Aula 5 Controle de Crescimento Microbiano

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Microbiologia
Prof Gamaliel moura
Controle de Crescimento Microbiano
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	Controle de Crescimento Microbiano: 
 	- Objetivos
	- Conceitos básicos
	- Ações dos agentes
	- Fatores que influenciam no controle
	- Métodos físicos e químicos de controle 	microbiano.
Microbiologia
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Microbiologia
Por que controlar o crescimento microbiano?
- Prevenir a transmissão de doenças. 
- Evitar a decomposição de alimentos. 
- Evitar a contaminação da água e do ambiente.
 
Controle de Crescimento Microbiano
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Microbiologia
Efeito de agentes químicos e físicos sobre microrganismos.
Inibição do crescimento e multiplicação do microrganismo – “stático”. Ex. bacteriostático, fungistático.
Eliminação do microrganismo (morte) – “cida”. Ex. viricida, fungicida, bactericida.
Controle de Crescimento Microbiano
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Microbiologia
Conceitos Básicos
 Esterilização: 
- destruição de todas as formas de vida microbiana, incluindo endosporo.
 Desinfecção: 
 destruição de microrganismos nocivos (não formadores de endosporos).
 Anti-sepsia: 
 desinfecção em tecido vivo.
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 Degerminação: 
 é a remoção dos micróbios de uma área limitada.
 Ex. degerminação da pele com álcool antes da aplicação de injeção (remoção mecânica de microrganismos).
 Sanitização: 
- é o tratamento destinado a reduzir as contagens microbianas nos utensílios alimentares até níveis seguros. 
 
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Microbiologia
 Alteração da permeabilidade de membrana:
	- Lesão aos lipídeos e proteínas da membrana.
	- Vazamento do conteúdo celular para o meio circundante, 	interferindo com o crescimento celular.
 Danos às proteínas:
	- A lesão produz desnaturação da proteína e perda de função.
 Danos aos ácidos nucléicos:
	- A lesão provoca a interrupção da replicação e de funções 	metabólicas normais.
Ações dos Agentes de Controle Microbiano
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Microbiologia
1) Tamanho da População
 Quanto > a população microbiana > o tempo de tratamento.
2) Natureza da População
 Presença de Endosporos: mais resistentes.
 Diferentes estágios de crescimento: células jovens mais suscetíveis do que as na fase estacionária.
 Presença de micobactérias (mais resistentes).
Fatores que Influenciam o Controle Microbiano
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Microbiologia
% de viáveis
Tempo
100
10
1
0,1
A
B
C
Variação conforme grupo microbiano
Variação temporal na redução do n° de bactérias de 3 espécies bacterianas distintas, quando aquecidas numa mesma temperatura
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Microbiologia
% de viáveis a 121°C
100
10
1
0.1
Cél. vegetativa
Esporo
Tempo (minutos)
5
10
Esporulação 
Germinação 
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3) Concentração dos Agentes
 Quanto + concentrado o agente > a eficiência - relação não linear.
 Exceção: álcool
4) Tempo de Exposição
 De acordo com a OMS (Organização Mundial da Saúde) o tempo mínimo de exposição = 30 min. (chance de haver sobreviventes de 1 em 106 indivíduos).
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5) Temperatura
 Temperaturas mais altas: mais eficiência no tratamento.
 1ºC aumenta 10 x a eficiência (potencializa o controle e em conjunto com o agente pode-se diminuir sua concentração).
6) Condições Ambientais
 Presença de matéria orgânica: inibe a ação dos antimicrobianos químicos. Ex. fezes, secreções. 
 pH do meio e calor: ácido (potencializa o resultado).
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100
10
1
0,1
Tempo de redução decimal (D)
70°C
60°C
50°C
% de viáveis
tempo
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Métodos Físicos de Controle Microbiano
1) Calor
2) Baixas temperaturas 
3) Filtração
4) Dessecação
5) Pressão osmótica
6) Radiação
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CALOR
 Calor úmido
 Pasteurização
 Calor seco
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Calor úmido: Fervura ou Fluxo de vapor
 Ação: Desnaturação das proteínas.
 Mata os patógenos bacterianos vegetativos e fungos, e quase todos os vírus, dentro de 10 minutos.
 É menos efetivo em esporos bacterianos (podem resistir por mais de 20h) e vírus da hepatite (podem resistir por 30 min.).
 É utilizado para esterilizar equipamentos variados, latas para acondicionamento de alimentos, mamadeiras, etc.
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Calor úmido: Autoclave
 Ação: Desnaturação de proteínas.
 Atinge temperatura acima da água fervente sob pressão.
 Todas as células vegetativas e seus esporos são mortos em cerca de 15 minutos quando são submetidos a 15 psi de pressão (121ºC).
 É utilizado para meios microbiológicos, soluções, equipamentos e outros itens que possam suportar altas temperaturas e pressão.
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Autoclave horizontal
Autoclave vertical
Temperatura acima da água fervente (através do vapor sob pressão).
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Pasteurização:
 Ação: Desnaturação de proteínas.
 É o tratamento de calor utilizado no leite para matar todos os patógenos e quase todos os não patogênicos
 Tipos: 
- Tratamento clássico: 63ºC por 30 min.
- Tratamento atual: 72ºC por 15 seg. (pasteurização de alta temperatura e tempo curto).
Tratamento de temperatura ultra-elevada (UHT): a temperatura vai de 74ºC para 140ºC e depois retorna para a 74ºC em menos de 5 seg.
 É utilizado no leite, creme e certas bebidas alcoólicas.
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Calor seco: Chama direta ou flambagem
 Ação: Efeito de oxidação.
 Material é levado diretamente ao fogo.
 Utilizados em alças de inoculação.
Calor seco: Incineração
 Ação: Efeito de oxidação.
 Processo drástico de eliminação dos microrganismos e que destroem o produto.
 Utilizados em carcaças de animais.
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Calor seco: Esterilização com ar quente em estufas
 Ação: Efeito de oxidação.
 Necessita de temperaturas de 170ºC durante 2h.
 É utilizado para vidraria de laboratório.
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 Refrigeração:
 Ação: Redução das reações químicas.
 Microrganismos não podem se reproduzir ou sintetizar toxinas.
 Tem efeito bacteriostático.
 A maior parte das bactérias patogênicas não crescem em temperatura de refrigerador.
 É utilizado para a conservação dos alimentos, drogas e culturas.
BAIXAS TEMPERATURAS
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Congelamento Profundo:
 Ação: Redução das reações químicas e formação de cristais de gelo rompem a estrutura celular.
 É efetivo para conservar culturas microbianas, com congelamento rápido a -50 e -95ºC.
 É utilizado para conservação de alimentos, drogas e culturas.
BAIXAS TEMPERATURAS
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 Passagem de um líquido ou gás através de um material semelhante a uma tela, com poros pequenos o suficiente para reter os microrganismos.
 Utilizados para esterilizar os materiais sensíveis ao calor, como meios de cultura, enzimas, vacinas, preparo de soluções e nutrição parenteral. 
FILTRAÇÃO
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Capela de fluxo laminar
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 Filtros de Partículas de Ar de Alta Eficiência (HEPA – high efficiency particulate air):
 removem microrganismos maiores que 0,3 µm.
 são utilizados em salas de hospitais com pacientes queimados e centros cirúrgicos.
 Filtros de Membrana:
 compostos por ésteres de celulose ou polímeros plásticos.
 poros de 0,01 µm, 0,22 µm e 0,45 µm.
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Receptáculo com filtro esterilizado
Coletor
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DESSECAÇÃO
 Ação: Interrupção do metabolismo e reprodução.
 Envolve a remoção de água dos microrganismos.
 Tem efeito bacteriostático.
 Algumas bactérias vegetativas (como as causadoras da tuberculose e gonorréia), endosporos bacterianos e vírus são resistentes ao ressecamento.
 É utilizado na conservação de alimentos e na liofilização de microrganismos em laboratório.
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 Ação: Plasmólise. 
 Altas concentrações de sal e açúcar criam ambiente hipertônico. 
 Resulta na perda de água das células microbianas.
 É utilizado na conservação dos alimentos.
 Apresenta menor efetividade contra os fungos.
PRESSÃO OSMÓTICA
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RADIAÇÃO
Ionizante: 
 Ação: lesão do DNA.
 Raios gama,
raios X e feixe de elétrons de alta energia produzem radicais livres derivados da água (radicais hidroxila).
 Método não utilizado na esterilização de rotina.
 Utilizado para esterilização de superfície de alimentos, produtos farmacêuticos, seringas plásticas, luvas cirúrgicas, etc.
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RADIAÇÃO
Não ionizante:
 Ação: Lesão ao DNA pela luz ultravioleta com lâmpada UV.
 É uma radiação não muito penetrante, microrganismos precisam ser expostos diretamente a ela.
 É utilizado para controle de microrganismos em ambiente fechado (enfermarias, salas de cirurgia, restaurantes, etc), vacinas e produtos médicos.
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Câmara de fluxo laminar
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Métodos Químicos de Controle Microbiano
 São usados para controlar o crescimento de microrganismos em tecidos vivos e objetos inanimados.
 A maior parte dos agentes químicos apenas reduz a população microbiana em níveis seguros ou removem as formas vegetativas dos patógenos.
 É importante considerar sobre o desinfetante:
- a seleção apropriada, a concentração exata, o material a ser desinfetado, o pH do meio, o contato com os microrganismos, o tempo de ação....
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Métodos Químicos de Controle Microbiano
Avaliação da Efetividade do Desinfetante:
 Teste de Uso-Diluição
	- anéis metálicos embebidos em cultura de microrganismos.
	- anéis transferidos para solução de desinfetante.
	- contagem nº de culturas que se desenvolvem sob os anéis.
 Método de Disco-Difusão
	- discos de papel embebidos em solução desinfetante são 	colocados em cultura de microrganismos.
	- zona clara em torno do disco representa inibição do 	crescimento microbiano.
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1) Fenol e derivados
 Ação: Ruptura da membrana plasmática, desnaturação de proteínas e inibição de enzimas.
 Fenol é raramente usado como desinfetante ou anti-séptico por suas características irritantes e odor desagradável.
Compostos fenólicos (cresol, hexaclorofeno, triclosano) são utilizados em superfícies ambientais, instrumentos, superfícies cutâneas e membranas mucosas.
Métodos Químicos de Controle Microbiano
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2) Biguanidas (clorexidina)
 Ação: Ruptura da membrana plasmática.
 É bactericida contra gram (+) e gram (-), atóxico, persistente.
 Não atua sob micobactérias, endosporos, cistos de protozoários e a maior parte dos vírus.
 É utilizado na desinfecção da pele e mucosas, escovação cirúrgica das mãos e preparo pré-operatório de pacientes.
Métodos Químicos de Controle Microbiano
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3) Halogênios (iodo)
 Ação: Inibe a função das proteínas ao se combinar com elas e é um forte agente oxidante. 
 É eficaz contra bactérias, fungos, alguns endosporos e vírus.
 O iodo disponível como tintura e iodóforo (em solução com álcool) é liberado lentamente e é menos irritante.
 É usado na desinfecção da pele e tratamento de feridas (em desuso).
Métodos Químicos de Controle Microbiano
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3) Halogênios (cloro)
 Ação: forma um agente oxidante forte (ácido hipocloroso), que altera os componentes celulares.
 Cl2 líquido é utilizado para desinfetar água potável e de piscinas.
 Compostos de cloro ( hipoclorito de sódio e cálcio, cloraminas, etc) são usados em equipamentos, utensílios para refeições, itens domésticos, vidraria, etc.
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4) Alcoóis
 Ação: Desnaturação de proteínas e dissolução dos lipídeos.
 É bactericida e fungicida, não sendo efetivo contra esporos ou vírus não envelopados.
 Alcoóis mais usados são o etanol (misturado em água) e o isopropanol.
 É utilizado na degerminação da pele, para limpeza de bancadas e instrumentos.
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5) Metais Pesados (Ag, Hg, Cu...)
 Ação: Desnaturação das enzimas.
 Prata (nitrato de prata, sulfadiazina de prata) é anti-séptico utilizado na pele e em cateteres.
 Mercurocromo desinfeta a pele e as mucosas (uso limitado-alta toxicidade) e previne mofos nas paredes (tintas). 
 Sulfato de cobre é um algicida utilizado em tanques e piscinas e para prevenção de mofos nas paredes (tintas).
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6) Agentes de Superfície
Sabões e Detergentes
 Ação: Emulsificação de lipídeos e remoção mecânica dos micróbios através da escovação.
 É utilizado para degerminação da pele e remoção de resíduos.
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6) Agentes de Superfície
Desinfetantes Ácido-Aniônicos
 Ação: Incerto; pode envolver a ruptura da membrana.
 Tem amplo espectro de atividade.
 Atóxicos, não-corrosivos e de ação rápida.
 São utilizados na sanitização em indústrias de
processamento de laticínios e alimentos.
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6) Agentes de Superfície
Compostos de Amônio Quaternário (quats)
 Ação: Inibição de enzimas, desnaturação das proteínas e
ruptura das membranas plasmáticas.
 São bactericidas, bacteriostáticos, fungicidas e viricidas (vírus envelopados). Não matam endosporos.
 É usado como anti-séptico para pele e mucosa da boca, instrumentos e objetos de borracha.
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7) Aldeídos
 Ação: Desnaturação das proteínas.
 O glutaraldeído é menos irritante que o formaldeído (formalina) e mais efetivo.
 Solução de glutaraldeído 2% usada para a desinfecção de equipamentos hospitalares é bactericida, tuberculocida e viricida.
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8) Quimioesterilizantes Gasosos
 Ação: Desnaturação das proteínas (alquilação).
 O óxido de etileno é o de uso mais comum.
 É um excelente agente esterilizante, especialmente para
objetos que seriam danificados pelo calor.
 Tóxico e explosivo (câmaras de óxido de etileno).
 Suspeita-se que seja carcinógeno. 
Métodos Químicos de Controle Microbiano
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9) Peroxigênios
 Ação: oxidação de componentes celulares.
 Peróxido de hidrogênio
 não é um bom anti-séptico para feridas abertas (causa irritação), mas inibe o crescimento de bactérias anaeróbicas.
 efetivo para desinfetar objetos inanimados (esporicida em altas temperaturas).
 Peróxido de benzoíla
- Útil para tratar feridas infectadas por bactérias anaeróbias (acne).
Métodos Químicos de Controle Microbiano
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10) Conservantes Químicos de Alimentos
 Adicionados aos alimentos para retardar a deterioração.
 Dióxido de enxofre - conservação do vinho.
 Ácido Sórbico (sorbato de potássio, benzoato de sódio) - conservação de queijos e refrigerantes.
 Propionato de cálcio - conservação de pães.
 Nitrato e nitrito de sódio - conservação de produtos derivados de carnes (prevenção do botulismo).
 Antibióticos (nisina e natamicina) - conservação de queijos.
Métodos Químicos de Controle Microbiano