Controle do crescimento microbiano e Resistência

Prévia do material em texto

CONTROLE DO CRESCIMENTO 
MICROBIANO
CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO
Porque controlar o 
crescimento microbiano
Prevenir a transmissão de doenças
Evitar decomposição de alimentos 
Evitar contaminação da água e do ambiente
Controle é possível 
pela ação de agentes físicos e químicos
matam ou impedem a reprodução microrganismo
CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO
Esterilização destruição de todas as formas de vida microbiana
Esterilização comercial elimina microrganismos patogênicos e deteriorantes, que 
poderiam se desenvolver na estocagem do alimento
Desinfecção destruição dos patógenos vegetativos
Anti-sepsia destruição dos patógenos vegetativos em tecido vivo
Degerminação remoção dos micróbios de uma área limitada
Sanitização tratamento destinado a reduzir as contagens microbianas 
nos utensílios alimentares até níveis seguros
Sepse termo grego para estragado ou podre, indica contaminação
Asséptico objeto ou área está livre de patógenos
Assepsia ausência de contaminação significativa
Técnicas assépticas importantes em cirurgia: minimizar contaminação
Definições
Definições
• Sufixo –cida: nome dado aos tratamentos que causam
a morte direta dos microrganismos
fungicida: mata os fungos
• Sufixo –stático ou –stase:
inibem o multiplicação dos microrganismos
Ex. bacteriostase
quando agente bacteriostático é removido:
crescimento retomado
CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO
Fatores que influenciam o tratamento microbiano
Modo de ação dos agentes de controle microbiano
Métodos de controle microbiano
CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO
FATORES QUE INFLUENCIAM O TRATAMENTO MICROBIANO
• Tamanho da população
• Natureza da população
• Concentração dos agentes
• Tempo de exposição
• Temperatura
• Condições ambientais
Ações dos agentes 
de controle microbiano
MODO DE AÇÃO DOS AGENTES DE CONTROLE MICROBIANO
Alteração da permeabilidade de membrana
lesão causa o vazamento do conteúdo celular
interfere com o crescimento da célula
vários agentes químicos e antimicrobianos 
Dano às proteínas e aos ácidos nucléicos
desnaturação das proteínas
calor ou produtos químicos
lesão ao DNA/RNA causada por
calor, radiação ou substâncias químicas
MÉTODOS DE CONTROLE DO CRESCIMENTO
• Existem 2 métodos de controle microbiano:
Métodos físicos de controle microbiano
1) Calor: úmido ou seco
2) Filtração
3)Baixas temperaturas
Métodos químicos de controle microbiano
Ex: desinfetantes, antimicrobianos e antibióticos
4) Ressecamento
5) Pressão Osmótica
6) Radiação
MÉTODOS FÍSICOS DE 
CONTROLE DO CRESCIMENTO
1) Calor
MÉTODOS FÍSICOS
Calor
Úmido
Seco
Fervura
Autoclave
Pasteurização
Flambagem
Incineração
Ar quente
1.1) Calor úmido
Desnaturação de proteínas
� Fervura
Mata formas vegetativas dos patógenos bacterianos
Mata os fungos e quase todos vírus: aproximadamente 10 minutos
Utilizado para esterilizar pratos, pias e equipamentos variados
MÉTODOS FÍSICOS
Alguns vírus da hepatite podem sobreviver a até 30 min de fervura e alguns 
endósporos bacterianos resistem à fervura por mais de 20 h.
�Autoclave
Temperatura acima da água fervente 
quanto maior a pressão na autoclave > a temperatura
Todas as células vegetativas e seus endósporos são mortos
cerca de 15 minutos: submetidos a 15 psi de pressão (121ºC) 
Utilizado para meios microbiológicos, soluções 
outros itens que podem suportar temperatura e pressão
MÉTODOS FÍSICOS
Pasteurização
É o tratamento de calor utilizado no leite
para matar todos os microrganismos os patógenos
quase todos os não patogênicos (72ºC por 15seg)
É utilizado no leite, creme e certas bebidas alcoólicas
MÉTODOS FÍSICOS
1.2) Calor seco 
� Chama direta ou flambagem:
Ação: efeito de oxidação, queimando os microrganismos
até se tornarem cinza
Processo onde o material é levado diretamente ao fogo
seja seco ou embebido em álcool
Utilizado na desinfecção de alças de inoculação
MÉTODOS FÍSICOS
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
1.2) Calor seco
� Incineração:
Ação: efeito de oxidação, queimando os microrganismos
até se tornarem cinza
Processo drástico de eliminação dos microrganismos
e que destroem o produto
Utilizado em copos, papeis, sacos e bandagens contaminados
MÉTODOS FÍSICOS
TULIO
Highlight
� Esterilização com ar quente: desnaturação de proteínas
Esterilização de vidros vazios, instrumentos cirúrgicos
agulhas e seringas de vidro
Estufa esterilizante: utilizada para 
vidrarias e outros materiais (160º C/2 h ou 180º C/1 h)
MÉTODOS FÍSICOS
TULIO
Highlight
2) Filtração
• Passagem de um líquido ou gás 
através de um material semelhante a uma tela
que aprisiona os microrganismos: fungos e bactérias
• É utilizado para esterilizar líquidos como
toxinas, vacinas, enzimas e soluções antibióticas
que são destruídos pelo calor
MÉTODOS FÍSICOS
TULIO
Highlight
Bactérias retidas na superfície de um filtro do tipo Isopore®
(Adaptado de Prescott et al., Microbiology, 1997)
3) Baixas temperaturas
Ocorre a redução das reações químicas e possível
desnaturação de proteínas: efeito bacteriostático
Usada na conservação dos alimentos, drogas e culturas
3.1) Refrigeração e congelamento
Refrigeração: método mais utilizado na preservação dos alimentos
Este método se baseia no fato da velocidade de reprodução
dos microrganismos diminuir em baixas temperaturas
MÉTODOS FÍSICOS
TULIO
Highlight
3.1) Refrigeração e congelamento
Alguns microrganismos podem sobreviver 
em temperaturas próximas ao congelamento 
podem permanecer dormentes
mas gradualmente diminuem seu número
MÉTODOS FÍSICOS
3.2) Liofilização
Utilizado na conservação prolongada
de culturas microbianas
Água é removida por vácuo
em baixa temperatura
MÉTODOS FÍSICOS
4) Ressecamento
Interrompe o metabolismo: tem efeito bacteriostático
Envolve remoção de toda água do microrganismo
Utilizado na conservação dos alimentos
MÉTODOS FÍSICOS
5) Pressão osmótica
Ação: Plasmólise
Resulta na perda de água das células microbianas
É utilizado na conservação dos alimentos
MÉTODOS FÍSICOS
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
6) Radiação
• Vários efeitos sobre as células
dependendo do comprimento de onda, intensidade e duração
• Método não utilizado na esterilização de rotina
• Ex: raios gama e raios X
usado para esterilizar 
produtos farmacêuticos e suprimentos médicos e dentários
MÉTODOS FÍSICOS
TULIO
Highlight
MÉTODOS QUÍMICOS DE 
CONTROLE DO CRESCIMENTO
• Esterilidade é obtida com poucos agentes químicos
• Agentes químicos são usados para controlar
crescimento de microrganismos em ambos
tecidos vivos e os objetos inanimados
chamados: DESINFETANTES
• Seleção do agente é problemática pois nenhum
é apropriado para todas as circunstâncias
MÉTODOS QUÍMICOS
TULIO
Highlight
MÉTODOS QUÍMICOS
• Maioria dos agentes químicos
reduzem populações microbianas em níveis seguros
removem as formas vegetativas dos patógenos de objetos
• Rótulo do desinfetante tem que conter
quais grupos de organismos será efetivo
• Concentração do desinfetante: afeta sua ação
sempre deve ser diluído como especificado pelo fabricante
Tipos de desinfetantes
1) Oxido de Etileno: gás incolor
- Insolúvel em água e em solventes orgânicos comuns
- Exerce sua atividade esporicida através da retirada (alquilação)
de grupos terminais hidroxila, carboxila, amina ou sulfidrila
- Processo bloqueia grupos reativos requeridos: processos metabólicos 
- Processo de esterilização é lento: leva em geral 16 horas
pode lesar os tecidos: antes do material ser utilizado
gás deve serdissipado
MÉTODOS QUÍMICOS
MÉTODOS QUÍMICOS- Desinfetantes
2) Aldeídos: exercem seus efeitos através da alquilação
- Mais conhecidos: formaldeído e glutaraldeído
- Formaldeído: gás que se dissolvido em água produz formalina
baixas concentrações : ação bacteriostática
altas concentrações : podem ser bactericidas
combinando-se com álcool: pode intensificar sua atividade
exposição a pele ou membranas mucosas pode ser tóxica
- Glutaraldeido: menos tóxico para tecidos vivos
mas podem causar queimaduras na pele e nas mucosas
3) Agentes oxidantes: ozônio, ácido peracético e peróxido de hidrogênio
• Peróxido de hidrogênio: mais utilizado
- Mata maioria das bactérias em concentrações de 3 a 6%
- Mata todos os organismos em concentrações maiores (10 a 25%)
- Forma oxidante ativa não é o peróxido de hidrogênio
mas sim os radicais hidroxila formados: decomposição do peróxido
- Utilizado para esterilizar implantes de plástico e próteses cirúrgicas
MÉTODOS QUÍMICOS- Desinfetantes
TULIO
Highlight
4) Halogênios: iodo e cloro
• Iodo: mais eficientes para desinfecção
- Altamente reativo precipita proteínas e oxida enzimas essenciais
- Mata todos os microrganismos
- Concentração e pH da solução: não afetam sua atividade 
- Atividade reduzida: presença de certos compostos
orgânicos e inorgânicos: ex. soro, fezes, escarro, urina e amônia
MÉTODOS QUÍMICOS- Desinfetantes
Iodo
- Iodo elementar pode ser
dissolvido em iodeto de potássio: água ou álcool
ou pode ser complexado por um carreador: chamado de iodoforo
Iodo povidona é um iodo complexado com polivinilpirolidona
é o mais utilizado: estável e não tóxico para tecidos
MÉTODOS QUÍMICOS- Desinfetantes
• Cloro
- Soluções aquosas são bactericidas
mecanismo de ação: desconhecido
-Três formas de cloro podem estar presente na água
cloro elementar (forte agente oxidante)
ácido hipocloroso
íon hipoclorito
MÉTODOS QUÍMICOS- Desinfetantes
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
5) Fenol e compostos fenólicos (derivados do fenol)
raramente utilizados: irritam a pele e tem odor desagradável
causam ruptura da membrana plasmática
algumas vezes encontrado em pastilhas para a garganta
tem efeito anestésico local, pouco efeito antimicrobiano
MÉTODOS QUÍMICOS- Desinfetantes
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
6) Álcoois
- Efetivos: contra bactérias e fungos, mas não os endósporos
- Mais utilizado: etanol e isopropanol
- Mecanismo de ação: desnaturação de proteínas
também pode romper membranas e dissolver lipídeos
- Vantagem: agir e evaporar-se rapidamente, sem deixar resíduo
- Não são antissépticos satisfatórios para feridas
coagulação de uma camada de proteína: bactérias continuam a crescer
MÉTODOS QUÍMICOS- Desinfetantes
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
Drogas Antimicrobianas 
• Quimioterapia: tratamento com substâncias químicas
• Alexander Fleming (1928) observou que
o crescimento de Staphylococcus aureus: era inibido
na área ao redor de colônias de fungos
Fungo: Penicillium notatum
componente ativo: penicilina
• Em 1940: Florey e Chain conseguem a produção da penicilina
MÉTODOS QUÍMICOS
A.Fleming
manuscritos 
de Fleming
• Essas reações inibitórias: comumente observadas
Mecanismo de ação: antibiose
• Antibiótico: substância produzida por um microrganismo
que em pequenas quantidades
inibe o crescimento de outro microrganismo
• Drogas tipo sulfa são totalmente sintéticas: Não são antibióticos
distinção muitas vezes é ignorada
antimicrobiano ou quimioterápico
• Antibióticos são fáceis de se descobrir
mas poucos têm valor medicinal e muitos são tóxicos
não apresentam vantagens em relação àqueles em uso
MÉTODOS QUÍMICOS
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
Desenvolvimento de drogas antimicrobianas
• Drogas efetivas contra bactérias: fácil encontrar ou desenvolver
Células procarióticas X células eucarióticas humanas
tipos celulares diferem substancialmente
toxidade seletiva possui muitos alvos
• Drogas efetivas contra fungos: mais difíceis de se desenvolver
Células eucarióticas X células eucarióticas humanas
nível celular: semelhantes
arsenal: contra patógeno é mais limitado
MÉTODOS QUÍMICOS
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
Espectro de atividade antimicrobiana
• Existem drogas de estreito e de largo espectro
• Drogas com estreito espectro
não afetam um grande número de microrganismos
• Drogas de largo espectro
afetam grande número de bactérias Gram + e Gram –
usada quando a identidade do patógeno
não é conhecida imediatamente
desvantagem do seu uso: grande parte microbiota normal
é destruída pela ação da droga
MÉTODOS QUÍMICOS
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
• Atualmente:
Microrganismos produtores de Antibióticos:
- 70%: Streptomyces
- 20%: Penicillium e Cephalosporium
- 10%: Outras bactérias e fungos
MÉTODOS QUÍMICOS
Propriedades ideais dos antimicrobianos :
1. TOXICIDADE SELETIVA
2. Permanecer ativo na presença de plasma, sangue e fluidos 
3. Ação preferencialmente Bactericida ou Bacteriostática ?
4. Não ser alergênico ou produzir efeitos colaterais
5. Ter AMPLO ESPECTRO de ação ?
MÉTODOS QUÍMICOS
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
Mecanismos de Ação: semelhante aos outros agentes químicos
1. Inibição da síntese de parede celular
2. Alterações funcionais da membrana celular
3. Inibição da síntese proteica
4. Inibição da síntese de ácidos nucléicos
5. Alterações no metabolismo bacteriano
MÉTODOS QUÍMICOS
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
Ação de alguns antimicrobianos
Classe de drogas contra bactérias:
Beta-lactâmicos, Quinolonas, Oxazolidinonas, Aminoglicosídeos,
Glicopeptídeos, Lincosaminas, Macrolídeos, Nitroimidazólicos,
Cloranfenicol , Sulfonamidas, Tetraciclinas
Classe de drogas contra fungos:
Poliênicos
Azólicos
Drogas que atuam na síntese de DNA/RNA
Drogas que agem sobre a parede da célula fúngica
Atuam no ergosterol
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
1) Beta-lactâmicos
Presença do anel beta-lactâmico em sua estrutura
Classe de drogas contra bactérias
Penicilinas Cefalosporinas
Monobactans
Carbapenêmicos
TULIO
Highlight
1) Beta-lactâmicos
Interferem na síntese do peptidoglicano
Bactericida
Classe de drogas contra bactérias
TULIO
Highlight
1) Beta-lactâmicos
� Exemplos de Penicilinas:
- naturais: Cristalina (aquosa), G e V
- semi-sintéticas: ampicilina, amoxacilina, oxacilina
� Exemplos de cefalosporinas
cefalexina, cefoxitina, ceftriaxona
� Exemplos de carbapenêmicos:
imipenem, Meropenem e Ertapenem
� Exemplo de monobactans: Aztreonam
Classe de drogas contra bactérias
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
2) Quinolonas
Ex. Ácido Nalidixico, Norfloxacina, Ciprofloxacina, Levofloxacina
Impedem a replicação do DNA
Inibindo a atividade da DNA girasse bacteriana
similar a topoisomerase humana
Inibem a topoisomerase humana: concentrações muito mais elevadas
Classe de drogas contra bactérias
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
3) Oxazolidinonas: bacteriostática
Linezolida: única do Brasil
Inibe a síntese proteica: impede ligação das subunidades ribossomais
Classe de drogas contra bactérias
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
4) Aminoglicosídeos:
Estreptomicina e gentamicina
Ligam-se a fração 30S dos ribossomos
- inibem síntese proteica
- produzem proteínas defeituosasClasse de drogas contra bactérias
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
5) Glicopeptídeos:múltiplo mecanismo de ação (ex. Vancomicina, Teicoplanina)
Inibem síntese da 
parede celular bacteriana
bactericida
Inibem síntese do peptidoglicano
Altera permeabilidade da membrana citoplasmática
Interferir na síntese de RNA citoplasmático
Classe de drogas contra bactérias
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
6) Lincosaminas: bacteriostático
Ex. Clindamicina
Inibem a síntese proteica: liga-se a unidade 50S
impede ligação de novos aa
Classe de drogas contra bactérias
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
7) Macrolídeos: bacteriostático
Ex.: Azitromicina, Claritromicina, Eritromicina
Alternativa terapêutica em pacientes alérgicos a Penicilina
Inibem a síntese proteica: liga-se a unidade 50S
Semelhante as lincosaminas
Classe de drogas contra bactérias
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
8) Nitroimidazólicos: bactericida
• Metronidazol: excelente atividade contra bactérias anaeróbias
• Grupo nitrito da droga atua como receptor
levando a liberação de compostos tóxicos e radicais livres
que atuam no DNA inativando-o
impedindo a síntese enzimática das bactérias
Classe de drogas contra bactérias
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
9) Cloranfenicol: bacteriostática
Inibem a síntese proteica: liga-se a unidade 50S
Semelhante as lincosaminas e macrolídeos
Classe de drogas contra bactérias
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
10) Tetraciclinas: bacteriostáticas
Liga-se à porção 30S do ribossomo
impedindo ligação RNAt
param a síntese proteica
Classe de drogas contra bactérias
11) Sulfonamidas: bacteriostáticas
Ex. Sulfadiazina e Sulfametoxazol
Inibem o metabolismo do ácido fólico por mecanismo competitivo
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
Classe de drogas contra fungos
1) Poliênicos
Fungicida
Anfotericina B e Nistatina
Liga-se ao ergosterol formando um pequeno “poro químico”
resulta em perda do equilíbrio hidroeletrolítico celular
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
Classe de drogas contra fungos
Classe de drogas contra fungos
2) Azólicos
Fungistáticos
Cetoconazol, Fluconazol, miconazol, itraconazol
Inibe a síntese do ergosterol:
Impede a ação da 14 α demetilase
não ocorre a conversão do lanosterol em ergosterol
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
Classe de drogas contra fungos
3) Drogas que atuam na síntese de DNA/RNA
Ex. Griseofulvina: atua nos microtúbulos
se liga nas tubulinas e muda sua conformação
fuso mitótico não é formado
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
Classe de drogas contra fungos
4) Drogas que agem sobre a parede da célula fúngica
- Drogas novas: Caspofungina, a Micafungina e a Anidulacandina
Inibem a síntese da β (1-3) glucana presente na parede celular
O que é a resistência a antimicrobianos?
� Ocorre quando os antimicrobianos perdem a capacidade
de controlar o crescimento ou morte microbiana
� É a forma que os microrganismos encontram
para neutralizar o efeito do antimicrobiano
�Assim, uma bactéria é considerada resistente
quando continua a multiplicar-se na presença
de níveis terapêuticos desse antimicrobiano
RESISTÊNCIA A ANTIMICROBIANOS
Porque as bactérias se tornam resistentes?
� Quando bactéria é susceptível a determinado antibiótico
é destruída pela ação do mesmo
� No entanto permanecem as bactérias resistentes
sendo as únicas então a proliferar
� Estas bactérias resistentes permanecerão no local da infecção
e tornam-se predominantes após ação do antibiótico
pressão de seleção
RESISTÊNCIA A ANTIMICROBIANOS
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
� O principal fator que favorece a resistência aos antibióticos
e que se relaciona com nossos hábitos terapêuticos
é a pressão de seleção exercida pelo uso intensivo
muitas vezes excessivo, da antibioticoterapia
� Os antibióticos são vendidos sem prescrição médica
e os doentes tomam antibióticos desnecessariamente
RESISTÊNCIA A ANTIMICROBIANOS
� Há bactérias que são naturalmente resistentes aos antibióticos
pois desenvolveram mecanismos necessários
para sobreviver na sua presença
�Antibióticos param de funcionar porque as bactérias encontram
várias formas de se contrapor às ações dos antibióticos:
Previnem que o antibiótico atinja seu alvo
Mudam o alvo
Destroem o antibiótico
RESISTÊNCIA A ANTIMICROBIANOS
TULIO
Highlight
Previnem que o antibiótico atinja seu alvo: 
� Bactérias empregam estratégias para manter os antibióticos longe
1) Impedindo que ele seja absorvido
bactérias fazem isso alterando a permeabilidade de suas membranas
ou reduzindo o número de canais disponíveis para as drogas
2) Algumas bactérias usam energia do ATP para bombear
os antibióticos para fora da célula
Bomba de efluxo
RESISTÊNCIA A ANTIMICROBIANOS
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
Mudam o alvo
�Muitos antibióticos funcionam pela aderência ao seu alvo
prevenindo-o de interagir com outras moléculas dentro da célula
�Algumas bactérias respondem alterando a estrutura do alvo
de modo que o antibiótico não possa mais reconhecê-lo
ou se ligar a ele
RESISTÊNCIA A ANTIMICROBIANOS
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
Destroem o antibiótico:
�Ao invés de ignorar a droga ou montar bloqueios moleculares
algumas bactérias sobrevivem neutralizando
diretamente os antibióticos
Por exemplo: alguns tipos de bactérias produzem enzimas
chamadas beta-lactamases que destroem a penicilina
RESISTÊNCIA A ANTIMICROBIANOS
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
Como as bactérias se tornam resistentes?
�Mecanismos de resistência são hereditários
bactéria transmite à sua descendência
resistência aos antibióticos
mas pode ainda transmiti-lo às bactérias circundantes
que coabitam com a bactéria resistente
� Desta forma as bactérias que vivem no corpo humano
sem nos causar problemas (microbiota)
se tornam resistentes
RESISTÊNCIA A ANTIMICROBIANOS
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
Como as bactérias se tornam resistentes?
�A resistência pode surgir por
aquisição de mutações espontâneas
modificação da informação genética
aquisição de genes de outras bactérias que codificam
para a resistência aos antibióticos
por transformação, conjugação ou transdução
RESISTÊNCIA A ANTIMICROBIANOS
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight
TULIO
Highlight