Existem diferentes métodos que podem ser utilizados para o controle do
crescimento microbiano.
• Esses métodos podem ser classificados como físicos e químicos.
• A escolha do método a ser utilizado deve ser feita de acordo com as
características do material e o uso a que se destina.
• Essas técnicas podem apresentardiferentes alvos na célula
microbiana, como:
Parede celular
Resultando na lise osmótica da célula
Membrana plasmática
Levando à perda de integridade celular
Enzimas citoplasmáticas
Alterando o metabolismo da célula e a síntese de
proteínas
DNA
Impedindo a replicação celular e a síntese de proteínas
AÇÕES DOS AGENTES DE CONTROLE MICROBIANO
� Alterações na permeabilidade de membrana;
� Danos a proteínas e ácidos nucleicos.
MÉTODOS DE CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO
� Físicos:
• Calor:
� Úmido;
� Seco;
• Filtração;
• Baixas Temperaturas;
• Alta Pressão;
• Dessecação;
• Radiação;
• Pressão osmótica
� Químicos:
• Fenol e compostos fenólicos;
• Biguanidas (Clorexidina);
• Halogênios;
• Alcoóis;
• Metais pesados e seus compostos;
• Agentes de Superfície (Detergentes);
• Aldeídos.
Físicos
MÉTODOS DE CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO:
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Cada microrganismo apresenta uma temperatura considerada letal, e o
tempo necessário para sua eliminação também depende do número de
células presentes. As células microbianas são eliminadas em escala
exponencial pela ação do calor.
� Físicos:
• Calor:
• A aplicação do calor pode levar à DESNATURAÇÃO DE PROTEÍNAS DA CÉLULA, A QUEBRAS NA
MOLÉCULA DE DNA E À PERDA DA INTEGRIDADE DE MEMBRANA, resultando na morte do
microrganismo.
• Os variados microrganismos apresentam uma susceptibilidade diferenciada ao calor:
Formas vegetativas de bactérias
São destruídas por temperaturas entre 60°C e 70°C.
Esporos bacterianos (estruturas de resistência)
São destruídos apenas por temperaturas superiores a
100°C.
Formas vegetativas de fungos
São destruídas por temperaturas entre 50°C e 60°C.
� Físicos:
• Calor:
Esporos fúngicos (estruturas de reprodução)
São destruídos entre 70°C e 80°C.
� Físicos:
• Calor:
Úmido
Desnaturação de proteínas
.
O calor úmido se refere à utilização da água na forma de vapor. 
A pasteurização um método utilizado para eliminar
microrganismos patogênicos e reduzir o número de
células vegetativas dos outros microrganismos
presentes.
Consiste na exposição rápida a uma temperatura
relativamente elevada, existindo dois tipos:
• Alta temperatura – HTST (72°C/15 s);
• Baixa temperatura – LTH (63°C/30 min).
É muito usado na fabricação de alimentos que não
podem ser submetidos a temperaturas elevadas por
um período longo, como leite e cerveja.
Pasteurização
Seco
1. Queima dos contaminantes até
virarem cinzas;
2. Oxidação.
.
� Físicos:
• Calor:
• Os métodos que empregam o calor seco são
menos eficientes que aqueles que utilizam o
calor úmido, pois o poder de penetração nas
células é menor.
• Assim, para garantir a eliminação dos
microrganismos (incluindo os esporos
bacterianos), são necessárias temperaturas
mais elevadas e um intervalo de tempo maior.
Filtração Remoção Mecânica
� Físicos:
• Filtração:
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O processo de filtração não tem por objetivo a eliminação dos microrganismos, e sim sua
separação dos componentes de uma solução ou do ar por meio da sua retenção em um
filtro. 
poros muito pequenos (0,20 a 0,25 µm), que impedem a
passagem dos microrganismos, mas possibilitam a
passagem de líquidos e gases.
Os filtros não são
capazes de reter
vírus.
� Físicos:
• Filtração:
Filtração Remoção Mecânica� Físicos:
• Filtração:
•  Esterilização do ar, como em câmaras de fluxo
laminar, centros cirúrgicos e ambientes industriais;
nesses casos, são utilizados filtros HEPA (feitos
de acetato de celulose), capazes de reter
partículas menores que 0,3 µm.
• Nas câmaras de fluxo laminar, por exemplo, o ar é
forçado a circular em seu interior por ação de um
motor, passando pelos filtros HEPA, nos quais os
microrganismos ficam retidos.
• Esses equipamentos são utilizados em indústrias
e laboratórios de pesquisa, que trabalham com
microrganismos patogênicos que não podem ser
dispersos no ambiente, por exemplo
A utilização de elevadas pressões hidrostáticas no processamento de alimentos que
possuem água na sua composição, como por exemplo o leite, o suco de frutas e a
carne conduz a uma total ou, no mínimo, parcial desativação dos microrganismos,
assim como de enzimas.
Normalmente, a inativação enzimática requer o uso de pressões mais elevadas do que
a inativação microbiana.
Sucos de frutasAlteração da estrutura molecular
de proteínas e carboidratos.
� Físicos:
• Alta pressão:
Radiação
1. Ionizante;
2. Não Ionizante.
Não Ionizante
� Físicos:
• Radiação:
Diminuição das reações químicas e possíveis alterações nas proteínas.
Ultracongelador: -80°C
Refrigerador: -20°C
Liofilizador
� Físicos:
• Baixas temperaturas:
Dessecação Interrupção do metabolismo
Perda de água
� Físicos:
• Dessecação:
Plasmólise
Perda de água
Altas concentrações de sais e açúcares
� Físicos:
• Pressão osmótica:
Métodos físicos utilizados no controle do crescimento
microbiano
Métodos físicos utilizados no controle do crescimento
microbiano
Químicos
MÉTODOS DE CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO:
� Químicos:
Gram-positivas
Fenol
Ruptura da membrana plasmática,
desnaturação das enzimas.
Raramente usado, exceto como padrão de
comparação.
possibilidades
de irritação e odor desagradável
O-fenilfenol
Compostos Fenólicos
Ruptura da membrana plasmática,
desnaturação das enzimas.
Superfícies ambientais, instrumentos,
superfícies cutâneas e membranas mucosas.
Gram-positivas
� Químicos:
Bisfenóis Ruptura da membrana
plasmática.
Sabonetes antissépticos para as mãos e
loções hidratantes.
pHisoHex, utilizada em procedimentos de controle microbiano
cirurgicos e hospitalares
� Químicos:
hexaclo
rofeno
Biguanidas Ruptura da membrana plasmática
Antissepsia da pele, sobretudo na lavagem
das mãos para cirurgias..
Bactericida contra gram-positivas e
gram-negativas, atóxico, persistente.
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� Químicos:
Halogênios
Iodo inibe a função das proteínas e é um forte
agente oxidante;
Cloro forma o agente oxidante forte cloro ácido
que altera os componentes celulares.
� Químicos:
Álcoois
Desnaturação das proteínas e dissolução dos
lipídeos.
� Químicos:
Agentes de Superfície Alteração na permeabilidade da membrana celular
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� Químicos:
O método de discodifusão e usado em laboratórios de ensino, para avaliar a e�cácia de um agente químico.
O produto químico e eficaz, uma zona clara, representando a inibição do crescimento,
Pode ser visualizada em torno do disco
Avaliação de desinfetantes pelo método de discodifusão. Neste experimento, discos de papel
são embebidos em uma solução de desinfetante e colocados na superfície de um meio nutriente
em que uma cultura de bactérias-teste foi semeada para produzir um crescimento uniforme.
• No alto de cada placa, verifica-se que o cloro (como no hipoclorito
de sódio) foi efetivo contra todas as bactérias-teste, mas foi mais
efetivo contra as bactérias gram-positivas.
• Na fileira inferior de cada placa, os testes mostraram que o
composto quaternário de amônio (“quat”) também foi mais
efetivo contra as bactérias gram-positivas, mas não afetou as
pseudomonas.
• No lado esquerdo de cada placa, o hexaclorofeno foi efetivo
somente contra as bactérias gram-positivas.
• No lado direito, o O-fenilfenol foi ineficaz contra pseudomonas,
mas foi quase igualmente eficaz contra as bactérias gram-
positivas e as gram-negativas.
• Todas as quatro substâncias químicas funcionaram contra as
b té i t t iti t d t
Metais Pesados e seus
compostos
Desnaturação das enzimas e de
outras proteínas essenciais
Nitrato de prata antisséptico oftálmico para recém nascidos
Sulfadiazina de prata como creme tópico em queimaduras
Sulfato de cobre é um algicida.
Sulfato de cobre
� Químicos:
Eliminar algas azuis e verde
Aldeídos Desnaturação das proteínas
Usado para a desinfecção
de equipamentos médicos
Glutaraldeído
� Químicos:
Agentes químicos utilizados no controle do crescimento microbiano
Agentes químicos utilizados no controle do crescimento microbiano