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1 Roteiro de Atividades Experimentais de Microbiologia Para os cursos de Engenharia Química e Ambiental 2014 2 Disciplina: Microbiologia 1. Finalidade: Fornecer aos alunos conhecimentos básicos de microbiologia: morfologia e estrutura das células microbianas, ecologia, fisiologia e genética bacteriana. Estudar o papel dos microrganismos nos ciclos geoquímicos e na biodegradação de compostos químicos. Apresentar uma visão geral das técnicas empregadas para isolamento, cultivo, controle de crescimento microbiano, determinação das unidades formadoras de colônias (UFC), determinação de padrão de resistência a antibióticos e identificação dos microrganismos. 2. Cursos que atende Engenharia Ambiental Engenharia Química 3. Professores Caroline Pereira Petrillo Valéria Martins Godinho 4. Normas de Funcionamento dos Laboratórios: Os laboratórios da Faculdade de Engenharia do Centro Universitário Newton Paiva caracterizam-se por sua natureza didático-pedagógica, servindo de complemento aos usuários, na busca pela informação e pelo conhecimento científico. A finalidade desses laboratórios é atender aos alunos dos cursos de Engenharia, oferecendo-lhes infraestrutura e suporte necessário ao desenvolvimento de atividades relacionadas às diferentes disciplinas. Eventualmente, as instalações poderão ser usadas para o desenvolvimento de atividades de pesquisa de material didático ou de extensão, desde que aprovado por órgão competente da instituição. Acesso O acesso às instalações dos laboratórios é restrito a acadêmicos e professores do Centro Universitário Newton Paiva. Qualquer exceção deverá obter autorização da coordenação do curso e/ou da direção da Faculdade de Engenharia. A utilização dos Laboratórios por parte dos alunos só será possível mediante a supervisão e coordenação das atividades por parte dos professores, dos estagiários ou dos monitores. Utilização Os usuários do laboratório são co-responsáveis pela observância de suas normas de funcionamento e pela integridade dos recursos materiais colocados à sua disposição, bem como, pela comunicação à administração do laboratório, pelo desrespeito às normas por outros usuários e eventuais defeitos nos equipamentos. Só poderão ser requisitados materiais e equipamentos dos laboratórios se os mesmos se destinarem a atividades letivas ou ao desenvolvimento de projetos de pesquisa. Qualquer material ou equipamento requisitado por professores de outros cursos do Centro Universitário Newton Paiva deverá ser registado no livro de requisições. 3 Excepcionalmente, materiais dos laboratórios poderão ser cedidos ou emprestados a alguma entidade ou instituição, desde que obtenha autorização do conselho executivo ou do coordenador do curso, com o parecer do responsável pelo laboratório. Quaisquer faltas ou danos deverão ser comunicados ao coordenador do laboratório. Os computadores e periféricos instalados no laboratório são de uso exclusivo dos professores e monitores. Alunos em horário de aula e sob a supervisão do professor ou monitor, poderão fazer uso desses recursos. Compete aos professores das disciplinas: Cumprir e fazer cumprir o presente regulamento; Zelar para que o ambiente do laboratório seja adequado à pesquisa e ao trabalho; Selecionar os experimentos a serem conduzidos nas aulas de laboratório e preparar os roteiros de aulas e os experimentos; Informar, com antecedência, aos estagiários ou ao monitor, o material e o equipamento necessários para a condução das atividades programadas; Comunicar e indicar ao responsável as necessidades de equipamentos e materiais para o normal desenrolar das atividades programadas; Zelar pela conservação e manutenção dos equipamentos, comunicando ao coordenador do curso defeitos ou avarias nos mesmos. Compete aos estudantes e demais usuários dos Laboratórios: Cumprir e fazer cumprir o presente regulamento; Respeitar os horários de início e término das aulas práticas; Realizar as atividades acadêmicas com seriedade e espírito científico; Cumprir e fazer cumprir o presente regulamento; Zelar para que o ambiente do laboratório seja adequado à pesquisa e ao trabalho; Zelar pela conservação e manutenção dos equipamentos; Compete aos estagiários e monitores: Cumprir e fazer cumprir o presente regulamento; Dar suporte técnico aos professores e alunos no desenvolvimento das atividades acadêmicas e pedagógicas que necessitem dos recursos do Laboratório de química; Supervisionar e controlar o comportamento dos usuários e utilização dos equipamentos; Inventariar o material do laboratório no prazo estabelecido pelo coordenador do curso. Controlar o gasto de reagentes e outros materiais de consumo. Promover a otimização no uso dos equipamentos e materiais; Apoiar todo o tipo de atividades a desenvolver no âmbito do Laboratório. Compete ao coordenador do departamento, ouvidos os docentes, propor a compra do material necessário para a aprendizagem da disciplina e para o desenvolvimento de projetos relacionados. Início das aulas 4 A tolerância para o ingresso do aluno no laboratório será no máximo de 15 minutos. Alunos que justificarem o atraso poderão fazer o experimento, condicionados à disponibilidade de tempo de laboratório e equipamentos. É vedado a qualquer usuário dos laboratórios: Consumir qualquer espécie de alimento ou bebida nas dependências do laboratório; Fumar nas dependências do laboratório; Fazer uso de celular ou aparelhos sonoros nas dependências do laboratório; Retirar qualquer material ou equipamento do Laboratório sem autorização prévia; Fazer uso indevido dos equipamentos e materiais disponíveis; Utilizar o laboratório para fins não acadêmicos; Conduzir qualquer tipo de atividade que possa perturbar o ambiente dos laboratórios. Todos os casos omissos nestas normas serão oportunamente resolvidos pelo coordenador do curso e pela direção do Centro Universitário Newton Paiva. 5. Sugestões preliminares Ao aluno 1. Prepare-se antes de ir para o laboratório, leia previamente e cuidadosamente o texto relacionado à atividade a ser executada. 2. Confira o material recebido. Ao sair do laboratório deixe cada coisa em seu lugar, exatamente como foi encontrado. 3. Mantenha-se atento e concentrado durante a atividade para um melhor desempenho e faça um registro cuidadoso de todas as observações e resultados obtidos. Seja escrupuloso no registro das observações e não altere os valores obtidos com o intuito de forçar sua coerência com os dados do problema. Não forje observações que não tenham sido feitas realmente. Se o resultado final for insatisfatório, procure descobrir a causa do erro e, somente se necessário, refaça a experiência. 4. Siga as instruções fornecidas e em caso de algum problema ou dúvida quanto à realização do procedimento experimental, não tome nenhuma providência sem antes consultar o professor ou o responsável pelo laboratório. Ao grupo 1. Procure harmonizar-se durante a execução da atividade de maneira a evitar acidentes. 2. Procure manter-se nos limites da bancada e com o menor índice de barulho possível. 3. Organize a execução das atividades de modo a deixar a bancada sempre limpa e organizada. 5 6. Instruções gerais para o desenvolvimento dos trabalhos em Laboratório Antes de começar qualquer atividade em um laboratório, o estudante deve ler cuidadosamente osdetalhes completo da prática bem como sua respectiva teoria. Não deve somente ter a ideia do que deve ser feito e como se propõe a fazê-lo, mas em todas às vezes deve dar uma resposta inteligente a perguntas como: o que está fazendo e por quê? Pode-se então dizer que o exercício foi verdadeiramente científico e não do tipo livro de receitas para cozinha. O estudante logo perceberá que várias experiências dependem de um longo tempo de aquecimento ou repouso, durante os quais nem sempre é necessário voltar toda a atenção ao que ocorre. Um bom operador fará uso deste tempo, por exemplo, para fazer anotações, preparar o material e as condições necessárias para uma próxima etapa (se houver), limpar e secar vidrarias. Os resultados de todas as práticas devem ser anotados em um caderno de notas, no momento em que as observações forem feitas. Se a atividade requer anotações de massa, de volume ou de outros resultados numéricos, estes devem ser colocados diretamente no caderno de notas e não em pedaços de papel, que podem vir a ser perdidos e desenvolverem atos de negligência no estudante. Uma boa indicação da técnica do estudante será a aparência da sua bancada de trabalho. A parte superior da bancada deve sempre estar limpa e seca. 1. Segurança no trabalho Qualquer laboratório pode ser considerado um lugar sem perigo, desde que se tome todo o cuidado e que se tenha toda a prudência para mantê-lo livre de acidentes. Quando não se toma precauções ou se trabalha sem cuidados, podem ocorrer intoxicações, lesões, incêndios ou explosões. É necessário, portanto, que se previnam tais acidentes mediante a obediência às normas de segurança. Essas normas devem ser rigorosamente observadas e conscientemente seguidas: 1. Não trabalhar com material imperfeito ou defeituoso, principalmente com vidro que tenha pontas ou arestas cortantes. 2. Fechar cuidadosamente as torneiras dos bicos de gás após seu uso. 3. Não deixar vidros, metais ou qualquer outro material, em temperatura elevada, em lugares em que eles possam ser tocados inadvertidamente. 4. Não trabalhar com substâncias inflamáveis, especialmente solventes orgânicos, próximos à chama. 5. Não provar ou ingerir reagentes de laboratório. 6. Não levar alimentos para dentro do laboratório. 7. Não aspirar gases ou vapores, sem antes certificar-se de que não são tóxicos. Se for necessário cheirar algum reagente fazê-lo puxando com a mão um pouco do vapor em direção ao nariz. 8. Não aquecer tubos de ensaio com a boca virada para o seu lado, nem para o lado de outra pessoa. 9. Não aquecer reagentes em sistemas fechados. 10. Qualquer acidente deve ser comunicado ao professor imediatamente 6 11. O uso de avental/jaleco e outros acessórios de segurança exigidos pela atividade são obrigatórios. 12. Conservar limpo o local de trabalho. 13. Somente utilizar o material perfeitamente limpo. 14. Seguir cuidadosamente o roteiro da atividade. 15. Enxugar os frascos antes de aquecê-los. 16. Colocar o material no local de origem, na medida em que for sendo liberado, respeitando os critérios de limpeza. 17. Não descartar nenhum tipo de material (líquido ou sólido) nas pias. Orientar-se com o professor da prática sobre o destino que deve ser dado ao material. 18. Cuidar para que os restos de reagentes sejam devidamente destruídos ou armazenados (conforme instruções contidas nos roteiros das práticas ou fornecidas pelo professor). 19. Conservar os frascos sempre fechados. 20. Não recolocar nos frascos de origem, substâncias deles retiradas, que sobraram ou foram recuperadas. 21. Não misturar substâncias ao acaso e nem realizar experiências não autorizadas. 22. Não mexer em outros itens do laboratório que não estejam associados à prática. 23. Evitar levar as mãos à boca ou aos olhos. 24. Quantidades pequenas de líquidos tóxicos não devem ser pipetadas sem a ajuda de uma pêra de sucção. Na ausência desta utilize pequenas provetas. Nunca se deve fazer uso da boca para pipetagens. 25. Manipular substâncias corrosivas ou gases tóxicos sempre dentro da capela ligada. 26. Lavar as mãos com água e sabão antes de sair do laboratório. 27. Trabalhar com atenção, método, prudência e calma. 7. Primeiros Socorros EM CASO DE ACIDENTE COMUNICAR O OCORRIDO IMEDIATAMENTE AO PROFESSOR. 1. Se qualquer substância cair na pele, lavá-la imediatamente com bastante água. 2. Cortes ou ferimentos leves devem ser logo desinfetados e protegidos com gaze e esparadrapo. 3. Queimaduras: Por calor: cobrir a queimadura com vaselina. Por ácidos: devem ser lavadas com bastante água e com solução saturada de bicarbonato de sódio. Por bases: devem ser lavadas com água e ácido acético 1%. Por alcoóis: Devem ser lavadas com etanol. Por fenóis: Devem ser lavadas com etanol. 4. Intoxicações: Procurar local com ar puro para respirar. Nas intoxicações com ácidos, beber leite de magnésia ou solução de bicarbonato de sódio. 7 5. Se os olhos forem atingidos por qualquer substância, lavá-los com bastante água. 6. Se derramar ácido ou base concentrados na própria veste, lavar a parte afetada imediatamente no chuveiro de emergência. 7. Fogo: A primeira providência deve ser extinguir a alimentação do fogo. Se ocorrer sobre bancadas deve ser controlado com areia ou extintor de incêndio. Sobre vestes deve ser abafado com panos de preferência molhados. 8. Atividades Experimentais: 8.1 - Índice das aulas práticas 1 Demonstração da Presença de Micro-organismos no Ambiente 2 Preparações Microscópicas a Fresco 3 Preparações Microscópicas Fixadas – Coloração Diferencial de Gram 4 Identificação Bacteriana 5 Antibiograma 6 Isolamento e Observação Microscópica de Fungos 8 INSTRUMENTAÇÃO: LABORATÓRIO DE MICROBIOLOGIA OBJETIVOS: Identificar alguns materiais de laboratório e conhecer suas funções. PROCEDIMENTO: Descrição e uso das principais peças de laboratório. - Béquer (becker): Recipiente de vidro utilizado para aquecer substâncias, recolher filtrados, fazer decantações, misturar reagentes, preparar soluções e realizar reações. - Erlenmeyer: Recipiente de vidro utilizado para aquecer e cristalizar substâncias, especialmente quando estas precisarem ser agitadas. É utilizado também em titulações e para recolher filtrados. Além dessas aplicações é amplamente utilizado em microbiologia, para o crescimento de micro-organismos e para o preparo de meios de cultura. - Balão de fundo chato: Empregado para aquecimento ou armazenamento de líquidos ou solução. - Balão volumétrico: Balão de fundo chato e gargalo comprido, calibrado para conter determinados volumes líquidos. Possui um traço de referência, que marca o volume exato. Utilizado na preparação de soluções de concentrações conhecidas. - Provetas: Recipiente de vidro, de capacidade variável geralmente indicada em mL. Utilizada para medir volumes de líquidos, para preparar soluções de concentração aproximada ou não conhecida. 9 - Tubo de ensaio: Tubos de vidro, cilíndricos, com tamanhos variados, usados em vários experimentos. Nele, efetuam-se reações simples. Podem sofre variações de temperatura. - Placa de Petri: Recipiente de vidro ou plástico, que pode apresentar tamanhos diversificados, sua utilidade é muito variada. Têm grande emprego nas culturas de bactérias, culturas de fungos, protozoários, etc. - Lâminas: São vidros retangulares, em geral, no formato de 76 x 26, brancos, transparentes e com espessura não superior a 1,5 mm. - Lamínulas: São vidros quadradas (18 x 18) ou retangulares(24 x50), com espessura entre 0,1-0,2 mm. Servem juntamente com as lâminas para a inclusão temporária ou permanente do objeto. 10 - Pipeta graduada: Consiste de um tubo de vidro estreito geralmente graduado em 0,1 ml. É usada para medir pequenos volumes variáveis de líquidos. Encontra pouca aplicação sempre que se deseja medir volumes líquidos com maior precisão. Não deve ser aquecida. - Pipeta volumétrica: É constituída por um tubo de vidro com um bulbo na parte central. O traço de referência é gravado na parte do tubo acima do bulbo. É usada para medir volumes únicos de líquidos com elevada precisão. Não deve ser aquecida. - Tubos de Durham: São tubos de vidro pequenos e cilíndricos. Servem para captar o gás formado em uma fermentação. - Alça de Drigalsky: É obtido pela manipulação de uma vareta de vidro à chama do maçarico. Serve para espalhar suspensões de micro-organismos na Placa de Petri contendo meio de cultura sólido. Deve ser flambada á chama antes e após o uso. - Bastão de vidro: É um bastão de vidro maciço utilizado para agitações e para auxiliar na transferência de líquidos de um recipiente para outro (direcionador de fluxo). 11 - Espátula: Utilizada para retirar reagentes sólidos de frascos. Pode ser de porcelana, plástico ou metal. - Estantes para tubos de vidro/plástico: Suporte de madeira ou metal, de vários tamanhos, para tubos de ensaios ou de tubo de polipropileno. - Frasco lavador (pisseta): Frasco de plástico com tampa. São utilizados para lavagem de precipitados, cristais, gases, etc. Pode conter água destilada, água acidificada, etanol, acetona, hidróxido de sódio. - Pêra de segurança - Usada para pipetar soluções. - Alça de Platina e agulhas: É um fio de platina ou outra liga metálica, medindo aproximadamente cinco centímetros, podendo ser recurvado em uma de suas extremidades. É adaptado ao cabo de Kolle. Este material é utilizado para transferir inóculos sólidos ou em suspensão. A agulha é um fio de platina ou de outra liga, que fixado ao cabo de Kolle, é utilizada para semear meio sólido em profundidade. Cabo de Kolle Agulha de Platina 12 - Agarradores: Utilizados para segurar buretas, balões, erlenmeyers, condensadores e funis nos suportes. - Argola: Suporte para funil de separação, funil simples, tela de amianto e frascos que são coletados sobre a tela de amianto quando aquecidos. - Bico de Bussen: bico de gás especialmente construído para usos em laboratórios. Utilizado para aquecimento até temperaturas de 800ºC. Além deste, utilizam-se outros métodos de aquecimento em laboratório: banho-maria e banho de óleo. - Como utilizar o bico de bunsen: 1. Abrir a chave geral de gás do laboratório. 2. Abrir a válvula do registro de gás individual de cada bico (está localizado, geralmente, próximo do bico). 3. Verificar se a entrada de ar do bico está aberta. 4. Girar a válvula que liga efetivamente o bico e, com auxílio de um isqueiro ou de palitos de fósforo, acender o bico. A altura da chama pode ser controlada através do controle da entrada de ar 5. Para desligar: desligar a válvula do registro de gás, desligar o bico. 13 TÉCNICA E PROCESSO DE ASSEPSIA/DESINFECÇÃO É importante ter claro os procedimentos que se devem adotar na manipulação segura dos meios, culturas bacterianas, etc., de modo a evitar qualquer tipo de contaminação. Tais procedimentos são denominados genericamente de técnicas de assepsia e incluem: a) . Fazer a desinfecção da área de trabalho e a antissepsia das mãos sempre antes e depois de trabalhar (1); b) . Trabalhar sempre na área de segurança (aproximadamente 10/15 cm) em volta da chama do bico de Bunsen (2); c) . Esterilizar adequadamente alças e agulhas de inoculação antes e depois do seu uso, evitando a criação de aerossóis, para isso aquecendo sempre da base para a ponta (3); d) . Flambar a boca dos frascos e tubos antes e depois das inoculações (4). TÉCNICAS DE SEMEADURA Nunca esqueça de trabalhar sempre perto da chama: 14 Semeadura em Tubos de Ensaio (em meios inclinados) Esgotamento de alça Em picada: usando uma agulha de inoculação até atingir a profundidade do tubo: Em tubo de ensaio com meio inclinado Em tubo de ensaio com meio não inclinado Em placa de Petri (por esgotamento em superfície): Por espalhamento: Alça de Drigalski MEIOS DE CULTURA Para uma melhor compreensão das diversas finalidades e usos dos meios de cultura, apresentamos a seguir uma breve classificação dos mesmos: Quanto à composição: a) Naturais: são aqueles de origem vegetal (um pedaço de batata, pão, frutas) ou animal (gema de ovo). 15 b) Artificiais: são aqueles constituídos de substâncias químicas podendo ser definidos ou indefinidos (complexos). Quanto ao estado físico: c) Líquido: são os caldos, desprovidos de Ágar. d) Semi-sólido: são aqueles que apresentam em sua composição até 1% de Ágar. e) Sólido: são aqueles que apresentam em sua composição 1,5 a 2,5% de Ágar. Quanto à finalidade e características: a) Simples: contém apenas componentes básicos para o crescimento de um micro- organismo. b) Enriquecido: meio que tem aumentada a sua capacidade nutricional para o micro- organismo pela adição de substâncias como gema de ovo, sangue, plasma, soro, leite. De uso frequente para bactérias de difícil crescimento (fastidiosas). c) De enriquecimento: meio seletivo que visa inibir o crescimento de micro-organismo acompanhantes e permitir o crescimento do micro-organismo alvo que se pretende isolar, aumentando assim, a proporção deste em relação aos demais. d) Seletivo: contêm substâncias seletivas que inibem o crescimento de certos micro- organismo e permitem o crescimento de outros. São meios sólidos e têm como objetivo isolar culturas puras. e) Indicadores: meios que permitem a diferenciação visual do crescimento bacteriano facilitando a sua identificação. Frequentemente, os meios seletivos são também indicadores e todos os meios utilizados na confirmação bioquímica dos isolamentos são indicadores. A indicação mais frequente é a alteração de cor do meio por mudança no pH do mesmo, podendo ainda ser a produção de gás, precipitação de componentes do meio por atividade proteolítica e lipolítica, etc. f) Estoque: são meios normalmente semissólidos com a finalidade de preservar uma cultura bacteriana pura para posteriores utilizações no laboratório. 16 MICROSCOPIA Focalização com objetivas de aumento 10 e 45x 2. Ligar a luz do microscópio (tomada de 110V). 3. Focalizar o microscópio observando a posição da objetiva, do condensador e do diafragma, para se obter um campo bem iluminado. 4. Colocar a lâmina preparada na platina do microscópio e com objetiva 10X em posição de foco, subir a mesa ou platina do microscópio por meio do parafuso macrométrico até o aparecimento da imagem. Com o parafuso micrométrico, ajustar a sua nitidez. 5. Sem mover o canhão e a platina do microscópio, mudar a objetiva de aumento 45X. Se houver necessidade, ajustar a iluminação e o foco. Focalização com objetiva de imersão (x 100) 3. Suspender o condensador ao máximo. Abrir todo o diafragma. Verificar se o campo do microscópio está bem iluminado. 4. Colocar a lâmina, com uma gota de óleo de imersão sobre o esfregaço na platina do microscópio. 5. Subir a mesa do microscópio de modo a mergulhar a objetivade imersão no óleo. por meio de parafuso macrométrico até o aparecimento da imagem e, com o parafuso micrométrico ajustar a nitidez. 17 PRÁTICA 1: DEMONSTRAÇÃO DA PRESENÇA DE MICRO-ORGANISMOS NO AMBIENTE I. Introdução: Nas aulas práticas do curso de microbiologia geral serão introduzidas técnicas microbiológicas básicas de isolamento, conservação e identificação dos micro-organismos, utilizadas na pesquisa, na indústria bioquímica e de alimentos, na agricultura, na medicina e na biotecnologia. Essas técnicas incluem observações microscópicas, cultivo em meios artificiais, identificação de bactérias e fungos, bem como estudos preliminares de fisiologia e genética microbianas. Os micro-organismos são encontrados em qualquer ambiente, em suspensão ou assentados com a poeira de várias superfícies. O meio aquático foi provavelmente o ambiente original dos micro-organismos, a partir do qual se especializaram e colonizaram o ambiente terrestre. Os micro-organismos estão presentes nas partículas de poeira e, portanto, são passíveis de entrar no nosso corpo cada vez que respiramos, sendo depositados nos cabelos, nas roupas, na pele e nas mucosas. Os micro- organismos do ar também contaminam alimentos e bebidas. Felizmente, na sua maioria, são inócuos ou benéficos, havendo relativamente poucos que causam prejuízos ao homem. O microbiologista deve estar apto a estimular e otimizar o desenvolvimento dos micro- organismos benéficos e combater aqueles que causam doenças ou deterioram os alimentos e o ambiente. Nesta primeira aula você deverá conhecer as normas básicas, os materiais e equipamentos necessários ao laboratório de Microbiologia. Terá oportunidade de verificar a presença de micro-organismos no ambiente, justificando na prática a importância das normas propostas. II. II Objetivos: 1. Reconhecer materiais, equipamentos e normas de laboratório de Microbiologia; 2. Demonstrar a presença de micro-organismos no ambiente. III. III Materiais: Meios e soluções: - Ágar nutriente estéril - Caldo nutriente estéril Equipamentos e utensílios: - Placas de Petri - Tubos de ensaio - Bico de Bunsen IV. IV Procedimento: A. Demonstração da presença de micro- organismos no ambiente: 1. Exponha a placa ou o tubo a uma condição de inoculação de sua preferência como, por exemplo, exposição ao ar, à pele, ao cabelo ou à respiração. - Ar: Deixe exposto ao ar, por 15 minutos, placa ou tubo aberto, ou coloque a placa ou tubo sobre o parapeito da janela e levante a poeira com papel toalha. - Pele ou cabelo: Passe os dedos em vários pontos da superfície do Ágar. Coloque o dedo no caldo nutriente do tubo, ou agite vigorosamente os cabelos em direção à superfície de placa ou tubo, ou coloque um fio de cabelo na placa ou tubo. - Respiração: Inocule a placa ou tubo tossindo, soprando ou espirrando diretamente sobre eles. B. Verificação da utilidade do bico de Bunsen: 1. Próximo à chama do bico de Bunsen, abra por 60 segundos uma placa ou tubo com meio de cultura estéril. 2. Incube as placas e tubos na estufa a 25°C, por 7 dias (até a aula seguinte) 18 3. Após o período de incubação, anotar a presença e a diversidade morfológica das colônias microbianas que cresceram sobre a superfície do Agar. Observe também a ocorrência de turvação do meio líquido contido no tubo, sinal de crescimento de bactérias ou de leveduras. Observações: 1. Utilize como controle de qualquer procedimento uma placa ou tubo com meio de cultura estéril fechado. 2. As placas devem ser identificadas na borda do fundo da placa ou tubo com o número da turma, bancada, data e condições de inoculação. Os tubos devem conter as mesmas informações identificadas na parte superior, abaixo da tampa. 3. As placas devem ser incubadas invertidas para evitar desidratação do meio e evitar que a água de condensação caia sobre a superfície do meio. V. V- Resultados e Conclusão Anotar os resultados obtidos na Tabela abaixo: VI. VI Referências bibliográficas: 1. NEDER, R. N. Microbiologia: Manual de laboratório. São Paulo. Novel., 1992. 138p. 2. PELCZAR, M., CHAN, E.C.S., KRIEG, N.R. Microbiologia, Conceitos e Aplicações. São Paulo. Makron Books do Brasil, 1996, V.1. 524p. 3. TORTORA, G.J., FUNKE, B.R., CASE, C.L. Microbiologia. Porto Alegre. Artmed Editora, 8.ª Ed. 2005. 827p. Número de Colônias Placas Aspecto Filamentoso Aspecto Cremoso Total 1- Ágar Simples (5’) 2- Ágar Simples (15’) 3- Ágar Sabouraud (5’) 4- Ágar Sabouraud (15’) Que grupos de micro-organismos formam colônias de aspecto filamentoso? E cremoso? O que ficou demonstrado pela exposição dos meios de cultura ao ar? Existe alguma relação entre o tempo de exposição e a quantidade de micro-organismos crescidos nos meios de cultura? Qual a importância destes resultados? Meio Temp. pH Características Ágar Simples (AS) 37ºC 7,0 (neutro) - Favorece o crescimento de bactérias. - Colônias cremosas e pequenas. Ágar Sabouraud (SB) Ambiente 6.5 (ácido) - Favorece o crescimento de fungos. - Colônias cremosas Leveduras. - Colônias filamentosas Fungos filamentosos. 19 O que se pode concluir em relação às condições de cultivo usadas e à população microbiana em cada uma? Discuta, considerando a composição química dos meios de cultura utilizados. Essa técnica permite a demonstração de todos os micro-organismos presentes nos ambientes estudados? Justifique sua resposta. Qual a sua conclusão sobre a prática? NÚMERO DE COLÔNIAS PLACAS ASPECTO FILAMENTOSO ASPECTO CREMOSO TOTAL 1- Ágar Simples (5’) 2- Ágar Simples (15’) 3-Ágar Sabouraud (5’) 4- Ágar Sabouraud(15’) 20 PRÁTICA 2: CONTROLE DA POPULAÇÃO MICROBIANA I. INTRODUÇÃO A microbiota das mãos apresenta uma população de micro-organismos representada por diferentes gêneros, e por uma diversificação muito grande de indivíduo para indivíduo, e em um mesmo indivíduo, de um momento a outro. Os folículos pilosos da pele são colonizados por bactérias não virulentas, que impedem a implantação de micro-organismos patogênicos, constituindo a microbiota indígena ou "microbiota residente". Na superfície da pele depositam-se micro- organismos das mais variadas fontes, mas que não a colonizam sendo de fácil remoção. Estes micro-organismos são chamados "microbiota transitória". Dependendo da atividade profissional do indivíduo seja ele médico, enfermeiro, dentista, auxiliar de enfermagem, manipulador de alimentos, entre outros, os micro-organismos presentes na microbiota da mão representam elevado risco de contaminação para outros indivíduos, porque as mãos agem como um veículo de transmissão de micro-organismos patogênicos. Muitos surtos de intoxicações alimentares, infecções intestinais, infecções hospitalares e a elevada incidência de contaminação de feridas cirúrgicas, podem ser evitados com um simples ato de lavar as mãos antes de preparar os alimentos e antes da manipulação do paciente. No hospital, a lavagem das mãos deve ser um procedimento dos mais importantes entre as medidas que se destinam ao controle de infecções hospitalares. Isto deve ser exigido de todos aqueles que manipulam doentes, inclusive do médico. A lavagem das mãos com água e sabão ou água e detergente remove a "microbiota transitória", mas a "microbiota residente" persiste, havendo necessidade do emprego do antisséptico e uso de luvas estéreis, quando o pacienteficar exposto a alto risco de infecção (cirurgia, angiografia, biópsia hepática, etc). Para a antissepsia das mãos existe uma série de produtos comerciais cabendo ao usuário a escolha de acordo com os critérios fundamentais apresentados em trabalhos científicos, que apontam as vantagens e desvantagens de cada um dos produtos. O controle artificial da população microbiana, por agentes químicos e físicos, propicia a obtenção de condições assépticas e de esterilidade em ambientes e vários materiais. O controle da população microbiana em nível de pele mucosa é um problema constante. A pesquisa da microbiota das mãos deve ser feita periodicamente em enfermeiras e médicos que cuidam de pacientes queimados, com feridas cirúrgicas, de recém-nascidos. Não raro profissionais tem colonizado na microbiota residente das mãos, bactérias patogênicas como Pseudomonas e Staphylococcus aureus, o que apresenta um grande risco de contaminação externa para os pacientes. Outro cuidado que se deve ter é em relação aos antissépticos indicados para a assepsia das mãos, verificando, antes do seu uso rotineiro, se os componentes de sua fórmula são germicidas nas concentrações indicadas, se no preparo das soluções são seguidas as especificações do fabricante, não deixando de se observar o tempo de validade das soluções em uso. Muitos produtos já lançados no mercado mostraram-se menos eficientes que o sabão neutro. Com relação ao álcool iodado, deve-se salientar que, embora seja um antisséptico de grande poder germicida, seu uso constante provoca o ressecamento da pele e que pessoas alérgicas ao iodo não devem usá-lo havendo então, necessidade de substituí-lo por outro produto de eficiência comprovada e equivalente. II. ANTISSEPSIA DAS MÃOS A antissepsia das mãos é um dos procedimentos mais simples e dos mais eficazes na prevenção e controle das infecções hospitalares (IH) e demais infecções de modo geral. A lavagem básica das mãos é realizada com água e sabão por 30 a 45 segundos. Visa a remoção da maioria dos micro-organismos da microbiota transitória e alguns da microbiota residente presentes em células descamativas, pelos, no suor e em áreas mais oleosas. 21 O objetivo desse procedimento é reduzir a transmissão de micro-organismos pelas mãos, prevenindo e controlando as infecções. A eficácia da lavagem de mãos depende da duração e da técnica. MICROBIOTA DA PELE Microbiota transitória residente ou colonizadora Microbiota indígena ou contaminante Multiplica-se na pele permanecendo estável e viável por longo período de tempo. Não se multiplica na pele. É viável por curto período de tempo. Baixa virulência (pode causar IH em pacientes imunodeprimidos, após procedimentos invasivos e na presença de soluções de continuidade na pele). Alta virulência (principais causadores de IH). Não é facilmente removível por escovação; é inativada por antissépticos. É facilmente removida pela limpeza com água e sabão; é destruída pela aplicação de antissépticos. Bactérias mais comumente encontradas: Gram- positivas mais frequentemente responsáveis pela IH: Staphylococcus spp.. Composta por microrganismos Gram-negativos. Localiza-se em maior quantidade nas mãos, áreas gordurosas e sujas. Encontrada na superfície da pele, em torno e sob as unhas. III. TÉCNICA DE LAVAGEM DAS MÃOS (FIGURAS 1 e 2) 1. Retirar relógio, joias e anéis das mãos e braços (sob tais objetos, acumulam-se bactérias que não são removidas com a lavagem das mãos.); 2. Na ausência de dispensador de pedal, abrir a torneira com a mão dominante, sem encostar-se à pia para não contaminar a roupa; 3. Molhar as mãos; 4. Colocar em torno de 3 a 5 mL de sabão líquido nas mãos; 5. Ensaboar as mãos (proporcionar espuma), pela fricção por aproximadamente 30 segundos nas duas faces das mãos (palma e dorso), espaço interdigitais, articulações, unhas e extremidades dos dedos; 6. Com as mãos em nível baixo, enxaguá-las em água corrente sem encostá-las na pia, retirando totalmente a espuma e os resíduos de sabão; 7. Enxugar as mãos com papel toalha esterilizado e descartável; 22 8. Em caso de torneira sem dispensador de pedal, fechar a torneira com o mesmo papel toalha; 9. Desprezar o papel toalha na lixeira. Figura 1 Figura 2 Preto: áreas geralmente mal lavadas Sequência de lavagem das mãos Pontilhado: áreas por vezes mal lavadas Branco: áreas geralmente bem lavadas Fonte: Adaptado por Taylor (1978): An evaluation of handwashing techniques É NECESSÁRIO LAVAR AS MÃOS SEMPRE QUE ESTIVEREM SUJAS!!! Este procedimento é imprescindível: 1. Antes de realizar trabalhos hospitalares; 2. Antes de manusear medicamentos e alimentos; 3. Antes de calçar as luvas; 4. Antes e depois do contato direto com o paciente; 5. Antes e depois de efetuar procedimentos terapêuticos e diagnósticos (sondagens, punções venosas, coleta de materiais para exame, curativos e outros), mesmo quando houver indicações da utilização de luvas; 6. Antes de realizar atos e funções fisiológicas ou pessoais como: alimentar, usar o banheiro, pentear os cabelos; 7. Antes do preparo de materiais e equipamentos (a exemplo de respiradores, nebulizadores, etc.); 8. Antes de manipular materiais e equipamentos (cateteres intravasculares, sistema fechado de drenagem urinária e equipamentos respiratórios); 9. Antes de manusear cada paciente e, às vezes, entre as diversas atividades realizadas em um mesmo paciente (por exemplo: higiene e aspiração endotraqueal); 10. Após contato direto acidental com secreções e material orgânico em geral; 11. Após contato com materiais e superfícies contaminadas; 12. Após terminar o trabalho e após retirar as luvas. OUTROS CUIDADOS ESPECIAIS Manter unhas bem aparadas e, de preferência, sem pintura excessiva; Usar papel toalha que possibilite o uso individual folha a folha. O uso coletivo de toalhas de tecido ou rolo é contra indicado, pois permanecem umedecidas quando não são substituídas; A lavagem simples das mãos pode ser completada com a fricção de álcool a 70% com 2% de glicerina. A técnica consiste na fricção de 3 a 5 mL de antisséptico nas faces e diferentes regiões das mãos por um 23 período de 15 segundos. As mãos devem ser secas espontaneamente e não por intermédio de papel toalha. A eficácia do álcool a 70% glicerinado a 2% diminui se utilizado com as mãos molhadas. IV. MATERIAL Soluções antissépticas: álcool iodado e antisséptico comercial Sabão neutro Placa de Ágar Simples Papel toalha estéril V. EXECUÇÃO Dividir a parte externa do fundo da placa de Ágar Simples em 3 setores: I, II e III; Sem lavar as mãos, abrir a placa próximo à chama do bico de Bunsen e tocar o dedo indicador no setor I. Fechar a placa; Lavar as mãos demoradamente (3 a 5 minutos) com água e sabão neutro. Enxugar as mãos com toalha estéril e tocar com o mesmo dedo indicador no setor II; Passar a solução antisséptica nas mãos (álcool iodado ou um antisséptico comercial), enxugar em papel toalha estéril e tocar com o dedo indicador no setor III; Identificar o material e incubar a placa a 37°C. VI. LEITURA E INTERPRETAÇÃO Retirar as placas de ágar simples da estufa e observar o crescimento microbiano nas diferentes áreas da placa, caracterizando os tipos morfológicos das colônias e o seu número em cada um dos setores (I, II e III). Anotar os dados nas Tabelas abaixo: VII. 7. DISCUSSÃO Verificar a eficiência da ação do álcool iodado e do antisséptico comercial usado. Como explicaras diferenças observadas no setor I, II e III? Qual foi o efeito da lavagem de mãos na população microbiana observada? Houve diferença entre o resultado obtido com antisséptico comercial e a solução de álcool iodado? Neste experimento ficou demonstrada a ação de antissépticos sobre toda a microbiota das mãos? Compare seus resultados com os de seus colegas. Houve diferença? Tente explicá-la. 24 PRÁTICA 3 - PREPARAÇÕES MICROSCÓPICAS A FRESCO I. Introdução Preparações microscópicas compreendem técnicas pelas quais espécimes microbianos são colocados sobre lâminas, para observação ao microscópio. Duas técnicas gerais podem ser utilizadas. As preparações a fresco utilizam micro- organismos suspensos em meio líquido, que podem ser examinados vivos, com auxílio ou não de corantes vitais. Nas preparações fixadas, as etapas de preparo do esfregaço e fixação antecedem a coloração das células microbianas. A visualização microscópica a fresco dos micro- organismos é difícil, dado o reduzido tamanho das células e o índice de refração, que é próximo ao da água, tornando-os praticamente incolores quando suspensos em meio aquoso. No entanto, as preparações microscópicas a fresco são úteis para observar viabilidade e atividades celulares como motilidade e fissão binária, e também observar o tamanho e a forma natural das células microbianas, pois as preparações fixadas provocam distorções na morfologia das células, devido à exposição a agentes de fixação e ao efeito de substâncias químicas durante a coloração. Nesta prática serão executadas preparações a fresco de amostras, contendo grupos distintos de micro-organismos, como bactérias, algas, protozoários e leveduras. Serão observadas a dimensão das bactérias em relação aos outros micro-organismos, a grande diversidade de células microbianas quanto ao tamanho e à forma, assim como a ocorrência ou não de motilidade. II. Objetivos: 1. Executar preparações a fresco para observação microscópica de amostras de bactérias, leveduras, protozoária e algas. 2. Treinar o manuseio adequado do microscópio óptico composto. III. Materiais: Micro-organismos: - Leveduras do fermento do pão em suspensão aquosa - Infusão de batata e amostras de água estagnada. Meios e soluções: - Solução de azul de metileno Equipamentos e utensílios: - Microscópio óptico composto - Lâminas - Lamínulas - Pipetas Pasteur IV. Procedimento: 1. Coloque sobre a lâmina limpa uma gota do material a examinar. Ao observar leveduras colocar antes, sobre a lâmina, uma gota de azul de metileno (corante vital) e depois uma gota da suspensão de leveduras (para evitar contaminação do corante com o micro- organismo) 2. Encostando um dos bordos da lamínula na gota deixe-a descer suavemente para evitar a formação de bolhas de ar entre a lâmina e a lamínula. 3. Focalize conforme procedimento descrito no item abaixo: Observações de micro- organismos ao microscópio óptico. 4. Procure campos onde os micro- organismos exibam motilidade, utilizando o “charriot”. 5. Observe as diferenças entre os micro- organismos focalizados e desenhe-os, considerando tamanho, forma e coloração. 6. Terminada a observação, desligue a luz, gire o revólver para encaixar a objetiva de menor aumento, passando pela objetiva de 10X, abaixe a platina e retire a lâmina. 7. Após a observação, descarte a lâmina e lamínula nas bandejas com detergente e desinfetante colocadas na bancada lateral. V. Observação de micro-organismos as microscópio óptico 1. Desative o microscópio, movimentando a trava; 2. Gere o revólver, encaixando a objetiva de menor aumento (10X); 3. Coloque a lâmina sobre a platina e prenda-a com a presilha (certifique-se de que a lâmina esteja bem encaixada); 4. Acenda a luz do microscópio; 5. Regule a quantidade de luz com o diafragma e abaixando o condensador (Para organismos mais transparentes diminua a luminosidade regulando a abertura do diafragma e abaixando o condensador); 6. Levante a platina, movimentando o macrométrico até seu ponto máximo; 25 7. Olhando pela ocular e movimentando o macrométrico, abaixe lentamente a platina até que o material a ser observado possa ser visualizado. Corrigir a focalização, utilizando somente o micrométrico; 8. Encaixe a objetiva de 20X e faça o ajuste da focalização com o micrométrico; 9. Observe o material, selecione uma determinada área, e encaixe a objetiva de 40X; 10. Trave o microscópio e ajuste a focalização sempre com o micrométrico. ATENÇÃO: Não levante a platina do microscópio (movimentando o macrométrico) com a objetiva de maior aumento encaixada!! VI. Referências bibliográficas: 1. NEDER, R. N. Microbiologia: Manual de laboratório. São Paulo. Novel., 1992. 138p. 2. PELCZAR, M., CHAN, E.C.S., KRIEG, N.R. Microbiologia, Conceitos e Aplicações. São Paulo. Makron Books do Brasil, 1996, V.1. 524p. 3. TORTORA, G.J., FUNKE, B.R., CASE, C.L. Microbiologia. Porto Alegre. Artmed Editora, 8.ª Ed. 2005. 827p. 26 PRÁTICA 4: PREPARAÇÕES MICROSCÓPICAS FIXADAS – COLORAÇÃO DIFERENCIAL DE GRAM I. Introdução: Bactérias são organismos unicelulares, procariotos e heterotróficos que tem uma gama de formas e tamanhos. Para se ter uma idéia, há bactérias denominadas nanobactérias ou ultramicrobactérias que possuem 0,2 a 0,05 micromêtros (μm) de diâmetro e há também bactérias que possuem de 500 a 800 micromêtros (μm) de comprimento por 2 a 6 micromêtros (μm) de diâmetro. Dado que bactérias são de uma variedade morfológica muito rica, a análise da morfologia auxilia na identificação e classificação taxonômica destes seres vivos que diferem bastante quanto ao tamanho, estruturas reprodutoras e formas. Sendo assim, a análise morfológica é uma excelente forma de análise, devido a relativa simplicidade e rapidez. As bactérias, além de apresentarem uma variedade morfológica, possuem diversas adaptações fisiológicas, o que possibilita a identificação de determinados grupos por suas especificidades fisiológicas. Desta forma, em laboratório, uma série de provas bioquímicas podem ser realizadas para a verificação destas características, que muitas vezes são marcantes em grupos bacterianos. A partir do conhecimento da fisiologia bacteriana se prediz o seu potencial patogênico e outras características quanto à utilidade para o homem, como por exemplo, potenciais fermentadores. Qual é o tamanho das células bacterianas? Como é possível a visualização destas células? Como se prepara o material para observação? Porque um corante se fixa em um grupo de bactérias e em outro não? Onde este corante se fixa? E por quê? Qual a importância da visualização dos micro-organismos e de detalhes de sua estrutura no estudo dos mesmos? Além do estudo da morfologia de um determinado micro-organismo, para aprofundar no conhecimento dos mesmos, é importante que se possa: Cultivá-los em laboratório; Separá-los de outros (isolamento); Identificá-los. COLORAÇÃO DIFERENCIAL DE GRAM (MODIFICADA POR BURKE & KOPELOFF- BURMAN) A técnica de coloração de Gram foi desenvolvida no final de século XIX por Hans Christian Gram numa tentativa de diferenciar o patógeno Streptococcus pneumoniae das células do tecido pulmonar humano. A técnica de coloração de Gram é uma coloração diferencial, ou seja, um procedimento que permite a distinção de grupos bacterianos baseado na habilidade dos mesmos em reter certos corantes. A coloração de Gram é utilizada rotineiramente nos estudos de bacteriologia, pois permite separaras bactérias Gram-positivas e bactérias Gram-negativas. Essa distinção tem importância fundamental no diagnóstico e na classificação de bactérias, sendo empregado na microbiologia clínica como o primeiro passo para a identificação de bactérias patogênicas. Na técnica de coloração de Gram são utilizadas quatro soluções, as quais são aplicadas sequencialmente ao esfregaço fixado a uma lâmina. O primeiro corante, Cristal violeta (CV), cora as células bacterianas de roxo escuro. Em seguida é aplicada uma solução de Iodo (I), denominada Lugol. O Lugol funciona como mordente, aumentando a interação entre a célula bacteriana e o primeiro corante, formando um complexo insolúvel, Cristal violeta- iodo (CV-I). A terceira solução, álcool, é então aplicada brevemente e atua com descolorante. Esta é a etapa crítica da técnica de coloração diferencial de Gram. As bactérias Gram- negativas quando lavadas com o descolorante 27 perdem rapidamente o complexo CV-I, ficando incolores. Devido a diferenças de natureza química e estrutura da parede celular bacteriana, as bactérias gram-positivas resistem à descoloração pelo álcool, retendo o complexo CV-I, permanecendo roxas. A ação do álcool como removedor do complexo CV-I da célula, depende da concentração de lipídeos e da espessura da parede celular bacteriana. O último reagente utilizado na coloração de Gram é o corante de contraste, Safranina ou fucsina, que colore as bactérias Gram-negativas de rosa avermelhado, mas não altera a cor roxa das bactérias Gram-positivas. Além da coloração de Gram, outras técnicas de coloração diferencial são também utilizadas para a distinção de grupos bacterianos específicos. Por exemplo, a técnica de Ziehl- Neelsen (ácido-rápido) tem sido utilizada na identificação de micobactérias e no diagnóstico de tuberculose e hanseníase. Microbiologistas também utilizam técnicas de coloração especial que permitem a visualização de estruturas celulares como flagelo, cápsula, esporo e núcleo, dentre outras. II. Objetivos: 1. Realizar a técnica de coloração diferencial de Gram para observação ao microscópio óptico; 2. Diferenciar bactérias de acordo com sua resposta à coloração de Gram; 3. Interpretar os resultados da coloração diferencial de Gram. III. Material: Culturas bacterianas: - Escherichia coli e Bacillus sp. (subtilis ou cereus), cultivados por aproximadamente 24 h em meio líquido ou sólido. Equipamentos e utensílios: - Microscópio óptico - Alça de repicagem - Lâminas - Bico de Bunsen - Bandejas - Pote estéril; - Palito estéril; - Suportes para lâminas Soluções: - Cristal violeta - Fucsina ou safranina - Lugol - Etanol 95% ou acetona-éter - Água destilada - Óleo de imersão IV. Procedimento: Prepare os esfregaços transferindo assepticamente uma pequena porção das culturas bacterianas e saliva para lâminas previamente limpas e flambadas, contendo uma pequena gota de água destilada. Com movimentos circulares, utilizando a alça de repicagem, espalhe a suspensão, formando uma camada fina e uniforme na área central da lâmina. Aguarde até o esfregaço secar completamente no ar. 1. Fixe o esfregaço passando cada lâmina duas a três vezes sobre a chama do bico de Bunsen. Deixe a lâmina esfriar ao ambiente; 2. Inicie a coloração de Gram (Figura 1). RESPEITE O TEMPO INDICADO PARA CADA REAGENTE. Cubra o esfregaço com o corante Cristal Violeta por um minuto, em seguida, utilizando a pisseta, lave o corante com água destilada; 3. Cubra o esfregaço com a solução de lugol, por um minuto; 4. Lave o excesso de lugol com água destilada; 5. Lavar novamente e descorar com acetona- éter ou álcool 95% (tempo delicado); 6. Lavar o esfregaço com água e cobri-lo com solução de safranina (fucsina) por 30 segundos; 7. Lave novamente a lâmina com água. Em seguida deixe a preparação secar ao ar ou entre folhas de papel de filtro; 8. Focalize o material usando, sequencialmente, as objetivas de 10X e 40X; 28 I. Trave o microscópio; adicione uma gota de óleo de imersão sobre o esfregaço e observe com a objetiva de 100X, ajustando o foco com o botão micrométrico; II. Após finalizar a observação e preencher a página de resultados da apostila, descarte o material nas bandejas contendo detergente, localizadas nas bancadas laterais. V. - Referências bibliográficas: 1. NEDER, R. N. Microbiologia: Manual de laboratório. São Paulo. Novel., 1992. 138p. 2. CAPPUCCINO, J.G. & SHERMAN, N. Microbiology, a laboratory manual. Benjamim/ Cummings Publishering Company, Inc. 1987. 458p. 3. PELCZAR, M., CHAN, E.C.S., KRIEG, N.R. Microbiologia, Conceitos e Aplicações. São Paulo. Makron Books do Brasil, 1996, V.1. 524p. 4. TORTORA, G.J., FUNKE, B.R., CASE, C.L. Microgiologia. Porto Alegre. Artmed Editora, 8.ª Ed. 2005. 827p. 29 VI – Resultado Micro-organismos Gram-positivos: corados em roxo; Micro-organismos Gram-negativos: corados em rosa; Desenhe as formas bacterianas observadas no esfregaço, os tipos de agrupamentos presentes e a cor que tomaram após a coloração. VII – Leitura e interpretação Observar cada esfregaço isoladamente; Diferenciar: 1. Células Gram-positivas: coradas em roxo ou violáceo. 2. Células Gram-negativas: coradas em róseo ou vermelho. Caracterizar: 1. Tipos de células e agrupamentos Gram-positivos. 2. Tipos de células e agrupamentos Gram-negativos. Gram-positivo Gram-negativo 1. Quais as diferenças de composição química da parede celular de Gram-positivos e Gram-negativos? 2. Qual a importância da coloração de Gram na prática bacteriológica? 3. Ao corar um esfregaço pelo método de Gram, quais seriam os cuidados necessários para se evitar resultados falsos ou de difícil interpretação? 4. Quais as etapas essenciais da preparação de um esfregaço fixado e corado? 5. Com relação ao método de Gram, quais as explicações propostas para o esclarecimento do fundamento desta coloração? 6. As bactérias do gênero Mycobacterium não se coram pelo método de Gram. Qual seria uma explicação para esse fato? PROCEDIMENTO PARA COLORAÇÃO DE GRAM 30 FIXAÇÃO DO ESFREGAÇO COLORAÇÃO Fonte: http://pathmicro.med.sc.edu/fox/culture.htm 31 PRÁTICA 5: IDENTIFICAÇÃO BACTERIANA I. Introdução: Após o isolamento em cultura pura os micro-organismos podem ser identificados no laboratório. A identificação de bactérias é realizada observando-se características morfológicas, como dimensão, forma, arranjo e estrutura das células, culturas, que se referem à aparência macroscópica em diferentes meios de cultura; fisiológicas, relacionadas à capacidade dos micro-organismos em sintetizar enzimas intra ou extracelulares, de assimilar diferentes substratos ou gerar produtos metabólicos específicos e genéticos, por meio da identificação de regiões específicas do genoma da célula. O metabolismo celular compreende transformações dos nutrientes por reações químicas organizadas, catalisadas por enzimas. As enzimas são a expressão do potencial genético da célula, e a avaliação da presença de um conjunto definido de enzimas pode auxiliar na identificação dos micro-organismos. Enzimas microbianas podem ser intracelulares ou extracelulares. Enzimas extracelulares ou ligadas à parede exercem sua atividade catalítica fora da célula. Algumas transformam substratos de elevado peso molecular em compostos menores, para serem transportados através da membranae metabolizados no interior da célula. Enzimas intracelulares são responsáveis pela síntese das estruturas celulares e pela produção de energia. O metabolismo gera produtos que são excretados pela bactéria no meio de cultura, e a presença ou ausência desses produtos, também pode ser utilizada na sua identificação. Milhares de espécies bacterianas já foram isoladas e suas características descritas no manual de Bergey, uma referência em qualquer estudo taxonômico de bacteriologia. Numa rotina de identificação, os resultados de vários testes são comparados aos de espécies descritas neste manual. Nesta prática, algumas provas bioquímicas utilizadas na identificação de bactérias serão demonstradas, como presença da enzima extracelular amilase, responsável pela hidrólise do amido e de algumas enzimas intracelulares e de membrana, como triptofanase e citrato permease. II. Objetivos: 1. Familiarizar o aluno com algumas das principais provas utilizadas na identificação de bactérias. 2. Treinar a rotina de identificação de bactérias. III. Materiais: Culturas bacterianas: - As bactérias serão identificadas pelos alunos ao final da aula. Equipamentos e utensílios: - Alça de repicagem - Bico de Bunsen - Estufa a 37°C - Placa de Petri - Pipetas de 1mL - Pipetas Pasteur Meios líquidos: - Teste do Indol: Caldo de triptona (pH 7) - Teste do vermelho de metila e voges- proskauer: Meio de Clark e Lubs (pH 7,0 e 7,2) - Fermentação de açúcares: água peptonada adicionado do indicador vermelho de fenol (pH 7,3) e do açúcar a ser testado. Meios sólidos: 32 - Teste do citrato: Ágar citrato de simmons (pH: 7,3) - Teste de degradação do amido: Ágar nutriente contendo 0,2% de amido (pH 6,8 – 7,0) Reagentes e corantes: Citados quando descritos os testes. IV. Procedimento: Avaliação dos conjuntos de testes previamente inoculados: Cada turma prática receberá 5 conjuntos de provas, previamente inoculados com uma espécie de bactéria. As seguintes provas devem ser avaliadas em cada conjunto: 1 – Indol 2 – Vermelho de Metila 3 – Voges-Proskauer 4 – Citrato 5 – Amido 6 – Fermentação de Açúcares – Glicose V. Princípio e Execução dos Testes Bioquímicos 1 – TESTE IMViC São assim denominados os seguintes testes bioquímicos: Indol, Vermelho de Metila, Voges- Proskauer “i” Citrato, importantes para diferenciar as bactérias entéricas (intestinais) de natureza patogênica ou não, que podem estar presentes como contaminantes da água e dos alimentos. 1.1- Produção de Indol A ação de triptofanases bacterianas sobre o aminoácido triptofano, presente em peptonas, gera um produto volátil denominado indol. A presença do indol pode ser detectada pela adição do reativo Kovacs (3 a 4 goras), após crescimento da cultura, resultando na formação de uma coloração vermelha na superfície do meio (resultado positivo). A ausência da coloração vermelha indica que o triptofano não foi hidrolisado (resultado negativo). 1.2- Vermelho de Metila Algumas bactérias fermentam a glicose com produção dos ácidos fórmicos, acéticos, láticos, succínios e outros produtos. Esses ácidos promovem uma diminuição nos valores de pH do meio. Essas diferenças metabólicas podem ser evidenciadas pela adição de uma solução de vermelho de metila (indicador de pH) ao meio onde foi cultivada a bactéria de interesse (10 gotas). Em meio ácido (pH<4,2), o indicador torna-se vermelho (resultado positivo); em pH ≥4,2 o indicador adquire cor amarela (resultado negativo). 1.3 – Voges-Proskauer Algumas bactérias fermentam a glicose com produção de ácido acético que posteriormente, se transforma em produtos neutros como acetil-metil-carbinol (acetoína). A detecção de acetoína constitui a base da reação VP. Em presença de oxigênio a acetoína forma diacetil que, ao reagir com o KOHm forma um complexo de cor róseo- avermelhado. Após crescimento da bactéria, adiciona-se a cada tubo com 2 mL, 45 gotas do reagente I de Barrit (solução de α-naftol 5%) e 15 gotas do reagente II (solução de KOH 40%). Agite o tubo vigorosamente e deixe em repouso por pelo menos 15 min. Na presença dos reagentes, a acetoína é oxidada a diacel, levando ao aparecimento de uma coloração róseo-avermelhada (resultado positivo). Utilização do Citrato A assimilação do citrato indica a presença de citrato permease, que transporta o citrato para o interior da célula. Do metabolismo do citrato é produzido piruvato e CO2. Este último ao reagir com o sódio presente no meio, forma carbonato de sódio, elevando o pH. O meio Águar Citrato de Simmons (pH 7,3 – Verde) possui citrato de sódio como única fonte de carbonato e azul de bromotimol como indicador de pH. Com o aumento do pH o meio adquire uma cor azul (pH≥7,6), indicando resultado positivo. 33 2 – HIDRÓLISE DO AMIDO Bactérias que utilizam o amido como fonte de carbono produzem amilase, enzima extracelular capaz de hidrolisar o amido. A ação desta enzima pode ser facilmente evidenciada estriando a bactéria a ser testada em meio sólido contendo amido (0,2%) e adicionando, após o crescimento, solução saturada de iodo (Lugol) sobre o meio de cultura. O iodo reage com o amido formando um complexo de cor azul. O aparecimento de zonas claras ao redor das colônias de bactérias indica o desaparecimento das cadeias de amido pela secreção da enzima, resultado positivo para amilase. 3 – FERMENTAÇÃO DE AÇÚCARES Nesta prova bioquímica, é avaliada a capacidade de utilização de determinados carboidratos pela bactéria, principalmente mono e dissacarídeos, por meio da produção de ácidos ou gás. Utiliza-se meio de cultivo básico adicionado a uma fonte de carbono na forma mono e dissacarídeo e de um indicador de pH (vermelho de fenol). Se a reação é alcalina a cor do meio permanece inalterada (-) se a reação for ácida, verifica-se o aparecimento de uma coloração amarela (+) no meio. A produção de gás é avaliada pela presença (+) de bolhas no interior de pequenos tubos (tubo de Durham) invertidos, dentro do meio de cultivo. V – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. BENSON, H.J. Microbiological Applications – Laboratory Manual in General Microbiology. Boston. McGraw-Hill, 7 th ed. 1998. 372p. 2. TORTORA, G.J.; FUNKE, B.R.; CASE, C.L. Microbiologia. Porto Alegre. Artmed Editora, 8ª Ed. 2005. 827p. 3. SEELEY, H.W., VanDEMARK, P.J. Microbes in Action. A Laboratory Manual of Microbiology. Freeman, 1981, 385p. 34 PRÁTICA 6: ANTIBIOGRAMA I. Introdução: Antibióticos são compostos químicos produzidos por micro-organismos, que, em pequenas concentrações, são capazes de ocasionar a morte ou inibição do crescimento de outros micro-organismos. Fungos, actinomicetos e outras bactérias são os principais produtores de antibióticos. Alem da síntese biológica, alguns desses compostos podem também ser produzidos ou modificados por síntese orgânica. Para a utilização do antibiótico para fins clínicos é necessário considerar algumas características importantes, tais como: seletividade, espectro de ação, resistência, solubilidade, efeitos na microbiota do trato intestinal, dentre outras. A determinação in vitro da sensibilidade ou resistência de bactérias a um ou vários antibióticos recebe a denominação de antibiograma. O antibiograma pode também ser utilizado para avaliar o espectro deação de novos antibióticos, ou para estabelecer a dosagem biológica dos mesmos, por meio da determinação da concentração mínima inibitória (CMI). O antibiograma pode ser realizado por meio de duas metodologias: diluições seriadas em tubos ou placas, ou por difusão em meio sólido (método de Kirby-Bauer). A rotina laboratorial mais utilizada é a metodologia de difusão em meio sólido, utilizando-se discos de papel de filtro, previamente impregnados com doses conhecidas do antibiótico e colocados em contato com a bactéria inoculada na superfície do meio. A determinação do grau de sensibilidade ou resistência da bactéria esta relacionada com o diâmetro das zonas de inibição formadas em torno dos discos de papel impregnados com os antibióticos, após 16 a 18 horas de inoculação. II. Objetivos 1 – Demonstrar a atividade antimicrobiana de alguns antibióticos selecionados; 2 – Executar o antibiograma pelo método de difusão em meio sólido (método de Kirby-Bauer), para determinar a sensibilidade de bactérias Gram-positivas e Gram-negativas a alguns antibióticos. III. Materiais Culturas bacterianas: Serratia marcescens (Gram N; Bacillus subtilis (Gram P). Equipamentos e utensílios: pipetas (1 mL), Alça de Drigalsky, Alça de repicagem, Agitador de Tubos, Pipetadores, Bico de Bunsen, Placas de Petri estéreis, recipientes contendo álcool e estufa à 37°C IV. Procedimento: 1 – Cada turma deverá executar dos antibiogramas por bancada (um com bactéria Gram-positiva e outra com bactéria Gram-negativa), utilizando a técnica de difusão em meio sólido. A cultura bacteriana a ser examinada deverá ser padronizada inicialmente para 106 UFC/mL. 2 – Transfira assepticamente 0,1mL da suspensão de células padronizadas para as placas contendo o meio sólido. Espalhe a alíquota sobre o meio de cultura sólido utilizando Alça de Drigalsky previamente flambada com álcool e resfriada assepticamente. 3 – Com o auxílio de uma pinça previamente flambada, transfira assepticamente os discos de papel contendo concentrações conhecidas de antibióticos para a superfície do meio de cultura inoculado com a cultura bacteriana. Cuidado: não pressione os discos de papel no meio de cultura! 4 – Incube as placas a 37°C por 16 a 18hs 5 – Avalie o crescimento bacteriano nas placas, procurando identificar zonas de inibição em torno dos discos de papel. Meça o diâmetro (mm) da zona de inibição com régua milimetrada, 35 anotando os resultados no quadro apresentado na folha de resultados. 6 – Compare os resultados obtidos com os valores apresentados no quadro abaixo e estabeleça se as culturas são sensíveis ou resistentes aos antibióticos testados. V. Referências bibliográficas 1. LACAZ, C.S. Antibióticos. Ed. Edgard Blucher. 1975 2. TRABULSI, L.R. Microbiologia. Ed. Atheneu. 1986 3. PELCZAR, M., CHAN, E.C.S., KRIEG, N.R. Microbiologia, Conceitos e Aplicações. São Paulo. Makros Books do Brasil, 1996, v.1. 524p. 4. TORTORA, G.J.; FUNKE, B.R.; CASE, C.L. Microbiologia. Porto Alegre. Artmed Editora, 8ª Ed. 2005. 827p. 36 PRÁTICA 7: ISOLAMENTO E OBSERVAÇÃO MICROSCÓPICA DE FUNGOS I. Introdução: Os fungos são organismos eucariotas, aclorofilados, heterotróficos, uni ou multicelulares, que se reproduzem sexuada ou assexuadamente. Possuem parede celular rígida, geralmente quitinosa ou celulósica. Seu principal material de reserva é o glicogênio. Os fungos são divididos em unicelulares e multicelulares. Os unicelulares são as leveduras, que apresentam células arredondadas ou ovais e se dividem principalmente por brotamento. Os multicelulares são chamados fungos filamentosos, miceliais ou bolores. Apresentam células com estrutura tubular e com parede rígida, a hifa, que pode ser ramificada. O conjunto de hifas é denominado micélio ou talo. A hifa pode apresentar parede transversal (septo) ou não, portanto o micélio pode ser septado ou asseptado. Constituem um grupo de micro-organismos de grande interesse prático e científico. São encontrados em todos os ambientes, na água, no solo, no ar, assim como no organismo dos animais e do homem, nos vegetais, insetos, etc. O isolamento da microbiota anemófila é importante na determinação da microbiota do ar de um determinado ambiente, no estudo da correlação de alergia e infecções com fungos e na obtenção de amostras de interesse industrial. O estudo morfológico dos bolores e leveduras é importante para a determinação do gênero e espécie. Para isso são empregados dois métodos básicos: o primeiro consiste no exame macroscópico da colônia, no qual deve ser descrito tamanho, superfície, bordas, pigmentação da superfície e verso. O segundo consiste no exame microscópico, que pode ser feito retirando-se um fragmento da colônia que é então colocado entre lâmina e lamínula, para a observação do micélio e tipos de esporos, ou então usar a técnica de Ridell para microcultivo em lâmina. A - MORFOLOGIA MACROSCÓPICA DE FUNGOS ANEMÓFILOS MATERIAL Placas de Ágar Sabouraud com diferentes tipos morfológicos de fungos EXECUÇÃO Observação macroscópica das colônias: Tamanho: As colônias leveduriformes apresentam crescimento limitado, as colônias filamentosas apresentam crescimento invasor. Textura ou consistência: Cremosas, Butirosas ou Mucóides Cotonosas Aveludadas Granulosas Pulverulentas, Membranosas / Coriáceas Verrucosas / Cerebriformes. Pigmentação da superfÍcIe e do verso: Alterada Inalterada II. DISCUSSÃO A que se devem as diferenças macroscópicas observadas em diferentes colônias? Qual a importância da observação macroscópica das colônias fúngicas? B) MORFOLOGIA MICROSCÓPICA (ESPORULAÇÃO ASSEXUADA) DOS FUNGOS ANEMÓFILOS MATERIAL Cultura de Aspergillus, Penicillium, Rhizopus, Curvularia. Lâminas e lamínulas de microscopia. Alças de platina em anel, gancho e estilete. Tubos com salina estéril. Frascos com lactofenol e azul de metileno. Bateria de corantes de Gram. Lâminas de coleção previamente preparadas. 37 LACTOFENOL ● Fenol: 20,0 g ● Ácido Lático: 20,0 g ● Glicerina: 40,0 g ● Azul de metileno (ou azul de algodão): 0,05 g ● Água destilada: 20,0 ml ● Ácido láctico clarificação ● Fenol fungicida ● Azul de metileno corante EXECUÇÃO FUNGOS FILAMENTOSOS: Para o exame microscópico das culturas de Rhizopus, Aspergillus, Penicillium e Curvularia, proceder para cada fungo da seguinte maneira: Colocar sobre a lâmina 2 gotas de lactofenol (contendo azul de metileno). Retirar com alça de platina (em gancho) um pequeno fragmento da colônia e colocar sobre a lâmina contendo lactofenol. Abrir as estruturas com auxílio do estilete. Cobrir com lamínula. Examinar com objetiva de 10 e 40X. LEITURA E INTERPRETAÇÃO Fungos filamentosos: possuem hifas que podem diferir quanto à presença ou não de septo e presença ou ausência de pigmento. Podem possuir estruturas diferenciadas nas hifas, como por exemplo: rizóides (estruturas semelhantes à raiz) e gavinhas (hifas enroladas). Presença de conidióforo: simples, ramificado, extremidades dilatadas ou não. A presença também de clamidósporos e artrósporos, conidiósporos (macroconídia e microconidia), esporangióforo e esporangiosporos. Descreva o aspecto macroscópio das culturas de Rhodotorula,Rhizopus, Aspergillus, Penicillium, Curvullaria, e em seguida anote as estruturas visualizadas microscopicamente. Os fungos são organismos heterotróficos, geralmente aeróbicos e adaptados a ambientes diversos, onde podem existir como saprófitas, parasitas ou simbiontes. Como saprofitas, os fungos degradam a matéria orgânica, transformando-a em formas químicas simples que retornam ao solo. Como parasitas, podem causar doenças em animais e vegetais. Como simbiontes, podem existir em associação com outros organismos, tais como as algas, formando os liquens, ou com as raízes das plantas, formando as micorrizas. O isolamento de fungos constitui uma etapa fundamental para a identificação e para o estudo dos requerimentos nutricionais e das substancias resultantes do seu metabolismo. Os métodos utilizados para o isolamento e cultivo de fungos dependem muito do seu habitat natural. Geralmente, empregam-se meios sólidos acidificados, com pH em torno de 4 a 5, com o objetivo de inibir o crescimento de bactérias. Fungos saprófitas do solo ou de alimentos podem ser isolados utilizando-se métodos de diluição ou de estrias em superfícies de meio solido. Para fungos parasitas de vegetais, os métodos de isolamento variam de acordo com o fungo e com o tipo de lesão. Na maioria das vezes, coletam-se fragmentos do tecido infectado, que são posteriormente transferidos para a superfície de um meio de cultura apropriado. As placas são incubadas e o isolamento é feito a partir das colônias que desenvolveram dos fragmentos do tecido. As preparações microscópicas para observação de fungos são de extrema importância, uma vez que a sua identificação depende, em grande parte, da observação de características morfológicas como o tipo de micélio e de esporos sexuados e assexuados. A classificação dos fungos filamentosos baseia-se, principalmente, no tipo de micélio vegetativo que o fungo apresenta, isto é, cenocítico (asseptado) ou apocítico (septado), e na presença de estruturas de reprodução sexuada e assexuada. A tabela abaixo resume as principais características utilizadas na identificação e classificação dos fungos filamentosos. 38 39 8 - Descrição do Laboratório de Química 3: sala 209 Dimensões: 56 m2 Capacidade de atendimento: 32 alunos Principais Equipamentos 1) Balança analítica 2) Balança semi-analítica 3) Estufa de secagem 4) Mufla 5) Banho-maria 6) Capela de exaustão de gases 7) pHmetros 8) Condutivímetros de bancada 9) Viscosímetros 10) Refratômetros 11) Espectrofotômetro UV-VIS 40 8.1 - Materiais e Equipamentos Código Descrição Quantidade Foto MEQ0001 - Autoclave vertical - Marca: Phoenix - Modelo: AV 75 1 unidade QEQ0002 - Agitador magnético com aquecimento - Marca: Fisatom - Modelo: 752A 10 unidades QEQ0003 - Balança analítica - Marca: Shimadzu - Modelo: AX200 1 unidade Código Descrição Quantidade Foto QEQ0004 - Balança semi- analítica - Marca: Shimadzu - Modelo: BL3200H 8 unidades 41 QEQ0006 - Capela de exaustão de gases - Marca: SPlabor . 1 unidade MEQ0002 - Contador de colônias - Marca: Phoenix - Modelo: CP 600 1 unidade Código Descrição Quantidade Foto QEQ0008 - Destilador de água - Marca: Quimis - Modelo: Q341-22 1 unidade MEQ0003 - Estufa - Marca: Odontobras - Modelo: EL 1.3 1 unidade 42 Código Descrição Quantidade Foto MEQ0004 - Estufa de cultura microbiológica - Marca: Fanem - Modelo: 502A 1 unidade MEQ0005 - Microondas - Marca: LG - Modelo: NS 1 unidade MEQ0006 - Microscópio óptico binocular - Marca: Opton - Modelo: TIM- 2008 4 unidades MEQ0007 - Geladeira - Marca: Consul - Modelo: CRD 48 1 unidades
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