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História e Evolução da Microbiologia PRO FA MSC. TATIANE AMABILE Breve histórico da microbiologia • Primeiros microrganismos: 3,5 a 3,8 bilhões de anos • Início da Ciência Microbiologia ~ 200 anos • Van Leeuwenhoek – considerado Fundador da Microbiologia Entre 1673 e 1723: • Escreveu uma série de cartas para a Sociedade Real de Londres descrevendo os “animálculos” que ele viu através de seu microscópio simples e rudimentar. Suas observações foram feitas: de água da chuva, de suas próprias fezes e de material raspado de seus dentes. Breve histórico da microbiologia Breve histórico da microbiologia Teoria da Geração Espontânea ou abiogênese Até a segunda metade do século XIX, muitos cientistas e filósofos acreditavam que algumas formas de vida poderiam surgir espontaneamente da matéria morta ou de matéria bruta Acreditava-se que larvas de insetos, como larvas de moscas, poderiam surgir de corpos em decomposição. A vida surgia de matéria não viva Foi proposta por filósofos e cientistas, como Aristóteles, René Descartes e Isaac Newton. Breve histórico da microbiologia Muitos cientistas DISCORDAVAM da teoria da abiogênese • Experimentos de Francesco Redi - médico Italiano (1668) Os experimentos de Redi constituíram forte impacto sobre a teoria da geração espontânea Breve histórico da microbiologia John Neddham (1745) • Reforçou a teoria da abiogênese • Declarou que microrganismos surgem espontaneamente em caldos nutrientes após aquecimento Breve histórico da microbiologia Lazzaro Spallanzani (1765) – Cientista Italiano • Sugeriu que os microrganismos do ar teriam entrado nas soluções de Needham após estas terem sido fervidas • Demonstrou que os caldos nutrientes esterilizados após serem lacrados em um frasco não apresentavam desenvolvimento microbiano Negava a Teoria da Abiogênese Breve histórico da microbiologia Rudolf Virchow (1858) – Cientista Alemão • Introduziu a teoria da Biogênese afirmando que células vivas poderiam surgir somente de células vivas preexistentes Breve histórico da microbiologia • Louis Pasteur (1861): Louis Pasteur demonstrou que os microrganismos estão presentes no ar e em todos os lugares e ofereceu provas para a Teoria da Biogênese Refutou a Teoria da Geração Espontânea! Breve histórico da microbiologia O experimento de Pasteur: • demonstrou que os microrganismos estavam presentes no ar e podiam contaminar soluções estéreis, mas o ar por si só não podia criar micróbios • demonstrou que a vida microbiana pode ser destruída pelo calor e que podem ser elaborados métodos para bloquear o acesso de microrganismos do ar aos ambientes nutritivos – Base das técnicas assépticas • surgimento de vida em soluções não vivas pode ser atribuído aos microrganismos que já estavam presentes no ar e nos próprios fluidos • forneceu evidências de que os microrganismos não podem se originar das forças místicas presentes em materiais não vivos Breve histórico da microbiologia Os experimentos de Pasteur: • Pasteur também trabalhou na resolução de problemas na indústria do vinho e da cerveja: por que ocorre deterioração (azedam)? Fermentação Transformação do açúcar em álcool através de processos anaeróbicos Levedura (fungos) Azedamento Transformação do álcool em ácido acético através de processos aeróbicos Bactérias Pasteurização: aquecimento da cerveja e do vinho o suficiente para matar a maioria das bactérias que causavam o estrago Breve histórico da microbiologia A teoria do germe da doença • Antes de Pasteur: relação entre microrganismo e doença era desconhecida • A cura das doenças ocorria por tentativa e erro •A descoberta de que as leveduras possuem um papel fundamental na fermentação primeiro elo de ligação entre a atividade dos microrganismos e as modificações físicas e químicas nos materiais orgânicos. Se os micróbios estragam alimentos, também podem nos deixar doentes! A teoria do germe da doença • Agostino Bassi (1835) e Pasteur (1865) mostraram uma forte relação entre os microrganismos e as doenças. • Joseph Lister introduziu o uso de um desinfetante para a limpeza das feridas cirúrgicas, a fim de controlar as infecções nas pessoas (década de 1860). • Robert Koch • provou que os microrganismos causam doenças. • postulados de Koch (1876): procedimentos que são utilizados para provar que um microrganismo causa uma doença específica. Breve histórico da microbiologia Postulados de Koch 1. O patógeno deve ser isolado do hospedeiro doente e cultivado em cultura pura. 2. O patógeno obtido da cultura pura deve causar a doença quando inoculado em um animal de laboratório suscetível e saudável. 3. O patógeno deve ser isolado do animal inoculado e deve ser, necessariamente, o organismo original. 4. O mesmo patógeno deve estar presente em todos os casos da doença.Robert Koch (médico alemão – 1877) demonstrou que o Bacillus anthracis, sempre esteve presente no sangue de animais que tinham a doença e não estavam presentes em animais saudáveis Koch revolucionou a medicina para o diagnóstico e tratamento de doenças e aumentou a expectativa de vida em décadas. Imunologia e Microbiologia •A Imunologia, o estudo da imunidade, tem seu início com a primeira vacina desenvolvida por Jenner, em 1798 a temida varíola •Surtos de varíola eram comuns •Uma trabalhadora da fazenda relatou que havia contraído varíola bovina (forma branda) e que por isso não se contaminava com a varíola humana Breve histórico da microbiologia Edward Jenner Breve histórico da microbiologia Raspou feridas de varíola bovina Inoculou com uma agulha os raspados da varíola bovina em um menino através de pequenos arranhões na pele O menino desenvolveu uma forma branda da doença, se recuperou e nunca mais pegou varíola Vacinação: do latim vacca As vacinas modernas são preparadas a partir de microrganismos não-virulentos, de patógenos mortos, ou de componentes de patógenos e pela tecnologia do DNA recombinante. Edward Jenner Surgimento da Quimioterapia: • Após estabelecimento da relação entre microrganismo e doença pesquisa de substâncias que destruíssem os microrganismos sem malefícios ao hospedeiro infectado. • O primeiro quimioterápico foi descoberto por Paul Ehrlich, em 1909, quando produziu uma droga contra a sífilis, a partir de arsênio. Chamou-a de Salvarsan • Quimioterapia: tratamento das doenças utilizando compostos químicos. • Antibióticos: químicos produzidos naturalmente por bactérias e fungos • Drogas sintéticas: agentes quimioterápicos preparados a partir de compostos químicos em laboratório. Breve histórico da microbiologia Antibióticos: uma acidente afortunado Alexander Fleming: • Ao descartar placas contaminadas por fungos, observou um padrão de inibição do crescimento das bactérias • O fungo foi depois identificado com Penicillium notatum, sendo mais tarde chamado de Penicillium chrysogenum. • Em 1928, Fleming chamou o inibidor produzido pelo fungo de penicilina. • Em 1940: começou a ser produzida em larga escala Breve histórico da microbiologia Problemas associados aos antimicrobianos: • Toxicidade: prejudicam o hospedeiro infectado • aparecimento e a dispersão de novas linhagens de microrganismos que são resistentes aos antibióticos Breve histórico da microbiologia Idade de Ouro da Microbiologia - Estabelecimento da Microbiologia como ciência - Descoberta de agentes de muitas doenças - Descobertas sobre o papel da imunidade na prevenção e na cura das doenças infecciosas - Nessa época, foram melhoradas as técnicas de microscopia, de cultivo de microrganismos, desenvolvimento de vacinas e técnicascirúrgicas. Breve histórico da microbiologia Reciclagem de elementos químicos: degradação de plantas e animais mortos Os microrganismos e o bem estar humano Controle biológico de pragas: apresentam especificidade e não prejudicam o meio ambiente Processo de biorremediação: bactérias limpam resíduos tóxicos (derramamento químico ou de óleos, esgoto tóxico) Produção de alimentos (cerveja, vinho, queijo, pães, iogurte, etc) e produtos químicos Biotecnologia: através de técnicas de DNA recombinante, as bactérias podem produzir substâncias como proteínas, vacinas e enzimas PARA RECORDAR! Os microrganismos e o bem estar humano Apenas uma minoria dos microrganismos é patogênica São importantes para a manutenção do equilíbrio ecológico da Terra: degradam plantas e animais mortos reciclando os elementos químicos para serem utilizados pelas plantas e pelos animais vivos. Os microrganismos são os principais responsáveis pela conversão do carbono, nitrogênio, oxigênio, enxofre e fósforo em formas que podem ser utilizadas por plantas e animais. bactérias e os fungos, têm um papel essencial no retorno do dióxido de carbono para a atmosfera quando decompõem resíduos orgânicos, plantas e animais mortos Breve histórico da microbiologia Os microrganismos e o bem estar humano Alguns microrganismos vivem associados ao homem e a outros animais, sendo necessários para a manutenção de uma boa saúde. Alguns microrganismos são utilizados para produzir alimentos (cerveja, vinho, queijo, pães, iogurte, etc) e produtos químicos. Utilizadas no processo de biorremediação: bactérias que limpam resíduos tóxicos (derramamento químico ou de óleos, esgoto tóxico) Algumas bactérias possuem enzimas que quebram toxinas em substâncias menos nocivas Breve histórico da microbiologia Os microrganismos e o bem estar humano controle biológico de pragas: apresentam especificidade e não prejudicam o meio ambiente. São utilizadas na Biotecnologia: com o auxílio de técnicas de DNA recombinante, as bactérias podem produzir substâncias importantes como proteínas, vacinas e enzimas. Na terapia gênica, os vírus são usados para transportar substitutos para os genes defeituosos ou ausentes em células humanas. Bactérias geneticamente modificadas são utilizadas na agricultura para proteger as plantas contra insetos e contra o frio, e para prolongar o tempo de prateleira de um produto. Breve histórico da microbiologia Os microrganismos e o bem estar humano Biotecnologia Breve histórico da microbiologia Evolução e Classificação dos Microrganismos Classificação dos Seres Vivos Taxonomia – ciência que visa a descrição e classificação dos seres vivos em categorias de maneira que possam ser referenciadas. No século XX a classificação mais aceita passou a ter cinco reinos (Whittaker, 1969) Baseada em: Estrutura celular: eucarionte e procarionte Modo de nutrição: ingestão, fotossíntese e absorção Nível procariótico Nível eucariótico unicelular Nível eucariótico pluricelular Categorias Taxônomicas Classificação dos Seres Vivos REINO FILO CLASSE ORDEM FAMÍLIA GENÊRO ESPÉCIE M ai or g ra u de p ar en te sc o Classificação dos Seres Vivos Eukarya Bacteria Archaea Woese (1990) Classificação dos Seres Vivos Nomenclatura Binomial • Atribuição de nomes científicos às espécies. • Formado por duas palavras (escrever em itálico ou sublinhado): 1- o nome do gênero (primeira letra maiúscula) e o 2- epíteto específico (adjetivo que qualifica o gênero. Primeira letra minúscula). Exemplo: Escherichia coli ou Escherichia coli nome homenageia Theodor Escherich, coli: lembra que habita o cólon humano ou intestino grosso. Staphylococcus aureus ou Staphylococcus aureus Staphylo (tipo de agrupamento) + coccus (forma esférica) + aureus (cor de ouro).
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