Crescimento microbiano 17.10

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Crescimento microbiano 
Biologia IV 
Profa. Ilana Camargo 
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Crescimento microbiano 
Células natatórias (expansivas) 
 
 
 
 
 
Pedúnculo 
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Fissão Binária 
Tempo que demora para ocorrer = tempo de geração 
Cromossomo, cópias de ribossomos 
complexos macromoleculares, 
monômeros e íons inorgânicos 
Cromossomo, cópias de ribossomos 
complexos macromoleculares, monômeros e 
íons inorgânicos 
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Crescimento populacional 
O aumento do número de células também pode ser medido pelo aumento da 
massa microbiana 
Taxa de crescimento: variação de número de células ou da massa celular por unidade 
de tempo; 
 
Geração: intervalo em que uma célula origina duas novas; 
 
Tempo de geração: tempo necessário para que uma população dobre de número 
(Tempo de duplicação); 
 
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Crescimento populacional 
O padrão de aumento populacional, em que o 
número de células é duplicado a cada período 
de tempo, é denominado crescimento 
exponencial. 
Escala aritmética: difícil de obter informações sobre a taxa de crescimento 
Construir Gráficos semilogarítmicos 
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Tempo de geração 
•Tempo de Geração: intervalo de tempo em que uma célula origina duas novas células ou 
tempo necessário para uma população dobrar de número. 
 Muitas das bactérias estudadas apresentam tg de 1 a 3 h (pode variar de 10 min a >24h). 
• Tg de E. coli = 20 min 
• 20 gerações (~7 horas), 1 célula torna-se em > 1 milhão de células! 
•Tg pode ser influenciado pelas condições de cultivo (tipo de meio, temperatura, etc.). 
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Curva de crescimento típica de uma população bacteriana, a partir de uma cultura 
em batelada* (Madigan et al., 2004). 
* Cultura que se desenvolve em um volume fixo de meio de cultura. 
Fases do crescimento de uma população 
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LAG 
• Pouca ou ausência de divisão celular. 
• Síntese enzimática e de moléculas variadas. 
• Pode ser curta ou longa, dependendo das 
condições fisiológicas do inóculo. 
• Aumento na quantidade de proteínas, no peso 
seco e no tamanho celular 
Fases do crescimento 
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Fases do crescimento 
EXPONENCIAL OU Log 
• Crescimento exponencial das células – Tempo de Geração 
constante – linha reta no gráfico. 
• Fase que as células estão mais “saudáveis” – utilizadas 
para estudos enzimáticos e de outros componentes 
celulares. 
• Taxa de crescimento exponencial (número de gerações 
por unidade de tempo) de uma população pode ser 
influenciada pelas condições de cultivo, por exemplo. 
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Fases do crescimento 
ESTACIONÁRIA 
• Não há crescimento líquido da população, ou seja, o número de células que 
se divide é equivalente ao número de células que morrem (crescimento 
críptico). 
• Síntese de vários metabólitos secundários (antibióticos e algumas enzimas). 
Também pode ocorrer a esporulação das bactérias. 
• Alterações de fenótipo por quorum sensing (processo de comunicação 
celular mediado pela densidade populacional). 
• Causas: esgotamento de nutrientes essenciais, acúmulo de produtos de 
excreção em concentrações inibitórias, alterações no pH. 
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Fases do crescimento 
MORTE OU DECLÍNIO 
• Número de células mortas excede o de células vivas. 
• Na maioria dos casos, a taxa de morte é inferior à taxa de 
crescimento exponencial. 
• A contagem total permanece relativamente constante, 
enquanto a de viáveis cai lentamente. Em alguns casos há 
a lise celular. 
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Fatores necessários para o crescimento 
* Crescimento microbiano: em microbiologia, refere-se 
ao aumento no número de células. 
Crescimento 
microbiano* 
Fatores físicos: temperatura, 
pH, pressão osmótica 
Fatores químicos: fontes de 
carbono, nitrogênio, 
enxofre, fósforo, 
oligoelementos, oxigênio, 
fatores orgânicos de 
crescimento (vitaminas, 
aminoácidos, purinas, 
pirimidinas). 
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Efeito da temperatura na taxa de crescimento 
(Fonte: Madigan et al., 2004). 
Taxa de crescimento = variação do número de células ou da massa celular por 
unidade de tempo 
Temperaturas cardeais: mínima, ótima e máxima (variáveis nos diferentes 
microrganismos) 
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Temperatura 
Relação da temperatura com as taxas de crescimento. As temperaturas ótimas 
de cada organismo estão indicadas. (Fonte: Madigan et al., 2004). 
• Temperatura de crescimento pode ser mínima, ótima e máxima. Maioria cresce em um intervalo de 
30oC entre mínima e máxima. 
• Psicrófilos: profundezas de oceanos e regiões polares (algas clorofíceas e diatomáceas). 
• Mesófilos: Temperatura ótima entre 25 e 40oC. Maioria das bactérias. 
• Termófilos Temperatura entre 45 e 80oC. Fontes termais, camadas superiores de solos que sofrem 
intensa radiação solar, esterco e silo em fermentação. 
• Hipertermófilos: Temperatura ótima superior à 80oC. Fontes termais, como as do Parque 
Yellowstone. Principalmente membros de Archaea. 
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Adaptações moleculares à psicrofilia: 
• Enzimas ativas em baixas temperaturas apresentam maior 
quantidade de estruturas secundárias em alfa-hélice 
(estrutura mais flexível). 
• Conteúdo elevado de ácidos graxos insaturados, que auxilia 
na manutenção do estado semi-fluido. 
Obs.: Adição de crioprotetores (glicerol 10%) ao meio ajuda 
na preservação de culturas em baixas temperaturas (-70 a -
196oC). 
Adaptações moleculares à termofilia: 
• Lipídeos da membrana ricos em ácidos graxos saturados – geram ambientes altamente 
hidrofóbicos colaborando para estabilidade da membrana citoplasmática. 
• Proteínas termoestáveis tendem a formar núcleos altamente hidrofóbicos, 
diminuindo a tendência ao desdobramento. 
• DNA girase reversa em Archaea: promove um superenovelamento positivo do DNA, mais 
termoestável. 
• Outras proteínas termoestáveis ajudam a manter a dupla fita do DNA unida. 
• Membrana citoplasmática em monocamada lipídica nas Archaea (estruturalmente mais 
resistente que a bicamada). 
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pH 
pH ótimo de crescimento refere-se ao pH do meio externo; o pH intracelular deve 
permanecer próximo à neutralidade. 
A escala de pH. (Fonte: Madigan et al., 2004). 
•Maior parte das bactérias cresce 
entre pH 6,5 e 7,5. 
•Acidófilos: muitos fungos (pH 
ótimo em torno de 5 ou inferior), 
vários gêneros de Archaea. 
•Alcalifílicos: muitas espécies de 
Bacillus e algumas arquéias (que 
também são halofílicas). 
• Adição de sais de fosfato 
(KH2PO4) em meios de cultura 
funcionam como tampão para 
neutralizar, por exemplo, ácidos 
produzidos por bactérias em 
crescimento. 
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Pressão osmótica 
Efeito da concentração do íon sódio no crescimento de microrganismos com 
diferentes tolerâncias ou necessidades de sal. 
 (Madigan et al., 2004). 
 Os microrganismos que tem necessidades específicas de NaCl para seu 
crescimento ótimo podem ser : 
• halófilos discretos: [ ] baixas – 1 a 6% 
• halófilos moderados: [ ] moderadas – 6 a 15% 
• halófilos extremos: [ ] altas – 15 a 30% 
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Pressão osmótica 
plasmólise 
Inibição do crescimento no momento em que a membrana plasmática se 
separa da parede celular. 
Preservação de alimentos!!! 
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Relações dos microrganismos com o oxigênio 
Aeróbios 
Aeróbios estritos ou obrigatórios 
Microaerófilos 
Aeróbios facultativos 
Anaeróbios 
Obrigatórios 
 
 
Aerotolerantes 
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Microrganismos variam quanto suas necessidades ou tolerância ao oxigênio 
 
- Aeróbios – microrganismos capazes de utilizar o Oxigênio molecular, O2. (Ar contém 
21% de O2) 
-Produzem mais energia a partir do uso de nutrientes. 
 
- Aeróbios estritos ou obrigatórios:São os microrganismos que necessitam de O2 para 
sua sobrevivência. 
Relações dos microrganismos com o oxigênio 
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- Microaerófilos 
Aeróbias necessitando de O2, mas em concentrações menores do que a encontrada no ar. 
 
São sensíveis aos radicais superóxidos ou peróxidos, produzidos em concentrações letais 
quando em condições de altas concentrações de oxigênio. 
Relações dos microrganismos com o oxigênio 
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- Aeróbios facultativos 
Podem utilizar o O2 quando disponível, mas na sua ausência, são capazes de continuar 
seu crescimento através da respiração anaeróbia ou da fermentação. 
 
A eficiência na produção de energia diminui quando o O2 não está disponível. 
Exemplo: Escherichia coli 
 
Outras bactérias substituem o oxigênio, durante a respiração anaeróbia, por aceptores 
de elétrons como os íons nitrato. 
Relações dos microrganismos com o oxigênio 
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- Anaeróbios obrigatórios ou estritos 
São microrganismos que não utilizam o O2 para reações de produção de energia. 
 
O2 pode ser um produto danoso para muitos destes. 
 
Exemplo: Gênero Clostridium = tétano e botulismo 
 
Relações dos microrganismos com o oxigênio 
Alguns microrganismos não são capazes de respirar oxigênio: 
Anaeróbios 
Obrigatórios Aerotolerantes 
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- Anaeróbios aerotolerantes 
Toleram a presença do oxigênio, mas não podem utilizá-lo para seu crescimento. 
 
Fermentam carboidratos produzindo ácido lático. 
O acúmulo deste ácido inibe o crescimento da microbiota competitiva aeróbia 
estabelecendo um nicho ecológico. 
Exemplo: Lactobacillus 
 
Podem tolerar o oxigênio devido a produção de SOD. 
Relações dos microrganismos com o oxigênio 
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Grupo Relação com o O2 
Tipo de 
metabolismo 
Exemplo Habitat típico 
Aeróbios 
Obrigatórios Exigido Resp.aeróbia Micrococcus luteus Pele, poeira 
Facultativos 
Não exigido, 
mas com 
melhor 
crescimento 
em O2 
Resp. 
aeróbia, 
anaeróbia, 
fermentação 
Escherichia coli 
Intestino grosso de 
humanos 
Microaerofilos 
Exigido, mas 
em níveis 
inferiores ao 
atmosférico 
Resp. aeróbia Spirillum volutans Água de lagos 
Anaeróbios 
Aerotolerantes 
Não exigido, 
sem melhor 
crescimento na 
presença de O2 
Fermentação 
Streptococcus 
pyogenes 
Trato respiratório 
superior 
Obrigatórios Nocivo ou letal 
Fermentação 
ou resp. 
anaeróbia 
Methanobacterium 
formicicum 
Lodo de digestores 
de esgoto, 
sedimentos de lagos 
anóxicos 
Relações dos microrganismos com o oxigênio 
Oxigênio 
Adaptado de Madigan et al., 2004. 
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Representação dos tipos de crescimento bacteriano quanto à presença de oxigênio 
em meio caldo tioglicolato + ágar (+ denso). (a) aeróbios obrigatórios. (b) 
anaeróbios obrigatórios. (c) aeróbios facultativos. (d) microaerófilos. (e) anaeróbios 
aerotolerantes. 
 Fonte: Madigan et al., 2004. 
Oxigênio 
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Controle do 
crescimento microbiano 
Controle do crescimento microbiano 
 Termos importantes 
 Controle antimicrobiano por agentes físicos 
 Controle antimicrobiano por agentes químicos 
 Agentes antimicrobianos utilizados in vivo 
 Resistência a antimicrobianos 
 
 
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Termos importantes 
• Desinfecção*: processo de eliminação das formas vegetativas de 
praticamente todos os microrganismo patogênicos de objetos ou 
superfícies inertes (não garante a eliminação de todos os 
microrganismos, nem endósporos). 
  quando em tecido vivo = Anti-sepsia 
• Descontaminação: tratamento que torna seguro o manuseio de um 
objeto ou superfície inanimada (= remoção dos microrganismos). 
• Desinfetante: Agente antimicrobiano utilizado em objetos 
inanimados, mas pode ser prejudicial aos tecidos humanos. 
• Agente anti-séptico: agente antimicrobiano, voltado para a 
destruição dos microrganismos patogênicos, suficientemente atóxico 
para ser aplicados em tecidos vivos. 
 
*atenção para este termo no livro do Tortora, 8ª. edição português , que em 
alguns trechos está definido erroneamente como “destruição dos patógenos de 
vegetais”. 
• Esterilização: destruição de todas as formas de vida microbiana 
(incluindo os endósporos e vírus). 
• Sanitização: tratamento que reduz as contagens microbianas 
nos utensílios alimentares até níveis seguros de saúde pública. 
 
• Sepse: do termo grego para estragado, podre, indica 
contaminação bacteriana. 
 
• Assepsia: ausência de contaminação significativa. 
  ambiente asséptico = livre de patógenos 
 
• Esterilização comercial: tratamento de calor suficiente para 
matar os endósporos de Clostridium botulinum nos alimentos 
enlatados. 
Termos importantes 
(Tortora, Funke e Case) 
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• Agentes bactericida, fungicida, viricida: que matam bactérias, 
fungos e vírus, respectivamente. 
 
 
• Agentes bacteriostático, fungistático, viriostático: que inibem o 
crescimento de bactérias, fungos e vírus, respectivamente. 
Termos importantes 
Tempo 
Lo
g 
d
o
 n
ú
m
er
o
 d
e 
cé
lu
la
s 
Contagem de células totais 
Contagem de células viáveis 
Efeito bacteriostático 
Efeito bactericida 
Efeito bacteriolítico 
(Tortora, Funke e Case) 
Fatores que influenciam a efetividade dos 
tratamentos antimicrobianos 
• O número de microrganismos: 
quanto maior o número, mais tempo 
se leva para eliminar toda a 
população. 
 
• Influências ambientais: presença de 
matéria orgânica pode inibir a ação de 
antimicrobianos químicos. Sangue, 
vômitos e fezes determinam a escolha 
do antimicrobiano, por exemplo. 
 
• Tempo de exposição: antimicrobiano 
químico requer mais tempo para 
eliminar endósporos, por exemplo. 
 
• Características microbianas: se a 
bactéria é Gram-positivo ou -
negativo, micobactérias, vírus, cistos 
de protozoários. 
Resistência microbiana a biocidas químicos. 
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• alteração da permeabilidade da membrana plasmática 
 
• danos às proteínas e aos ácidos nucléicos 
 
Ações dos agentes de controle microbiano 
 Físicos 
Agentes 
 Químicos 
(Tortora, Funke e Case) 
Ações dos agentes de controle microbiano 
• alteração da permeabilidade da membrana plasmática 
 
Regula ativamente a passagem de nutrientes para a célula e a 
eliminação de dejetos da mesma. 
 
 Lesão aos lipídeos ou proteínas da membrana plasmática por 
agentes antimicrobianos, como os compostos de amônio 
quarternário, causa tipicamente o vazamento do conteúdo 
celular no meio circundante e interfere com o crescimento da 
célula 
(Tortora, Funke e Case) 
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• Danos às proteínas e aos ácidos nucléicos 
 
Ações dos agentes de controle microbiano 
Bactérias = “sacos de enzimas” 
Proteínas vitais para atividades celulares 
 
 dependem da sua forma tridimensional 
 
Calor ou produtos químicos  rompimento das 
 pontes de hidrogênio 
Pontes dissulfeto 
Dano aos ácidos nucléicos  calor, radiação ou substâncias químicas 
 impedem a realização de funções metabólicas, replicação 
(Tortora, Funke e Case) 
Agentes físicos de controle 
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Agentes físicos de controle 
Calor 
Úmido 
 
 
Seco 
Desnaturação 
de enzimas 
Resistência ao calor difere entre os microrganismos 
 
(Tortora, Funke e Case) 
Métodos físicos de controle microbiano 
(Tortora, Funke e Case) 
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(Tortora, Funke e Case) 
• Fervura (100°C ao nível do mar)  mata formas vegetativas dos 
patógenos bacterianos, quase todos os vírus, e os fungos e seus 
esporos dentro de “ 10 minutos• Vapor de fluxo livre (não pressurizado) equivalente à água fervente, 
no entanto, endósporos e alguns vírus não são destruídos tão 
rapidamente 
 
• Vírus da hepatite pode sobreviver até 30 minutos de fervura 
 
• Alguns endósporos bacterianos podem resistir à fervura por mais de 
20 horas 
 
 Fervura nem sempre é um bom procedimento confiável de 
esterilização, mas a fervura breve matará a maioria dos 
microrganismos patógenos  alimentos e água seguros para ingestão 
Métodos físicos de controle microbiano 
(Tortora, Funke e Case) 
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Autoclave 
Método preferencial para esterilização a menos que o 
material seja danificado pelo calor ou umidade 
Vapor de fluxo livre  100°C pressão atmosférica ao 
 nível do mar 
1 ATM acima (15 psi)  121°C  15 minutos 
Mata todos os microrganismos e seus endósporos 
Maior volume  mais tempo 
(Tortora, Funke e Case) 
Autoclave 
Autoclave 
(Tortora, Funke e Case) 
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Indicadores de temperatura 
Controle de esterilização: 
Temperatura - OK 
Tempo - ??? 
Autoclave 
 
Controle de qualidade do 
processo 
Indicadores biológicos 
Controle de esterilização: 
Temperatura - OK 
Tempo - OK 
(Tortora, Funke e Case) 
Filtração 
Poros de 0,22 µm 
(Tortora, Funke e Case) 
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(Tortora, Funke e Case) 
Tipos de membranas / filtros: (a) filtro de profundidade. (b) 
membrana filtrante convencional. (c) filtro Nuclepore. 
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Filtração: Filtros HEPA 
Filtros de partículas de ar de alta eficiência (high efficiency particulate air) 
Removem quase todos os 
microrganismos maiores que 
cerca de 0,3 m de diâmetro 
(Tortora, Funke e Case) 
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Filtração: Filtros HEPA 
 
Filtros de partículas de ar de alta eficiência (high efficiency 
particulate air) 
(Tortora, Funke e Case) 
Radiação esterilizante não-ionizante e ionizante 
ionizante 
> 1nm = não ionizante 
Ionização da água produzindo íons hidroxila altamente reativos que agem no 
DNA e componentes orgânicos celulares 
Ex. Cobalto radioativo  
(Tortora, Funke e Case) 
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Radiação não-ionizante: UV 
Luz Ultra-violeta  danifica o DNA das células 
expostas produzindo ligações entre timinas 
adjacentes na cadeia de DNA 
 
Inibem a replicação correta do DNA durante a 
reprodução da célula 
 
 comprimento de onda mais efetivo: 260 nm 
Luz não muito penetrante 
 microrganismos devem estar expostos, se 
estiverem protegidos por uma superfície não 
serão atingidos 
 
 Pode lesar os olhos humanos e a exposição 
prolongada pode causar queimaduras e 
câncer de pele em seres humanos 
Desvantagem 
(Tortora, Funke e Case) 
-Ligue o fluxo laminar (filtração do ar) 
-Limpe a superfície interna com álcool 70% 
-Ligue a luz UV por 15 minutos antes de usar 
 
Filtros HEPA 
 
+ 
Luz Ultra-violeta 
(Tortora, Funke e Case) 
Câmara de Biossegurança 
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Congelamento a baixas temperaturas 
- 80°C • Diminui o metabolismo das bactérias; 
• Devido a temperatura ótima da atividade 
enzimática e devido ao fato de não ter água 
no estado líquido disponível para reação; 
• Efeito bacteriostático. 
(Tortora, Funke e Case) 
Congelamento a baixas temperaturas 
Ideal para bactérias: congelamento rápido!! 
 
Usar criopreservantes como glicerol ou DMSO 
 
Com o crescimento lento há a formação de cristais de gelo 
que rompem a estrutura celular e molecular das bactérias 
 
Uma parte da população morre, mas sempre há 
sobreviventes! 
 
 
(Tortora, Funke e Case) 
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Métodos químicos de controle microbiano 
Tecidos vivos 
 
Objetos inanimados 
Poucos atingem a esterilidade, a maioria reduz a população 
para níveis seguros ou removem as formas vegetativas 
http://www.answersingenesis.org/assets/images/articles/aid/v4/antiseptic-surgery.jpg 
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Clorexidina 
CB-30 T.A. tem como principal composto o cloreto de alquil dimetil benzil 
amônio, que é um agente catiônico de atividade em superfície, com poderosa 
ação germicida. Usado corretamente nas diluições recomendadas é altamente 
eficaz contra bactérias, fungos e esporos. 
 
Herbalvet T.A. é um produto para desinfecção e desodorização de ambientes à 
base de amônia quaternária associada a um produto tensoativo (detergente); o 
que dispensa o uso de qualquer outro produto para limpeza. As amônias 
quaternárias (cloreto de benzalcônio) são conhecidas por seu excelente poder 
desinfetante, atuando em bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, fungos, 
algas e alguns tipos de vírus; e por sua alta segurança em termos de toxicidade. 
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O óxido de etileno é irritante da pele e mucosas, 
provoca distúrbios genéticos e neurológicos. É um 
método, portanto, que apresenta riscos 
ocupacionais. 
• Avaliando um desinfetante – Método de disco-difusão 
Métodos químicos de controle microbiano 
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Métodos químicos de controle microbiano 
Métodos químicos de controle microbiano 
Mata as bactérias e 
fungos, mas não tem 
ação em endósporo e 
vírus não-envelopados 
- Não deixa resíduos!! 
70% é a concentração mais usada 
60-95% parecem matar coma mesma rapidez 
 
Desnaturação das proteínas requer água!! 
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Ação oligodinâmica dos metais pesados 
Capacidade de quantidades muito pequenas de metais pesados, 
especialmente a prata e cobre, exercerem atividade 
antimicrobiana 
Ação de íons do metal pesado se combinam com grupos sulfidrila nas proteínas 
celulares  desnaturação 
Agentes antimicrobianos utilizados in vivo 
http://www.sjtresidencia.com.br/invivo/?p=5913 
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Paul Ehrlich – Bala mágica 
“Que mate um microrganismo, sem 
matar seu hospedeiro” 
 
Idéia de Toxicidade Seletiva! 
Agentes antimicrobianos utilizados in vivo 
• Agentes quimioterápicos: sintéticos ou naturais (antibióticos). 
• Antibiótico: substância produzida por microrganismos que, em 
pequenas quantidades, inibe o crescimento de outros 
microrganismos. 
• 1940: primeiro teste clínico da penicilina por um grupo de 
cientistas da Universidade de Oxford, liderados por Howard Florey e 
Ernst Chain. 
• Mais da metade dos antibióticos produzidos são obtidos de 
espécies de Streptomyces – bactéria filamentosa do solo. Alguns de 
Bacillus e outros dos fungos Penicillium e Cephalosporium. 
 
• Droga antimicrobiana ideal é a que tem 
toxicidade seletiva: capacidade do composto de inibir 
bactérias ou outros agentes patogênicos sem provocar 
efeitos adversos no hospedeiro. 
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Ação das drogas antimicrobianas 
Onde agir??? 
Ação das drogas antimicrobianas 
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Ação das drogas antimicrobianas 
• Inibição da síntese da parede celular: 
 antibióticos beta-lactâmicos inibem síntese completa 
do peptideoglicano – impedem a ligação peptídica 
cruzada, ligando-se às transpeptidases. 
 
• Inibição da síntese protéica: 
 inibem a formação de ligações polipeptídicas durante 
o alongamento da cadeia, por meio da união com a 
subunidade 50S; 
 reagem com a subunidade 30S, interferindo na fixação 
do tRNA, portanto impedindo a adição de aminoácidos no 
alongamento da cadeia polipetídica; 
 alteração da conformação da subunidade 30S, 
impedindo a leitura correta do mRNA; 
Ação das drogas antimicrobianas 
• Danos à membrana plasmática 
 polimixina B liga-se ao fosfolipídeo da membrana, 
rompendo-a (uso tópico). 
drogas antifúngicas agem sobre o ergosterol (esterol da 
MP); não tem efeito sobre bactérias. 
 
• Inibição da síntese de ácidos nucléicos 
 interferência nos processos de replicação e transcrição doDNA dos MO (baixo grau de toxicidade seletiva). 
 
• Inibição da síntese de metabólitos essenciais 
 Um tipo de sulfa, p.e., compete com o PABA (ácido 
paraminobenzóico), um substrato para a síntese do ácido 
fólico (vitamina que atua como co-enzima para a síntese de 
aminoácidos e bases dos ácidos nucléicos). 
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Ação de peptídio antimicrobianos catiônicos em S. aureus 
membrane cracks, 
leakage of cytoplasmic contents, membrane 
potential disruption, and eventually the 
disintegration of the membrane 
(Pouny et al., 1992) 
Midorikawa et al., 2003 
Ação da polimixina na membrana citoplasmática 
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Inibição da síntese protéica por antibióticos. 
Mecanismo de ação da maioria dos agentes quimioterápicos 
antimicrobianos. 
 THF = tetraidrofolato, DHF = diidrofolato, PABA = ácido paraminobenzóico. 
Ácido para-aminobenzóico 
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Espectro de ação antimicrobiano de uma seleção de agentes 
quimioterápicos. 
Espectro de ação do antibiótico 
 
 amplo espectro: que atua tanto em Gram + como em Gram - 
 pequeno espectro (ou espectro estreito): atua em um único grupo. 
Agentes antimicrobianos utilizados in vivo 
Drogas sintéticas 
• Análogos de fatores de crescimento: 
sulfas, isoniazida. 
 
 Sulfonamidas ou Sulfas: sulfanilamida, 
análogo ao ácido p-aminobenzóico, um 
componente do ácido fólico. 
 
 Isoniazida: análogo da nicotinamida, tem 
espectro de ação estreito, eficaz apenas contra 
Mycobacterium tuberculosis, interferindo na 
síntese do ácido micólico (componente 
específico da parede das micobactérias). 
• Quinolonas: classe de drogas sintéticas que interage com a DNA girase bacteriana, 
impedindo o superenovelamento do DNA bacteriano. Amplo espectro. Quinolona 
protótipo é o ácido nalidíxico. Fluoroquinonas são utilizadas em avícolas, na prevenção 
de doenças respiratórias. 
 
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Agentes antimicrobianos utilizados in vivo 
Drogas naturais – antibióticos 
• Antibióticos produzidos por procariotos: aminoglicosídeos, macrolídeos 
e tetraciclinas. 
• inibidores da síntese protéica. 
 
 
• Aminoglicosídeos: contêm aminoaçúcares unidos entre si por ligações 
glicosídicas. 
• ex.: estreptomicina, kanamicina, gentamicina, neomicina. 
•empregados contra as Gram-negativas, hoje são considerados 
antibióticos-reserva. 
• correspondem a apenas 3% do total de antibióticos produzidos no 
mundo. 
 
 
• Macrolídeos: o mais conhecido é a eritromicina, útil no tratamento de 
legionelose (Legionella pneumophila). 
 
 
• Tetraciclinas: um dos primeiros antibióticos de amplo espectro, produzidos 
por Streptomyces spp. 
• em alguns países é empregada como suplemento nutricional para aves 
domésticas e suínos. 
Drogas naturais – antibióticos 
• beta-lactâmicos: penicilinas , cefalosporinas e cefamicinas. 
 
• Modo de ação: inibem síntese completa do peptideoglicano – impedem a ligação 
peptídica cruzada, ligando-se às transpeptidases, tornando a parede “fragilizada”, 
além de estimular a liberação de autolisinas, que digerem a parede. 
 
• Penicilina (Penicillium chrysogenium) e cefalosporina (Cephalosporium sp) 
correspondem a mais da metade de todos os antibióticos produzidos no mundo. 
 
• Penicilina G (composto protótipo) é ativa contra bactérias Gram-positivas. Algumas 
penicilinas semi-sintéticas (com modificações na cadeia lateral) atuam contra 
algumas Gram-negativas (passam pela membrana externa). 
Estrutura comum das penicilinas. Os mais de 50 tipos 
de penicilina distinguem-se pela cadeia lateral. 
• Penicilina G é sensível à beta-lactamase – 
enzima produzida por algumas bactérias 
resistentes à penicilina. 
• Algumas penicilinas semi-sintéticas são 
resistentes à beta-lactamase. 
Agentes antimicrobianos utilizados in vivo 
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Tipos de resistência 
aos antimicrobianos 
 Tipos de resistência 
Resistência natural ou constitutiva ou intrínseca: 
 - Gene de resistência no cromossomo, característica da espécie bacteriana. 
 - Não apresenta o sítio-alvo ou é impermeável ao antibiótico. 
 
Resistência adquirida: a bactéria pode se tornar resistente por 
um dos três mecanismos: 
 Alteração do sítio-alvo, 
 Alteração da absorção 
 Inativação enzimática do antimicrobiano. 
Decorrente a uma alteração genética que se expressa 
bioquimicamente 
 - Mutações cromossômicas 
 - Transferência de genes através da aquisição de plasmídeos com 
 genes de resistência (transposons, cassetes). 
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Tipos de resistência 
• Adquirida 
– Plasmídeos 
– Transposons 
– Genes cassetes 
Trazem genes que expressam proteínas que irão alterar a estrutura do 
sítio alvo, ou com menos afinidade pela droga 
 
•Alteração genética 
 - Mutação em genes que irão resultar em proteína alterada com 
baixa afinidade pela droga 
Mecanismos de resistência 
• Alguns plasmídeos, chamados de Fatores R, contêm genes para a 
resistência a muitos antibióticos. 
 
• Os plasmídeos, incluindo os Fatores R, podem ser transferidos a 
outros organismos, sempre relacionados. 
Conjugação 
Transformação 
Transdução 
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Mecanismos de resistência em bactérias 
Como uma bactéria resistente se dissemina? 
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Como uma bactéria resistente se dissemina? 
Bactérias resistentes 
são selecionadas no 
organismo ou 
ambiente!!! 
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Determinação da concentração inibitória mínima de um 
antimicrobiano – método quantitativo 
Como saber se a bactéria é resistente? 
Como saber se a bactéria é resistente? 
Teste de Disco Difusão – Kirby Bauer 
Método qualitativo 
Escala de Mc Farland 
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Bibliografia 
- Madigan et al., Microbiologia de Brock. São 
Paulo:Prentice-Hall, 10ª ed., 2004. Capítulos 
17 e 21. 
 
- Tortora et al., Microbiologia. Porto Alegre; 
ArtMed, 8ª ed., 2005. Capítulos 7, 15 e 20.