Aula1 Introdução à Microbiologia

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Introdução à Microbiologia 
Prof. Dr. Bárbara Paraná 
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA 
ESCOLA DE MEDICINA VETERINÁRIA E ZOOTECNIA 
DEPARTAMENTO DE ZOOTECNIA 
Microbiologia 
Estudos dos microorganismos e de suas atividades 
 
 
 Forma, estrutura, reprodução, fisiologia, metabolismo e a 
identificação dos seres microscópicos. 
 
 Distribuição natural, suas relações recíprocas e com outros seres 
vivos. 
 
 Efeitos benéficos e prejudiciais sobre os homens e animais e as 
alterações físicas e químicas que provocam em seu meio ambiente. 
Porque estudar a microbiologia? 
 São importantes para os animais, plantas e saúde do homem 
 São fonte de alimento e importantes na produção de alimentos 
 São importantes na reciclagem de resíduos 
 São úteis na produção de antibióticos, vitaminas, ... 
 São importantes na aplicação da engenharia genética tecnologia de 
DNA recombinante, terapia gênica 
 E muito mais .... 
 
Terapia genética usando um 
Adenovírus como vetor. Um novo 
gene é inserido no adenovírus, que 
é usado para introduzir o DNA 
modificado na célula humana. Se o 
tratamento for bem sucedido, o 
novo gene vai produzir uma 
proteína funcional. 
 
Tratamento de doenças 
hereditárias 
Breve Histórico 
 1665 - Robert Hooke 
 Fina fatia de cortiça – Relatou que as menores unidades vivas eram 
“pequenas caixas”, ou “células” 
 Microscópio composto – Teoria Celular - “ Todas as coisas vivas são 
compostas por células” 
 
 1673- 1723 -Anton von Leeuwenhoek 
 Animáculos – desenhos detalhados da água da chuva, de suas próprias fezes e 
de material raspado do dente 
 Animáculos= bactérias e protozoários 
Geração Espontânea 
As primeiras observações: 
Leeuwenhoek (em 1677) 
Lentes 200 a 300 X 
Breve Histórico 
 
1673-1723: 
observações relatadas à 
Sociedade Real de Londres 
Antoni Van 
Leeuwenhoek 
Antoni Van Leeuwenhoek 
Francesco Redi – forte opositor a Teoria da Geração Espontânea 
Breve Histórico 
1745 – John Needham reforça a Teoria da Geração Espontânea 
“microrganismos desenvolvem-se espontaneamente a partir de caldos” 
Breve Histórico 
1765 – o italiano Lazzaro Spallanzani demonstrou que os caldos 
nutritivos aquecidos após terem sido lacrados não desenvolviam 
crescimento microbiano algum 
Breve Histórico 
Responde então que a “força vital” necessária a geração espontânea 
tinha sido destruída pelo calor, e mantida fora dos frascos pelo lacre... 
 Teoria da Biogênese 
1858 – Rudolf Virchow desafia a teoria da Geração 
Espontânea com seu conceito de Biogênese 
“Células vivas poderiam surgir somente a partir de células vivas 
preexistentes” 
Breve Histórico 
 Pasteur (1822-1895) 
A geração espontânea de volta ao debate 
 Pasteur = 1861 – resolveu os conflitos das teorias anteriores 
através de vários experimentos 
A geração espontânea de volta ao debate 
 Pasteur = 1861 – resolveu os conflitos das teorias anteriores 
através de vários experimentos 
 Concluiu então que os microrganismos do ar eram os agentes responsáveis 
pela contaminação da matéria não-viva 
 Microorganismos não pode m originar-se de forças místicas presentes nos 
materiais não-vivos. 
 
Breve Histórico 
 1861 – Louis Pasteur 
 
 Demonstrou conclusivamente que a vida microbiana pode ser 
destruída com calor 
 
 Base das técnicas de assepsia - impedem a contaminação por 
microrganismos, métodos rotineiros em laboratório e 
procedimentos médicos 
 
Breve Histórico 
 Louis Pasteur 
 
 Descoberta da fermentação e pasteurização 
 
 Ocorreu quando mercadores franceses 
pediram a Pasteur que descobrisse porque os 
vinhos e cervejas azedavam quando enviadas 
a grandes distâncias 
 
 Muitos cientistas - AR convertia AÇÚCARES 
em ÁLCOOL 
 
 Pasteur - LEVEDURAS convertiam AÇÚCAR 
em ÁLCOOL na AUSÊNCIA de AR - 
FERMENTAÇÃO 
Breve Histórico 
 Louis Pasteur 
 
 Descoberta da fermentação e pasteurização 
 
 BACTÉRIAS - AZEDAVAM as bebidas na PRESENÇA do AR - 
ÁLCOOL – VINAGRE 
 
 PASTEURIZAÇÃO – aquecer o vinho e a cerveja o suficiente para 
matar as bactérias presentes nas bebidas 
A descoberta da relação entre microrganismos 
e decomposição de alimentos foi o passo mais 
importante para o estabelecimento da relação 
entre as DOENÇAS e os MICRORGANISMOS 
Breve Histórico 
 Teoria do Germe da Doença 
 
 Muitos se negaram a aceitar tal teoria - a doença era uma 
punição para crimes e pecados cometidos pelas pessoas 
 
 Eram causadas por demônios provenientes de odores fétidos ou 
vapores venenosos dos pântanos 
Uma representação da epidemia de cólera do nono século retrata a 
extensão da doença na forma de ar venenoso. 
Atribui a origem das doenças a emanações oriundas da 
decomposição de animais e plantas. 
TEORIA MIASMÁTICA 
Breve Histórico 
 Teoria do Germe da Doença 
 
 1860 – Joseph Lister, cirurgião inglês, aplicou a Teoria do Germe 
em procedimentos médicos 
 
 Lister conhecia o estudo do húngaro Ignaz Semmelweis, que em 
1840 havia demonstrado que médicos que não desinfetavam as 
mãos, transmitiam doença de um paciente para outro 
Lister, 1867 – primeira cirurgia asséptica 
 Substituição dos desinfetantes por fenol 
– utilização durantes cirurgias e no 
tratamento de feridas cirúrgicas 
 
 Provou então, que os microrganismos 
eram os causadores das infecções 
cirúrgicas 
Teoria microbiana das doenças 
 1843-1910 - Robert Koch: 
 
 Médico alemão rival de Pasteur - descobriu que uma bactéria 
específica causava uma determinada doença (Antraz). 
 Foi o primeiro a PROVAR que as bactérias realmente causam 
doenças 
 Revolucionou a medicina para diagnóstico e tratamento de doenças 
e aumentou a expectativa de vida em décadas. 
 
 Desenvolvimento para estudos dos microorganismos 
 Técnicas de isolamento (Cultura pura) 
 
POSTULADOS DE KOCH 
1. O organismo patogênico 
suspeito deve estar 
presente em todos os 
casos da doença e 
ausente em animais 
sadios 
 
2. O organismo suspeito 
deve ser cultivado em 
cultura pura 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. Células de uma cultura 
pura do organismo 
suspeito devem causar a 
doença em um animal 
sadio 
 
 
4. O organismo deve ser 
reisolado e demonstrar-
se idêntico ao original 
 Exceções aos Postulados de Koch 
 
“O mesmo patógeno deve estar presente em todos os casos da 
doença” 
 
 Algumas doenças possuem sintomas definidos, sendo associadas a um 
único patógeno (Ex.: Tétano) 
 
 Mas algumas doenças podem ser causadas por uma grande variedade de 
patógenos, apresentando os mesmos sintomas (Ex.: Pneumonia) 
 
 Alguns patógenos podem causar várias condições de doença (Ex.: M. 
Tuberculosis – pulmões, ossos, pele, etc) 
Breve Histórico 
 Exceções aos Postulados de Koch 
 
 
Considerações éticas também podem ser consideradas como exceções 
aos Postulados de Koch 
 
“O patógeno da cultura pura deve causar a doença quando 
inoculado em um animal de laboratório saudável e suscetível” 
 
Alguns agentes causadores de doenças em humanos não possuem 
nenhum outro hospedeiro conhecido (Ex.: HIV) 
 
Experimentos com humanos para doenças sem tratamento não são 
aceitáveis nos dias de hoje 
Breve Histórico 
 Descoberta da Vacina 
 
 
1796 - quase 70 anos antes das descobertas de Koch 
 Edward Jenner, médico britânico buscou saber mais sobre a varíola 
 As epidemias de varíolana Europa eram frequentes e letais 
Jovem que trabalhava na ordenha de vacas não contraia a doença. 
Breve Histórico 
 Descoberta da Vacina 
 
Em 1880, Pasteur descobriu como funcionava a vacina 
 Observou que a bactéria que causava cólera em aves domésticas 
perdia sua capacidade de causar doença depois de ser mantida por 
longos períodos de tempo no laboratório 
 Perda da virulência, tornavam-se avirulentas 
 Entretanto, esses microrganismos avirulentos eram capazes de induzir 
a imunidade contra infecções futuras por microrganismos de virulentos 
Breve Histórico 
 Descoberta da Vacina 
 
“VACINA - culturas de microrganismos 
avirulentos, utilizadas para inoculação 
PREVENTIVA” 
 
Na China antiga, os médicos imunizavam 
seus pacientes pela remoção de escamas de 
pústulas ressecadas de pessoas com casos 
leves de varíola, transformavam essas 
escamas em um pó fino e inseriam o pó 
nas narinas das pessoas a serem 
imunizadas 
Breve Histórico 
Estabelecimento da microbiologia como ciência e introdução de novos 
ramos: 
 
 Ecologia Microbiana 
 Descoberta da importância das bactérias na ciclagem dos nutrientes (C, 
N,S,P) (Winogradski e Beijerinck) 
 Imunologia 
Vacinas, imunoglobulinas e anticorpos monoclonais 
 Indústria 
 Drogas, antibióticos, alimentos (Fleming, Waksmam) 
 Virologia 
 Biologia Molecular 
1970 (mapeamento, recombinação e engenharia genética ) 
 
Idade de Ouro da Microbiologia 
Organização Celular 
Somente os seres vivos, com exceção dos vírus, são formados por 
unidades denominadas células. 
 
 Unicelulares: exemplo – ameba, giardia e bactérias 
 
 Pluricelulares ou Multicelulares: maioria dos seres vivos, como 
plantas e os animais. 
 
Características 
Características variadas entre os diferentes seres vivos: 
 
 Morfologia 
Nutrição (Autotróficos X heterotróficos) 
 Reprodução (sexuada X assexuada) 
 Locomoção 
 Ciclo de vida 
 
Logo, microorganismos são agrupados de acordo com estas 
características 
Sistema de Classificação dos Seres Vivos 
Linnaeus (séc XVII): reinos > Animal e Vegetal 
 
Haeckel (1866): introdução do reino Protista 
 
Whitaker (1920- 1980): Existência de cinco reinos: 
 MONERA - procariontes 
 PROTISTA – eucariontes unicelulares 
 FUNGI – eucariontes aclorofilados 
 PLANTAE -vegetais 
 ANIMALE- animais 
No século XX a classificação mais aceita passou a ter cinco reinos 
Domínio Archaea 
Filo Euryarchaeota 
Filo Crenarchaeota 
hipertermófilos 
Domínio Bactéria 
Domínio Eukarya 
Taxonomia 
 Carlos Linnaeus (1975) 
 Latim 
 A nomenclatura designa para cada micro-organismo dois nomes 
 Gênero - Letra maiúscula 
 Espécie (epíteto específico) - Letra minúscula 
Itálico ou 
subilinhado 
Ramo da biologia que trata da classificação e da nomenclatura dos seres 
vivos. 
 
 
REINO > FILO > CLASSE > ORDEM > FAMILÍA> GÊNERO > ESPÉCIE. 
 
 Lembrete: ReFiCOFaGE 
Nomenclatura 
 Carlos Linnaeus (1975) 
 Latim 
 A nomenclatura designa para cada micro-organismo dois nomes 
 Gênero - Letra maíusula 
 Espécie (epíteto específico) - Letra minúscula 
Itálico ou 
subilinhado 
Fonte do nome genérico Fonte do epíteto específico 
Salmonella typhimurium Microbiologista Daniel Salomon Provoca estupor (typh-) em ratos (muri-) 
Streptococcus pyogenes Aparência de células em cadeia (strepto-) Produz pus (pyo-) 
Penicillium cerevisiae Fungo (-myces) que usa açucar 
(saccharo-) 
Produz cerveja (cerevisia) 
Penicillium chrysogenum Forma de pincel (-penicell) sob o 
microcópio 
Produz pigmento amarelo (chryso-) 
Trypanosoma cruzi Aparência espiralada, como um saca-
rolha (Trypano- broca; soma – corpo) 
Epidemiologista Oswaldo Cruz 
Bactérias 
 São organismos relativamente simples 
 Unicelular 
 Procarioto 
 Formas variadas 
 Parede celular - Peptidioglicano 
Arqueobactérias 
 Procarioto de formas variadas 
 Parede celular sem peptidioglicano 
 Não causam doenças nos humanos e animais 
 Ambientes extremos (Halófilas, metagênicas e termófilas) 
1- Rio em Wisconsin (Hayward), com populações de bactérias férricas; 2- Bactérias férricas em "Pots chocolate", Rio 
Gibbon (Parque de Yellowstone); 3- Primavera quente ácida em Norris Geyser, Yellowstone rico em bactérias de enxofre e 
ferro 4- A lareira "fumaça preta", em alto mar, emitindo sulfetos de ferro em altas temperaturas (entre 270 e 380ºC) 
Fungos 
 Eucariotos 
 Unicelular ou pluricelulares 
 Parede celular (fungos verdadeiros) - quitina 
 Não realizam fotossíntese 
 Cogumelos (pluricelulares) 
 Leveduras (unicelulares) 
 Reprodução sexuada e assexuada 
 Absorção de nutrientes 
 
Protozoários 
 Eucarioto unicelular 
 Flagelos, cílios ou pseudópodes 
 Formas variadas 
 Reprodução sexuada e assexuada 
 Absorção ou ingestão de nutrientes 
 
Algas 
 Eucarioto, forma variada 
 Realizam fotossíntese 
 Parede celular – celulose 
 Algas de interesse - unicelular 
 Reprodução sexuada e assexuada 
 Absorção ou ingestão de nutrientes 
 
A alga marinha luminescente Noctiluca sp responsável pela Maré Vermelha 
Euglena viridis vista em microscópio 
óptico, os pontos verdes são os 
cloroplastos que podem ser vistos através 
da membrana que delimita a célula. 
 
 
Vírus 
 “Seres sem vida” 
 Dependem de outras células para sobreviver 
 DNA ou RNA 
 Simples 
 Capsídeo e envelope 
Vírus atacando uma bactéria (E. coli) 
Vírus da AIDS, varíola, ebola, raiva e bacteriófago 
Futuro da Microbiologia 
 Área médica 
• Doenças emergentes 
• Microrganismos novos 
• Reaparecimento de doenças 
 Biotecnologia e Bioengenharia 
 Bioinformática 
 Processos industriais e na área ambiental 
 Diversidade e sua aplicação 
Impacto da Microbiologia 
Alguns microorganismos são utilizados na produção de antibióticos, 
bebidas alcoólicas, pão, ácido cítrico, vinagre, acetona, ...