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MORFOLOGIA E ESTRUTURA DA CÉLULA BACTERIANA Msc. Aline Corado Gomes “Reveste-se de força e dignidade; sorri diante do futuro”Provérbios 31:25 BIBLIOGRAFIA BÁSICA MURRAY, P. et al. Microbiologia médica. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1999/2000. Microbiologia Por que estudar Microbiologia? Por que estudar Microbiologia? Por que estudar Microbiologia? Morfologia bacteriana Bactérias são células procariontes, constituindo os menores seres vivos e os mais simples estruturalmente, embora complexos e diversificados do ponto de vista bioquímico e metabólico O que são células procariontes? Não apresentam núcleo verdadeiro Material genético disperso no citoplasma Comparação entre células de procariotos e eucariotos Célula bacteriana Célula eucariótica Comparação entre células de procariotos e eucariotos Célula bacteriana Célula eucariótica Forma e arranjo das bactérias • Cocos Formas esféricas Forma e arranjo das bactérias • Cocos Forma e arranjo das bactérias • Bacilos ou bastonetes Cilíndricos, forma de bastão, podendo ser longos ou delgados, pequenos e grossos, extremidade reta, afilada, convexa ou arredondada Forma e arranjo das bactérias • Espirilos e espiroquetas Espirilos: forma de saca-rolhas, corpo rígido Espiroquetas: são flexíveis Forma e arranjo das bactérias • Formas de transição Cocobacilos: bacilos muito curtos Vibriões: espirilos muito curtos, possuem formato de vírgula Estruturas bacterianas FÍMBRIAS FLAGELO Estruturas bacterianas externas Estruturas bacterianas externas Nem todas as bactérias possuem flagelos Estruturas bacterianas externas Estruturas bacterianas externas Estruturas bacterianas externas Estruturas bacterianas externas Estruturas bacterianas externas Estruturas bacterianas externas • Classificação feita através de uma técnica de coloração. • As bactérias coradas de violeta são as chamadas gram- positivas, enquanto as bactérias gram-negativas são as coradas de rosa. • A diferença na capacidade de reter a coloração violeta depende da composição da parede celular bacteriana. ▫ Gram-positivas: possuem apenas uma camada de peptideoglicanos bem grossa. ▫ Gram-negativas: possuem uma camada de peptideogligano bem fina e uma camada externa de membrana lipoproteíca com polissacarídeos. Bactérias podem ser gram+ ou gram- Estruturas bacterianas externas Estruturas bacterianas externas Estruturas bacterianas externas Estruturas bacterianas externas Estruturas bacterianas externas Estruturas bacterianas externas Estruturas bacterianas externas Estruturas bacterianas internas Estruturas bacterianas internas Estruturas bacterianas internas Nutrição e crescimento bacteriano Nutrição e crescimento bacteriano Nutrição e crescimento bacteriano • Tipos de Nutrição Bacteriana Fases do crescimento bacteriano Crescimento bacteriano - Por que é importante estudar o crescimento das microbiano? - Isolar os agentes causais das doenças infecciosas - Identificação dos agentes causais das doenças infecciosas - Desenvolvimento de agentes antimicrobianos - Preservação dos alimentos - Estudo: Bioquímica, Genética, Biotecnologia Nutrição e crescimento bacteriano Fatores que afetam o crescimento bacteriano – pH Definição: medida de acidez ou alcalinidade Maioria dos microrganismos: cresce e se multiplica melhor pH de 6.5-7.5; Fatores que afetam o crescimento bacteriano – pH pH baixo inibe crescimento G(-); C.botulinum: não germina a pH < 4.6 e não cresce pH < 4.5; Acidófilos: Lactobacillus e Streptococcus: crescem pH 3-4; Fungos e leveduras: pH 2-8.5; Efeito inibidor do pH é dependente: tipo de ácido presente; nutrientes; Atividade de água e temperatura Fatores que afetam o crescimento bacteriano – pH Maior gasto de energia para manter o pH intracelular; Desnaturação de proteínas, DNA Alteração da atividade das enzimas responsáveis pelas atividades vitais da célula; Menor velocidade de crescimento -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Tempo (dias) D iâ m et ro (m m ) 3,5 22°C rep 3 Gompertz Baranyi 4,5 22°C Influência da mudança de pH no crescimento de A.niger em néctar de manga. Fatores que afetam o crescimento bacteriano – temperatura Fatores que afetam o crescimento bacteriano – temperatura Temperatura Mínima Temperatura Ótima Temperatura Máxima Temperaturas de Crescimento Relação Bactérias x Oxigênio - Bactérias aeróbias: realizam normalmente a respiração celular para a obtenção de energia contida nas moléculas orgânicas. Ex.: maioria das bactérias heterotróficas. - Bactérias anaeróbias facultativas: respiram na presença de oxigênio e, na sua ausência, realizam fermentação. Ex.: várias heterotróficas. - Bactérias anaeróbias: não vivem na presença de oxigênio, realizando apenas fermentação de compostos orgânicos para obtenção de energia. Ex.: bacilo do tétano e várias espécies de sulfobactérias. Metabolismo bacteriano Conjunto de reações bioquímicas necessárias à vida, compreende o catabolismo e anabolismo catabolismo – reações químicas que liberam energia a partir da degradação de substância orgânicas anabolismo – reações químicas que consomem energia e permitem a síntese de precursores metabólicos, macromoléculas e estruturas celulares Metabolismo bacteriano Metabolismo Catabolismo Anabolismo Energia Crescimento E Multiplicação Reprodução bacteriana Reprodução assexuada Batérias-filhas Estrangulamento citoplasmático Duplicação cromossônica Cromossomo mesossomo Reprodução bacteriana Esporulação Parede bacteriana vazia Nucleóide Endósporo em formação Conteúdo celular em degeneração Endósporo maduro Reprodução bacteriana Transformação Transdução Reprodução bacteriana Conjugação Principais bactérias de interesse médico • Patogenia bacteriana: • Mecanismo pelo qual a bactéria causa uma lesão; • Bactéria patogênica: capaz de causar doença • Bactérias tem fatores de virulência variável: umas são mais virulentas e outras são menos virulentas; Principais bactérias de interesse médico • Fator de virulência: qualquer molécula e ou estrutura da bactéria que pode contribuir com o sucesso de uma infecção; • Vários são os fatores de virulência: • Adesinas: qualquer estrutura ou molécula bacteriana que está relacionada com sua adesão nos tecidos do hospedeiro (pêlos, glicocálix etc) Principais bactérias de interesse médico Principais bactérias de interesse médico • Mecanismos de invasão bacteriana: primeiro ocorre a adesão, depois em seguida a endocitose e algumas bactérias escapam do vacúolo( fagossomo) e com isso depois replicam e causam o processo patológico; Shiguella. • Produção de toxinas: 2 grupos: endotoxinas e exotoxinas • Qualquer produto tóxico elaborado pelo microorganismo • Exotoxinas: produzidas pelos microorganismos e exportadas • Ex: Clostridium tetani, Corynebacterium diphiteriae Principais bactérias de interesse médico Principais bactérias de interesse médico Principais bactérias de interesse médico • Estafilococos • Grande relevância na medicina • Resistência à drogas • 33 espécies: 17 associadas à seres humanos, destas 3 são frequentemente relacionados a patologia humana: S. aureus, S. epidermidis e S. saprophyticusPrincipais bactérias de interesse médico • Estafilococos • Morfologia: cocos Gram- positivos, imóveis, não esporulam, algumas cepas são capsuladas; • Em esfregaços corados: predominam arrumação sob forma de cachos; • Família: Micrococaceae • Bactérias desta família: catalase + • Resistem a meios com elevada concentração salina Principais bactérias de interesse médico • Estafilococos • S. aureus: produz pigmento de cor amarela: daí seu nome, isso ocorre em aerobiose e a cerca de 25 graus • A 37 graus e em meio sólido geralmente são brancas ou acinzentadas • Fatores de virulência do S. aureus: pode possuir cápsula; • Catalase • Fator de agregação: fibrinogênio • Proteina A: secretada ou na superfície: ligação a IgG; Principais bactérias de interesse médico • Estafilococos • Habitat: normalmente vivem na mucosa nasal dos seres humanos, em muitos indivíduos não causam nenhum dano, pode ser encontrado em roupas, poeira, pele humana, poeira hospitalar etc. • Importância médica: foliculite,furunculose,terçol, acne,feridas cirúrgicas e não cirúrgicas, meningite, septicemia, pneumonia, artrite, osteomielite, endocardite etc... • Diagnóstico: clínico-laboratorial • Tratamento: antibioticoterapia( antibiograma) • Mulheres: cuidado com tampões vaginais no período menstrual ( risco de choque tóxico) • Enterotoxinas termoestáveis: comer alimentos bem cozidos Principais bactérias de interesse médico • Estafilococos • S epidermidis: infecções de próteses ortopédicas e cardíacas, peritonites: pacientes em diálise peritoneal. • Povoam a pele dos humanos • Alto índice de septicemia em pacientes hospitalizados • S saprophyticus: bactéria da “lua de mel” • Infecções urinárias Principais bactérias de interesse médico • Streptococos e gêneros afins • Família: streptococacea • Anaeróbios facultativos • Morfologia: cocos Gram- positivos, dispostos em cadeia, são imóveis e não esporulam algumas espécies tem cápsulas, e outras não; Streptococcus pyogenes- 95% sensíveis à bacitracina, Importância clínica: celulite, erisipela, infecções de feridas, febre puerperal, amigdalite ou faringite, septicemia, abcessos, meningite, glomérulonefrite aguda, febre reumática etc... Diagnóstico: clínico-laboratorial: cultura e processos de identificação bacteriana, testes imunológicos Trtamento: antibióticoterapia (antibiograma), penicilina G é a droga mais usada Habitat: pele humana Principais bactérias de interesse médico • Streptococos e gêneros afins • Streptococos agalactie • 95% resistentes à bacitracina • Infecções neonatais precoces, pneumonias, meningites também em crianças e RNs • Infecções genitais em adultos Principais bactérias de interesse médico • Streptococos e gêneros afins • S viridans: flora normal da orofaringe porém podem causar endocardite quando conseguem cair na circulação e vencer nossas defesas ( lesões dentárias) • Streptococcus bovis: doenças mais frequentes causados por eles são as infecções urinárias • Streptococcus pneumoniae • Capsulado, diplococos lanceolados • Importância clínica: sinusite, otite, pneumonia, meningite..... Principais bactérias de interesse médico • Neisseria Cocos Gram- negativos Espécies mais importantes: N. gonorrhoeae , N meningitidis N. Gonorrhoeae: Uretrite gonocócica: corrimento purulento típico Homem forma mais típica- aguda, nas mulhes a sintomatologia é mais rara, coloniza o útero- mulher é a grande responsável pela disseminação da doença Principais bactérias de interesse médico • Neisseria Oftalmia por Neisseria: em adultos : auto inoculação/ em Rns, no momento do parto Este último fato muito diminuído devido ao uso de colírios de nitrato de prata no momento do nascimento Meio de cultura: Thayer Martin : ágar chocolate, isovitalex, VCN (antibióticos) Principais bactérias de interesse médico • Neisseria • Haemophilus • Bactérias com afinidade por sangue • Bastonetes Gram- negativos • Várias espécies: H influenzae, H ducrey • Importância Clínica: meningite, otite, sinusite, faringite,conjuntivite, infecções puerperais, pneumonia etc ( H influenzae) • Profilaxia: vacinação Principais bactérias de interesse médico • Mycobacterium • M. tuberculosis • Bacilo fino não se cora pelo Gram, mas sim pelo Ziehl-Neelsen, imóveis, aeróbicos, exigentes quanto ao meio de cultura, resistentes a ácidos, bases, desinfetantes etc • Uma célula demora cerca de 15-18 h para se dividir • Trasmissão pessoa-pessoa • Tuberculose: cutânea, pulmonar, urinária, outros órgãos • Necrose caseosa • Tratamento longo: medicamentos (antibioticoterapia), boa alimentação e outros fatores • Profilaxia: BCG Principais bactérias de interesse médico • Salmonella spp. • Família Enterobacteriaceae • S.typhi; S. paratyphi • Amplamente distribuídos na natureza • Bacilo gram negativo • Resiste ao congelamento Principais bactérias de interesse médico • Salmonella spp. Principais bactérias de interesse médico • Salmonella spp. • Quadro clínico • Febre alta • Dor de cabeça • Anorexia • Hepatoesplenomegalia • Obstipação intestinal ou diarréia • Septicemia • Pode ser fatal se não tratada Principais bactérias de interesse médico Vibrio cholerae Comunidades com suprimento inadequado de água potável e saneamento impróprio Espécie de maior relevância do gênero, que pertence à família Vibrionaceae Bacilos Gram negativos, em forma de vírgula; móveis, Habitat aquático (vida livre) Transmissão: água ou alimentos contaminados Produtores de enterotoxina: hipersecreção de eletrólitos e água Infecção humana: gastroenterite - diarréia aquosa e vômito (2-3 dias após ingestão da bactéria) Cólera Principais bactérias de interesse médico Vibrio cholerae • Perda de 1 litro de fluidos por hora durante o pico da doença grave • A dose infectante é alta (>108 UFC/ml) porque muitos microrganismos são mortos pelos ácidos do estômago • Tratamento: reposição de líquidos e eletrólitos. A terapia antimicrobiana (tetraciclina – menor tempo de excreção) reduz a produção de toxina e elimina o microrganismo mais rápido - valor secundário Fezes com aspecto de “água de arroz”, característica do paciente com cólera Sem tratamento: 40-60% mortalidade! Principais bactérias de interesse médico Vibrio cholerae
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