Controle microbiano por agentes físicos e químicos

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CONTROLE MICROBIANO POR
AGENTES FÍSICOS E QUÍMICOS
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Instituto de Biologia – IB UNICAMP
BM 215 - Microbiologia Profa.: Clarice Arns
Juliana Cristina Santiago Bastos
� O controle do crescimento microbiano começou 
há cerca de 100 anos...
Cirurgia na Universidade da Pensilvania no séc. XIX
Como manter a assepsia em uma sala com dezenas de pessoas?
CONCEITOS
� Esterilização: é a destruição de todas as formas de
vida microbiana;
� Esterilização comercial: tratamento com calor sem
degradar desnecessariamente os componentes do
alimento;
� Desinfecção: controle voltado para a destruição dos
micro-organismos nocivos em superfícies e objetos;
CONCEITOS
� Anti-sepsia: controle dirigido ao tecido vivo;
� Assepsia: É o conjunto de técnicas e medidas que têm
por objetivo impedir a entrada de microrganismos em
determinados locais; técnicas assépticas são
importantes em cirurgia para minimizar a
contaminação dos instrumentos, da equipe cirúrgica e
do paciente.
CONCEITOS
� Sufixo –cida: usado para tratamentos que causam a
morte direta dos micro-organismos (virucida, biocida);
� Sufixo –stático ou –stase: usados para tratamentos
que inibem o crescimento e multiplicação das
bactérias (bacteriostático);
A TAXA DE MORTE
MICROBIANA
� Quando as populações bacterianas são aquecidas ou
tratadas com substâncias químicas antimicrobianas,
elas normalmente morrem em uma taxa constante;
� Fatores que influenciam a efetividade dos
tratamentos antimicrobianos:
1. O número de micro-organismos
2. Influências ambientais
3. Tempo de exposição
4. As características microbianas
Ordem decrescente de resistência de micro-
organismos a biocidas químicos
Mais resistente
Menos resistente
Prions
Bactérias gram-negativas
Endosporos
Micobactérias
Bactérias gram-positivas
Vírus sem envelope
Fungos
Vírus com envelope lipídico
AÇÕES DOS AGENTES DE
CONTROLE MICROBIANO
� Diversos agentes matam ou inibem o crescimento dos
micro-organimos de várias maneiras.
� Alteração na permeabilidade da
membrana;
� Dano às proteínas e aos ácidos nucléicos.
MÉTODOS FÍSICOS DE
CONTROLE MICROBIANO
MÉTODOS FÍSICOS DE
CONTROLE MICROBIANO
Métodos para preservar 
alimentos provavelmente são 
utilizados desde a Idade da 
Pedra.
MÉTODOS FÍSICOS DE
CONTROLE MICROBIANO
Ao selecionar métodos de controle microbiano, deve-
se considerar:
� os efeitos além dos micro-organismos;
-Vitaminas e antibióticos podem ser inativados pelo
calor; materiais de borracha ou látex danificados pelo
aquecimento repetido
� questões econômicas;
-Instrumentos descartáveis
CALOR
� Desnaturação de enzimas, resultando em mudanças
na forma tridimensional das proteínas, tornando-as
inativas.
1. Ponto de morte térmica: menor temperatura em que
todos os micro-organismos em uma suspensão líquida
específica morrem em 10 minutos;
2. Tempo de morte térmica: período mínimo de tempo
em que todas as bactérias de uma cultura líquida
morrem em uma dada temperatura.
CALOR ÚMIDO
� Mata os micro-organismos principalmente pela
coagulação das proteínas, que é causada pela ruptura
das interações de hidrogênio (desnaturação) que
mantêm as proteínas em sua estrutura
tridimensional.
Fervura
Autoclave
A autoclave é utilizada a 121ºC 
durante 15 a 20 minutos
A autoclave é utilizada para 
esterilizar meios de cultura, 
instrumentos, equipamentos, 
soluções etc.
CALOR SECO
� Mata por efeitos de oxidação;
1. Chama direta: queima os contaminantes até se
tornarem cinzas;
2. Incineração: queima até se tornarem cinzas;
3. Esterilização com ar quente: Forno Pasteur
�calor seco ou ar quente em temperaturas
suficientemente altas levam os microrganismos à
morte.
�Leva mais tempo que o calor úmido: 150° - 180°C
durante 120 a 180 minutos.
�Utilizado para esterilizar materiais que não podem ser
esterilizados por calor úmido;
• É indicado para substâncias em pó, vidrarias e todas
substâncias que não podem entrar em contato com a
água.
PASTEURIZAÇÃO
� Aquecimento suficiente para eliminar micro-
organismos patogênicos, sem alterar seriamente o
sabor do produto. O processo também diminui o
número de micro-organismos, mantendo a qualidade
do leite quando em refrigeração; em média 71°C/30
min, seguido por resfriamento rápido;
� Os tempos e temperaturas de pasteurização para
cada alimento diferem consideravelmente;
*O leite pode ser também esterilizado (UHT- ultra-
high temperature): pode ser armazenado sem
refrigeração. 140°C/71°C em 5 seg.
FILTRAÇÃO
� Passagem de um líquido ou gás através de um material
semelhante a uma tela, com poros pequenos o suficiente
para reter os micro-organismos;
� Usada para esterilizar os materiais sensíveis ao calor, como
enzimas, vacinas e soluções antibióticas;
� Algumas salas recebem ar filtrado para reduzir o número
de micróbios transmitidos pelo ar;
� Filtros HEPA (high efficiency particulate air): retém micro-
organismos >0,3µm de diâmetro.
ESTERILIZAÇÃO COM FILTRO
Capela de fluxo laminar arrumada
corretamente.
Capela de fluxo laminar
desorganizada e superlotada.
BAIXAS TEMPERATURAS
� O efeito depende do micro-organismo específico e da
intensidade da aplicação;
• Refrigeradores comuns: taxa metabólica reduzida inibe
reprodução e síntese de proteínas. Exceção: psicotróficas;
• As bactérias patogênicas não crescem em temperatura de
refrigerador. Exceção: Listeria;
• O congelamento lento é mais nocivo ; os cristais de gelo se
formam e crescem rompendo a estrutura celular e
molecular das bactérias.
ALTA PRESSÃO
� Altera as estruturas moleculares das proteínas e dos
carboidratos, resultando na rápida inativação das
células bacterianas;
� Alta pressão + temperatura elevada: capaz de matar
endosporos.
� Na ausência de água, os micro-organismos não podem
crescer ou se reproduzir, mas podem permanecer
viáveis por anos. Então, quando a água estiver
disponível, podem retomar seu crescimento e divisão.
DESSECAÇÃO
PRESSÃO OSMÓTICA
� Altas concentrações de sais e açúcares criam um
ambiente hipertônico que ocasiona a saída da água da
célula microbiana;
� Semelhante à dessecação;
� Conservação de alimentos como carnes (sal) e frutas
(açúcar);
� Os fungos e bolores são muito mais capazes que as
bactérias de crescer em materiais com baixa umidade
ou alta pressão osmótica.
RADIAÇÃO
� Tem vários efeitos sobre as células, dependendo de
seu comprimento de onda, intensidade e duração;
� Tipos:
1. Radiação ionizante:
Raios gama, raios X ou feixes
de elétrons.
Destruição do DNA
-Alta penetração
Obs: pouco usado devido alto custo.
2- Radiação não-ionizante:
- Luz ultravioleta (UV)
Lesão do DNA
Lâmpadas UV em salas de hospitais,
enfermarias, salas de cirurgia: controle dos
micro-organismos do ar.
Não é muito penetrante; é necessária
exposição direta.
*Exposição prolongada - riscos
RADIAÇÃO
O ESPECTRO DE ENERGIA
RADIANTE
MÉTODOS QUÍMICOS DE
CONTROLE MICROBIANO
� São utilizados para controlar o crescimento de micro-
organismos em tecidos vivos e objetos inanimados;
� A maioria somente reduz as populações microbianas
em níveis seguros ou removem as formas vegetativas
dos patógenos de objetos.
MÉTODOS QUÍMICOS DE
CONTROLE MICROBIANO
� A concentração de um desinfetante afeta sua ação;
assim, ele sempre deve ser diluído exatamente como
especificado pelo fabricante;
� Esfregar e lavar a área antes de aplicar o desinfetante;
� Pode ser necessário deixar por 
longos períodos.
MÉTODOS QUÍMICOS DE
CONTROLE MICROBIANO
TIPOS DE DESINFETANTES
FENOL E COMPOSTOS
FENÓLICOS
� Fenol: atualmente, raramente utilizadocomo anti-
séptico ou desinfetante, pois irrita a pele e tem um
odor desagradável;
� Ação anestésica – pastilhas para a garganta;
� Compostos fenólicos: contêm molécula de fenol
quimicamente alterada para reduzir suas qualidades
irritantes ou aumentar sua atividade antibacteriana;
� Provocam lesões na membrana plasmática lipídica, o
que resulta em vazamento do conteúdo celular.
� Vantagens: permanecem ativos na presença de
compostos orgânicos, são estáveis e persistem por
longos períodos após a aplicação. Ex.: cresóis
� Bifenóis:
- hexaclorofeno: usado em procedimentos de controle
microbiano cirúrgico e hospitalar;
- triclosano: ingrediente de sabonetes antibacterianos
e de alguns cremes dentais. Inibe as ações de uma
enzima necessária à biossíntese de lipídeos, que afeta
a integridade da membrana plasmática.
BIGUANIDAS
� Clorexidina:
- Controle microbiano da pele e das membranas
mucosas;
- Forte afinidade de ligação e baixa toxicidade;
- Causa lesão à membrana plasmática.
HALOGÊNIOS
� Iodo: eficaz contra todos os tipos de bactérias, muitos
endosporos, vários fungos e alguns vírus;
� Mecanismo proposto: combina-se com certos
aminoácidos de enzimas e outras proteínas celulares;
o modo de ação exato ainda é desconhecido;
� Usado na desinfecção da pele e no tratamento das
feridas.
� Cloro: ácido hipocloroso (formado quando adicionado
à água) é um forte agente oxidante que impede o
funcionamento de boa parte do sistema enzimático
celular;
� Usado para desinfetar a água potável municipal, a
água das piscinas e o esgoto;
� Hipoclorito de sódio: usado como desinfetante
doméstico e alvejante, e como desinfetante em
fábricas de processamento de laticínios e alimentos.
HALOGÊNIOS
ÁLCOOIS
� Os álcoois matam efetivamente as bactérias e os
fungos, mas não os endosporos e os vírus não-
envelopados;
� Provocam desnaturação das proteínas, e podem
também romper membranas e dissolver lipídeos;
� Vantagem: agem e, então, evaporam
rapidamente, sem deixar resíduo;
� Ex.: etanol e isopropanol (70%).
METAIS PESADOS E SEUS
COMPOSTOS
� Ação Oligodinâmica
Pequenas quantidades são efetivas
A. Prata
Bandagens impregnadas que liberam lentamente os
íons; combinação com drogas (sulfadiazina de prata)
B. Mercurio
Mercurocromo
C. Cobre
Sulfato de cobre (algicida)
AGENTES DE SUPERFÍCIE
� Tensoativos ou surfactantes
� Podem reduzir a tensão de superfície entre as
moléculas de um líquido;
� Inclui sabões e detergentes.
COMPOSTOS QUATERNÁRIOS
DE AMÔNIO
� Agentes de superfície mais utilizados;
� Afetam a permeabilidade da membrana;
� Efetivos contra gram +, pouco contra gram -;
� Agem em fungos e virus envelopados.
� Ex.: cloreto de benzalcônio, cloreto de
cetilpiridínio (cepacol)
ALDEÍDOS
� Estão entre os antimicrobianos mais efetivos;
� Ex.: formaldeído e glutaraldeído
� Inativam proteínas formando ligações cruzadas
covalentes com vários grupos funcionais orgânicos;
� O glutaraldeído é menos irritante e mais efetivo; é
utilizado para desinfetar os instrumentos hospitalares;
ESTERILIZANTES GASOSOS
� Desnatura proteinas, substitui grupos funcionais
por alquilas
Oxido de etileno:
� Mata endosporos [4 a 18 horas]
� Tóxico e explosivo
� Alta penetração
� Hospitais possuem câmaras para esterilização de 
grandes equipamentos
AGENTES OXIDANTES
Agentes oxidantes: 
� Oxidam componentes celulares
A. Ozônio:
� Usado com cloro para desinfetar agua
� Mais eficiente que cloro, menos estável e caro
B. Peróxido de hidrogênio:
� Antisséptico
� Desinfecção de objetos
� Mata esporos em altas temperaturas
C. Peroxido de benzoíla:
� Acne
AGENTES OXIDANTES