02. Introdução à Microbiologia-2014.2

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Introdução à Microbiologia e 
seus objetos de estudo 
Professor Guilherme Maranhão Chaves 
Curso: Farmácia 
Disciplina: Fundamentos de Parasitologia, 
Microbiologia e Imunologia 
 
 
“ O papel dos infinitamente 
pequenos na natureza é 
infinitamente grande” 
Louis Pasteur 
Microbiologia 
 
 
• Definição: É a ciência que estuda os microorganismos 
 
• Micro-organismos: Seres microscópicos que podem ser 
encontrados como células únicas ou agrupamentos celulares 
 
• Vírus: entidades microscópicos de natureza acelular 
 
• São capazes de realizar seus processos vitais de crescimento, 
geração de energia e reprodução sem depender de outras 
células (exceto os vírus) 
 
 
Microbiologia 
 
 
Diversidade da vida na terra 
 
 
Antiga classificação dos seres vivos (Whittakher, 1969) 
Microbiologia 
 
• Objetos de estudo da microbiologia: 
 
• 1. Estudo das células microbianas e seu 
funcionamento 
• 2. Estudo da diversidade e evolução dos micro-
organismos 
 
• 3. Estudo do papel dos micro-organismos no mundo 
(relação com o corpo humano, animais e plantas) 
 
 
Microbiologia 
 
 
• Célula: Unidade fundamental de um ser vivo 
 
• Entidade separada das outras por uma membrana celular 
(barreira que separa o interior da célula do meio externo) e 
algumas por parede celular. 
 
• Estruturas: Núcleo ou nucleóide contendo DNA e citoplasma 
 
• Composta por uma série de compostos químicos: proteínas, 
ácidos nucléicos, lipídeos e polissacarídeos (macromoléculas) 
 
Microbiologia 
 
 
Célula bacteriana 
 
 
 
 
Célula bacteriana 
 
 
Microscopia eletrônica de uma célula procariótica 
Microbiologia 
 
 
Compostos químicos presentes nas células vivas 
 
 
Proteína 
Microbiologia 
Ácido nucléico 
lipídeo polissacarídeo 
Quais são as 
características essenciais 
dos seres vivos? 
Microbiologia 
 
• 1. Apresentam metabolismo: São capazes de captar e excretar 
substâncias químicas do meio ambiente 
 
• 2. São capazes de se reproduzir: realizam eventos 
bioquímicos que resultam em síntese 
 
• 3. Sofrem diferenciação originando outras estruturas 
 
• 4. São capazes de se comunicar e sentir a densidade 
populacional 
 
• 5. São capazes de se movimentar 
 
• 6. São capazes de evoluir 
 
 
Características dos seres vivos 
 
 
Microbiologia 
Metabolismo Reprodução 
Diferenciação 
 
 
Características dos seres vivos 
 
 
Microbiologia 
Comunicação Movimentação 
Evolução 
 
• Microorganismos e sua ocorrência na natureza: 
 
• Hábitat: Localização ambiental onde ocorre uma determinada 
população microbiana 
 
• Exemplos: solos, águas, vegetais, mares, no homem (fazendo 
parte da microbiota normal ou causando doença), nos 
animais e em ambientes inóspitos 
 
• Comunidades microbianas: células livres ou formando 
estruturas denominadas de biofilmes 
• Ecossistema: Associação entre os micro-organismos vivos e o 
meio ambiente 
Microbiologia 
 
 
Ocorrência dos microorganismos 
 
 
Microbiologia 
Águas termais 
Ambientes 
inóspitos Geleiras 
 
 
Ocorrência dos microorganismos 
 
 
Microbiologia 
Microbiota normal Animal doente 
 
• Impacto dos microorganismos para os seres humanos 
 
• Microorganismos como agentes causadores de doenças 
 
• Início do século XX (maiores taxas de mortalidade) 
diminuição com o controle das doenças infecciosas 
 
• Mortalidade por micro-organismos no mundo atual: AIDS, 
doenças infecciosas associadas ao câncer, malária, tuberculose, 
cólera, doenças diarreicas severas 
Microbiologia 
 
 
Principais causas de morte no mundo 
 
 
Microbiologia 
 
• Impacto dos microorganismos para os seres humanos 
 
• Micro-organismos e a sua importância na agricultura 
 
• Produção de legumes: conversão do nitrogênio atmosférico (N2) 
em compostos nitrogenados utilizados pelas plantas 
 
• Participam de processos digestivos essenciais em ruminates 
 
• Participam do ciclo de elementos importantes na nutrição dos 
vegetais (C, N e S) 
• São capazes de causar doenças em vegetais (fitopatógenos) 
Microbiologia 
 
 
Importância dos micro-organismos na agricultura 
 
 
Microbiologia 
Bactérias fixadoras de 
Nitrogênio 
Microorganismos causando 
doença em plantas 
 
• Impacto dos micro-organismos para os seres humanos 
 
• Importância dos micro-organismos na indústria alimentícia 
 
• Alimentos enlatados, congelados e desidratados são produzidos 
para que não ocorra deterioração 
 
• Contaminação alimentar dos alimentos: transmissão de doenças 
 
• Produção de alimentos: iogurtes, queijos, picles, bebidas 
alcóolicas, pães etc. 
Microbiologia 
 
 
Importância dos micro-organismos na indústria 
alimentícia 
 
 
Microbiologia 
Fabricação de vinhos, queijos e iogurtes Tomate deteriorado 
 
• Impacto dos micro-organismos para os seres humanos 
 
• Importância dos micro-organismos na produção de energia 
 
• Produção de gás natural (metano) 
 
• Produção de biocombustíveis como o etanol 
 
• Biorremediação: degradação de poluentes 
Microbiologia 
 
 
Importância dos micro-organismos na produção de 
energia 
 
 
Produção de etanol 
Microbiologia 
 
Impacto dos micro-organismos para os seres humanos 
 
Importância dos micro-organismos na biotecnologia 
 
Utilização de micro-organismos em processos industriais 
 
Engenharia genética: seleção e modificação de genes 
 
Ex: clonagem do gene da insulina 
Microbiologia 
 
• Raízes históricas da microbiologia 
 
• Descoberta associada à invenção do microscópio 
 
• Robert Hook 1664: descrição de estruturas reprodutivas 
de fungos filamentosos 
 
• Antony van Leeuwenhoek (1684): Observação de 
estruturas de bactérias ao microscópio 
 
• Ferdinand Conh (1850): descoberta de endósporos de 
Bacillus e tampões de algodão 
 
Microbiologia 
 
Histórico da Microbiologia 
 
 
Robert Hook 
Microbiologia 
Leeuwenhoek Ferdinand Cohn 
Microscópio 
utilizado por 
Robert Hook 
 
• Questões microbiológicas que intrigavam os 
microbiologistas 
 
• Como as doenças infecciosas eram transmitidas de um 
indivíduo para outro? 
 
• Geração espontânea: seres inanimados poderiam dar 
origem a seres vivos? 
 
Microbiologia 
 
• Pasteur e o fim da geração espontânea 
 
• Apodrecimento de alimento mantido em ambiente 
aberto 
 
• Os organismos presentes no ar eram extremamente 
similares aos encontrados nos alimentos 
 
• Experimento em frasco com extremidade longa e 
afilada: frasco de Pasteur ou em formato de “pescoço de 
cisne” 
Microbiologia 
 
 
Pasteur e o fim da geração espontânea 
 
 
Microbiologia 
 
• Esterilização: processo de eliminação de todos os micro-
organismos de um determinado objeto 
Microbiologia 
Autoclave 
 
• Robert Koch e a teoria das doenças causadas por 
germes 
 
• Século XVI: “algo” que induzisse doenças poderia ser transmitido 
de um indivíduo a outro 
 
• Doenças contagiosas: transmitidas por agentes denominados de 
“contagion” 
 
• Robert Koch: em animais que morriam de carbúnculo ou antraz 
sempre se encontravam bactérias presentes no sangue 
 
 
Microbiologia 
 
• Experimentos realizados por Koch: a coleta de sangue de um 
animal doente e posterior inoculação em animais sadios levava a 
morte destes animais (últimos). 
 
• Postuladosde Koch: 
• 1. O organismo deve estar constantemente presente em animais que 
apresentam doença e ausente nos animais sadios. 
• 2. O organismo deve ser cultivado em cultura pura, fora do corpo do 
animal 
• 3. Tal cultura, quando inoculada em animais susceptíveis deve ser capaz 
de provocar os sintomas característicos da doença 
• 4. O organismo deve ser isolado a partir de animais experimentais e 
novamente cultivado em laboratório, apresentando características 
iguais às do organismo originalmente isolado 
 
 
Microbiologia 
 
Histórico da Microbiologia 
 
 
Robert Koch 
Microbiologia 
Postulados de Koch 
 
• Koch e as culturas puras 
 
• Meios de cultura a base de fatias de batata e gelatina 
 
• Meio de cultura contido em uma redoma de vidro 
 
• Walter Hesse: primeiro a utilizar o ágar (polissacarídeo derivado 
de algas vermelhas) em meios de cultura microbianos 
 
• Richard Petri (1887): o meio de cultura fundido é vertido em placa 
menor, enquanto que uma placa maior atua como uma tampa 
 
• Observação de colônias com várias formas, tamanhos e cores 
distintas 
 
Microbiologia 
 
 
Importância da obtenção de culturas puras 
 
 
Placas de Petri 
Microbiologia 
Diferentes colônias de leveduras 
 
• Koch e a tuberculose: 
 
• Em 1881 cerca de 1/7 das mortes eram causadas pelo 
Mycobacterium tuberculosis 
 
• Desenvolvimento de uma coloração a base de azul de metileno 
alcalino + marrom de Bismark (observação em tecidos) 
 
• Necessidade de obtenção do cultivo em meio contendo soro 
coagulado: obtenção de cultura puras 
 
• Infecção de cobaias com M. tuberculosis: desenvolvimento de 
tuberculose sistêmica 
 
Microbiologia 
 
 
Mycobacterium tuberculosis 
 
 
Coloração de Ziehl-Neelsen 
Microbiologia 
Aspecto da colônia 
 
• Desenvolvimento da primeira vacina 
 
• As epidemias de varíola devastavam as populações na Europa 
 
• Edward Jenner (1796): inoculação de material retirado das feridas 
de vacínia em braço de menino sadio: recuperação rápida da 
doença 
 
• Pasteur em 1880: criação do termo vacinação (vacca, gado) 
 
• Cultura de microorganismos avirulentos 
 
• Vacinas atuais: microorganismos mortos, ou atenuados ou 
componentes destes. 
 
Microbiologia 
 
 
Desenvolvimento da primeira vacina 
 
 
Edward Jenner 
Microbiologia 
Inoculação de vacínia em 
indivíduo saudável 
 
• A descoberta acidental do primeiro antibiótico 
 
• Alexandre Flemming (1928): Observação de halo de inibição em 
culturas de bactérias contaminadas com o “mofo” 
 
 
• Penicillium notatum: princípio ativo do mofo denominado de 
penicilina 
 
• Produção da penicilina em larga escala: 1940 
Microbiologia 
 
 
Surgimento do primeiro antibiótico 
 
 
Alexander Flemming 
Microbiologia 
Antibiograma 
 
• Subdivisões da Microbiologia 
 
• 1. Bacteriologia: ramo da Microbiologia que estuda as bactérias 
 
• 2. Micologia: ramo da Microbiologia que estuda os fungos 
 
• 3. Protozoologia: ramo da Microbiologia que estuda os 
protozoários 
 
• 4. Algologia: ramo da Microbiologia que estuda das algas 
 
• 5. Virologia: ramo da microbiologia que estuda dos vírus 
Microbiologia 
 
 
Subdivisões da Microbiologia 
 
 
Bacteriologia 
Microbiologia 
Micologia 
 
 
Subdivisões da Microbiologia 
 
 
Algologia 
Microbiologia 
Protozoologia Virologia 
Sejam bem vindos!!!!