Aula 3 Bactérias

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CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO
Bem estar da humanidade  controle da população dosmicrorganismos, visando:
- Prevenir a transmissão de doenças. 
- Evitar a decomposição de alimentos. 
- Evitar a contaminação da água e do ambiente.
Ação de agentes físicos e químicos  mortebacteriana ou diminuição da sua reprodução.
POR QUE CONTROLAR O CRESCIMENTO MICROBIANO?
PRINCÍPIOS DO CONTROLE MICROBIANO
 DEFINIÇÕES
(1) ESTERILIZAÇÃO
(2) DESINFECÇÃO
(3) ANTI-SEPSIA
(4) DEGERMINAÇÃO
(5) SANITIZAÇÃO
PRINCÍPIOS DO CONTROLE MICROBIANO
(1) ESTERILIZAÇÃO:
- Destruição de todas as formas de vida microbiana,incluindo os endosporos (formas mais resistentes)- Método mais comum: Aquecimento
- Esterilização comercial: tratamento com CALORsuficiente para matar os endosporos do Clostridiumbotulinum nos alimentos enlatados.
PRINCÍPIOS DO CONTROLE MICROBIANO
(2) DESINFECÇÃO:
- Processo que promove a inibição, morte ou remoçãode vários microrganismos patogênicos, sem eliminartodas as formas de vida.(somente a destruição dos patógenos vegetativos enão dos endosporos)
- Métodos: - substâncias químicas (desinfetantes)- radiação ultravioleta- água fervente- vapor
PRINCÍPIOS DO CONTROLE MICROBIANO
(3) ANTI-SEPSIA: Remoção de patógenos de um tecido vivo 
(menos tóxicos que os desinfetantes)
Exemplos: - Álcool (receber a injeção/tirar sangue)- Iodo- Merthiolate- Clorexidina
PRINCÍPIOS DO CONTROLE MICROBIANO
MODIFICAÇÕES DA DESINFECÇÃO:
(4) DEGERMINAÇÃO: remoção mecânica dos
microrganismos, em vez da morte, em uma área
limitada.
****mata somente os microrganismos e não os endosporos
Ex. quando a pele é esfregada com álcool antes dereceber a injeção.
PRINCÍPIOS DO CONTROLE MICROBIANO
MODIFICAÇÕES DA DESINFECÇÃO:
(5) SANITIZAÇÃO: Processo que leva à redução dos
microrganismos, a níveis seguros, de acordo com os
padrões de saúde pública (elimina 99,9% das formas
vegetativas).
Ex. lavagem de copos, talheres e louças com alta
temperatura ou aplicando desinfetante químico.
Curiosidades
-SUFIXO CIDA: Nome dos tratamentos que causam a morte direta dos micróbios (MORTE).
germicida, fungicida
-SUFIXO STÁTICO/STASE: Inibem o crescimento e multiplicação
Fungistático/bacteriostático
-SEPSE: Termo grego= estragado/podre (indica contaminação)
Asséptico = sem contaminação
PRINCÍPIOS DO CONTROLE MICROBIANO
A TAXA DE MORTE MICROBIANA
 DEFINIÇÃO:
- A morte microbiana ocorre em uma taxa constante
na forma exponencial. Após uma rápida redução da
população, a taxa de morte torna-se mais lenta devido
à sobrevivência de células mais resistentes.
TAXA DE MORTE MICROBIANA
Tempo (min.) Mortes/min. nº de cél. vivas
0 0 1.000.000
1 900.000 100.000
2 90.000 10.000
3 9.000 1.000
4 900 100
5 90 10
6 9 1
Taxa de Morte é normalmente constante (Para cada 1 min. – 90 % da pop. morre)
A TAXA DE MORTE MICROBIANA
FATORES QUE INFLUENCIAM NO TRATAMENTO MICROBIANO
1. TAMANHO DA POPULAÇÃO
2. NATUREZA DA POPULAÇÃO
3. CONCENTRAÇÃO DOS AGENTES
4. TEMPO DE EXPOSIÇÃO
5. TEMPERATURA
6. CONDIÇÕES AMBIENTAIS
FATORES QUE INFLUENCIAM O TRATAMENTO MICROBIANO
1. TAMANHO DA POPULAÇÃO
Quanto maior a população microbiana, maior o tempo de tratamento
FATORES QUE INFLUENCIAM O TRATAMENTO MICROBIANO
2. NATUREZA DA POPULAÇÃO
- Presença de Endosporos: mais resistentes
- Diferentes estágios de crescimento: células jovens mais suscetíveis (do que as na fase estacionária)
- Presença de Mycobacterium (mais resistentes)
FATORES QUE INFLUENCIAM O TRATAMENTO MICROBIANO
3. CONCENTRAÇÃO DOS AGENTES
Quanto + concentrado o agente > a eficiência
Exceção: álcool
4. TEMPO DE EXPOSIÇÃO
De acordo com a OMS (Organização Mundial da Saúde) otempo mínimo de exposição = 30 min.)
! Em tratamentos com calor, uma exposição mais longa pode
compensar uma temperatura mais baixa.
FATORES QUE INFLUENCIAM O TRATAMENTO MICROBIANO
5. TEMPERATURA- Temperaturas mais altas: mais eficiência no tratamento(1º C aumenta 10 x a eficiência)
6. CONDIÇÕES AMBIENTAIS- Presença de matéria orgânica: inibe a ação dos antimicrobianos químicos- Natureza do meio de suspensão: gorduras e proteínas são especialmente protetoras- pH do meio e calor: ácido (potencializa o resultado)
AÇÕES DOS AGENTES DE CONTROLE MICROBIANO
1. ALTERAÇÃO DA PERMEABILIDADE DA MEMBRANA
Membrana Plasmática: 
- localizada imediatamente no interior da parede celular
- regula ativamente a passagem de nutrientes para dentro da célula e a eliminação de dejetos da mesma
Lesão na membrana: causa o vazamento do conteúdo celular no meio (agentes químicos e antibióticos).
AÇÕES DOS AGENTES DE CONTROLE MICROBIANO
2. DANOS ÀS PROTEÍNAS E AOS ÁCIDOS NUCLÉICOS
Proteínas:
- Enzimas = vitais para o desenvolvimento celular (ligações covalentes e pontes de hidrogênio são rompidas por certos produtos químicos e calor).
DNA, RNA:
- Fonte de informação genética (lesão por calor, radiação ou substâncias químicas são letais para a célula): não podem mais se replicar, nem realizar funções metabólicas normais.
MÉTODOS DE CONTROLE MICROBIANO
1. MÉTODO FÍSICO:
2. MÉTODO QUÍMICO:
MÉTODOS DE CONTROLE MICROBIANO
1. MÉTODO FÍSICO:
- CALOR (SECO OU ÚMIDO)
- PASTEURIZAÇÃO
- FILTRAÇÃO
- BAIXAS TEMPERATURAS
- RESSECAMENTO
- PRESSÃO OSMÓTICA
- RADIAÇÃO
MÉTODO FÍSICO
1. CALOR:
- MATA OS MICRORGANISMOS DESNATURANDO SUAS ENZIMAS
- A RESISTÊNCIA AO CALOR VARIA DE ACORDO COM O BACTÉRIA
A) CALOR SECO: 
- Incineração: processo drástico de eliminação dos microrganismos e que destroem o produto.
Flambagem: processo onde o material é levado diretamente ao fogo, seja seco ou embebido em álcool (utilizado na desinfecção de alças de vidro).
Estufa esterilizante: amplamente utilizada para as vidrarias e outros materiais (160 ºC/2 h ou 180 ºC/1 h). 
MÉTODO FÍSICO
1. CALOR:
B) CALOR ÚMIDO: 
- mata os microrganismos pela coagulação das proteínas 
(ruptura das pontes de H – estrutura tridimensional)
- Fervura (100 ºC)
- Vapor de fluxo livre (não pressurizado)
- Autoclave (vapor sob pressão)
MÉTODO FÍSICO
FERVURA:
Mata as formas vegetativas dos patógenos bacterianos, quase todos os vírus e os fungos e seus esporos (~ 10 min.)
VAPOR DE FLUXO LIVRE (NÃO PRESSURIZADO)
Equivalente a água fervente
Não mata os endosporos bacterianos e alguns vírus 
Um tipo do vírus da hepatite pode sobreviver a até 30 min de fervura e alguns endosporos bacterianos resistem à fervura por mais de 20 h.
MÉTODO FÍSICO
AUTOCLAVE:
Esterilização mais confiável: temperatura acima da água fervente (através do vapor sob pressão)
Quanto maior a pressão na autoclave > a temperatura
121 ºC – suficiente para matar todos os organismos e seus endosporos por 15 min.
MÉTODO FÍSICO
PASTEURIZAÇÃO:
Louis Pasteur: descobriu um método prático de prevenir adeterioração da cerveja e vinho através de um aquecimentoleve (suficiente para matar microrganismos que causavam adeterioração sem alterar o sabor do produto).
- Principalmente utilizado na Indústria de Laticínios
- Teste de eficiência: atividade da fosfatase (enzima presenteno leite que após a pasteurização deve estar inativada).
MÉTODO FÍSICO
PASTEURIZAÇÃO:
Tratamento Clássico: 63 ºC por 30 min
Pasteurização de Alta Temperatura e Curto Tempo (HTST –high – temperature short-time): 72 ºC por 15 s
Leite
Pasteurização - submetido a temperatura (72 ºC) enquanto flui continuamente por uma serpentina. Conserva-se bem sob refrigeração
Esterilização – submetido a altas temperaturas (UHT – ultra-high temperature) para que possa ser armazenado sem refrigeração (a temperatura vai de 74ºC para 140ºC e depois retorna para a temperatura inicial)
MÉTODO FÍSICO
Tratamentos Equivalentes:
À medida que a temperatura é aumentada, muito menos tempo é necessário para matar o mesmo nº. de micróbios.
Ex. Endosporos
- 115º C – 70 min.
-125 ºC – 7 min.
63 ºC – 30 min. (pasteurização)72 ºC – 15 s (HTST)
140 ºC - < 1 s (UHT)
Resultados similares
MÉTODO FÍSICO
2. FILTRAÇÃO:
Passagem de um líquido ou gás através de um material semelhante a uma tela, com poros pequenos o suficiente para reter os microrganismos.
- Filtro de Partículas de Ar de Alta Eficiência (HEPA – high
efficiency particulate air). Ex: salas de hospitais com pacientes
queimados (0,3 µm).
- Filtro de Membrana – compostos por ésteres de celulose ou
polímeros plásticos (normalmente usa-se filtro de 0,2 µm).
Bactérias retidas na superfície de um filtro do tipo Isopore®(Adaptado de Prescott et al., Microbiology, 1997)
OBS: Filtro tipo Isoporo: filmes de policarbonato tratados com radiação nuclear seguido de cauterização química.
MÉTODO FÍSICO
3. BAIXAS TEMPERATURAS:
- Depende do tipo de microrganismo e da intensidade de
aplicação.
- Diminuição/interrupção do metabolismo celular.
Refrigeradores comuns (0 – 7 ºC): efeito bacteriostático (a
temperatura afeta a reprodução e o metabolismo celular).
Psicótrofos: crescem em baixas temperaturas. PORÉM, ospatógenos humanos não crescem nestas temperaturas:mesófilos
MÉTODO FÍSICO
4. RESSECAMENTO:
- Na ausência de água, os microrganismos não podem crescer ou se reproduzir mas podem permanecer viáveis por anos através das formas de resistência (endosporos/esporos).
- A resistência ao ressecamento varia de acordo com omicrorganismos.
- Em laboratórios: micróbios são preservados por liofilização.
MÉTODO FÍSICO
5. PRESSÃO OSMÓTICA:
 Concentrações de sais – Plasmólise
 Processo semelhante ao ressecamento
 Bastante utilizado na conservação de alimentos. Ex: curar carnes (sal) e conservar frutas (açúcar).
 Fungos – mais resistentes em crescer em baixas concentrações de água e altas concentrações de sais.
MÉTODO FÍSICO
6. RADIAÇÃO:
Radiação tem vários efeitos sobre as células, dependendo do seu comprimento de onda, intensidade e duração.
Dois tipos de radiação que mata microrganismos:
- Radiação Ionizante
- Radiação não-ionizante
RADIAÇÃO IONIZANTE:
- Radiações de pequeno comprimento de onda e portanto de 
alta energia e penetrabilidade.
- Raios Gama, raios X ou feixes de elétrons de alta Energia.
MÉTODO FÍSICO
RADIAÇÃO NÃO - IONIZANTE:
- Possui um comprimento de onda > que da Radiação Ionizante 
(normalmente acima de 1 nm).
- Luz Ultra Violeta (UV): comprimento de onda de 4 a 400 nm
MÉTODO FÍSICO
MÉTODOS DE CONTROLE MICROBIANO
2. MÉTODO QUÍMICO:
- Alta toxicidade para os microrganismos 
- Solúvel em água 
- Estabilidade elevada 
- Inócuo para o homem e animais 
- Ausência de afinidade por matéria orgânica estranha 
- Toxicidade para os microrganismos em temperatura 
ambiente 
- Capacidade de penetração 
- Não ser corrosivo e nem manchar 
CARACTERÍSTICAS 
DOS AGENTES 
QUÍMICOS
MÉTODO QUÍMICO
TIPOS DE DESINFETANTES:
1. Compostos Orgânicos (Fenol e Compostos Fenólicos, Álcoois, 
Compostos de Amônio Quaternário)
2. Halogênios (Iodo e cloro)
3. Metais Pesados e seus compostos
4. Outros (Peroxigênios, Quimioesterilizantes Gasosos, Agentes de 
superfície, Biguanidas, Antibióticos)
MÉTODO QUÍMICO
AVALIANDO UM DESINFETANTE:
1. Método de Disco-Difusão: avaliar a eficácia de um agente 
químico. Um disco de papel filtro é embebido em um 
produto químico e colocado em uma placa de ágar que foi 
previamente inoculada com o organismo teste.
Após a incubação, se o produto é eficaz, uma zona clara 
representando a inibição do crescimento pode ser visto em 
torno do disco.
MÉTODOS QUÍMICOS MAIS USADOS
FENOL (ácido carbólico) E COMPOSTOS FENÓLICOS
- Pastilhas de Garganta: apresenta fenol que tem um efeito analgésico 
mas baixo efeito antimicrobiano. 
- Compostos fenólicos contém uma molécula de fenol quimicamente 
alterada para reduzir suas qualidades irritantes e aumentar sua 
atividade antibacteriana em combinação com o sabão ou detergente 
(bifenol, hexaclorofeno, triclosano).
Ação: lesam a membrana plasmática, inativam as enzimas e desnaturam as proteínas.
MÉTODOS QUÍMICOS MAIS USADOS
BIGUANIDAS
- Clorexidina (frequentemente utilizada no controle 
microbiano da pele e mucosas) associada a sabão.
- Efetiva para a maioria das bactérias vegetativas e 
fungos, mas não é esporicida
Efeito bactericida: está relacionado à lesão que este reagente causa a membrana plasmática.
MÉTODOS QUÍMICOS MAIS USADOS
HALOGÊNIOS
- Particularmente Iodo e Cloro
- I2 – efetivo contra todos os tipos de bactérias, muitos endosporos, vários fungos e alguns vírus.
Mecanismo do I2: o iodo se combina ao aminoácido tirosina, um componente de muitas enzimas e outras proteínas celulares, inibindo a função proteíca. Também oxida certos aminoácidos que são importantes para manter a estrutura das proteínas. 
MÉTODOS QUÍMICOS MAIS USADOS
HALOGÊNIOS
- Cl2 – como gás ou em combinação com outras substânciasquímicas.
- Ação germicida é causada pelo ácido hipocloroso (HOCl)
Ácido Hipocloroso: ação ainda desconhecida. 
É um forte oxidante que impede o funcionamento de boa parte do sistema enzimático celular.
MÉTODOS QUÍMICOS MAIS USADOS
ÁLCOOIS
- Matam efetivamente as bactérias e fungos, mas não os
endosporos e os vírus não-envelopados.
- Os mais utilizados: Etanol (70 %) e Isopropanol 
VANTAGENS: agem e depois evaporam sem deixar resíduo.
Mecanismos de ação: desnaturação das proteínas, rompimento da membrana e dissolução de muitos lipídios.
MÉTODOS QUÍMICOS MAIS USADOS
METAIS PESADOS E SEUS COMPOSTOS
- Bastante utilizados como germicidas ou anti-sépticos.
- Prata, Mercúrio, Cobre e Zinco.
- Nitrato de Prata 1 %, Cloreto de Mercúrio, Sulfato de Cobre, Cloreto de Zinco.
Mecanismos de ação: quando os íons de metal se combinam com os grupos sulfidrilas nas proteínas celulares ocorre a desnaturação.
MÉTODOS QUÍMICOS MAIS USADOS
AGENTES DE SUPERFÍCIE
Agentes de superfície (tensoativos ou surfactantes) podem
reduzir a tensão superficial entre as moléculas de um líquido.
- sabão: pouco valor anti-séptico (mais importante na remoção mecânica através da esfregação).
- detergentes: reage com a membrana plasmática (atuam sobre um amplo espectro de micróbios e não são tóxicos) 
MÉTODOS QUÍMICOS MAIS USADOS
ANTIBIÓTICOS
- Controle microbiano através da ingestão ou aplicação superficial.
- Alguns antibióticos são utilizados para controle de produtos
Nisina: adicionada ao queijo para inibir o crescimento de certas bactérias da deterioração formadoras de endosporos
Natamicina: antibiótico antifúngico aprovado para uso em alimentos, principalmente para queijo.
Figura 3. Antibiograma
CONSIDERAÇÕES FINAIS
 Controle microbiano - melhora a qualidade de vida
dos seres humanos e de animais
 Alimentos seguros
 Medicamentos produzidos em condições adequadas
 Proteção ao meio ambiente.