Célula Bacteriana e sua Estrutura

Prévia do material em texto

Aula 01 – Bacteriologia Clínica I
Célula Bacteriana
Característica da célula bacterina: a bactéria é um microrganismo patogênico que é unicelular, a bactéria tem material nuclear é diferente de uma hemácia que não possui núcleo, o que acontece com uma célula bacteriana é que o material nuclear não está envolto por uma membrana (não é um núcleo bem organizado).
- É uma célula procarionte ou procarioto, a diferença para uma célula eucarionte é que não tem membrana nuclear o material nuclear está disperso pelo citoplasma e a célula não apresenta organelas celulares bem definidas como as células eucariontes.
Como a bactéria se multiplica? Divisão binária, uma célula vai dar origem a duas células, porque eu tenho uma célula bacteriana redondinha e a célula mãe vai gerar duas células filhas, e a célula mãe vai deixar de existir, ela simplesmente se dividi ao meio.
Quando falamos de resistência bacteriana de disseminação de genes de resistência é interessante pensa que se a bactéria se dividi ao meio as células filhas tem o mesmo material genético que o da célula mãe. Quando ela vai começar a se dividir ela vai duplicar o material genético então as células filhas vão ser exatamente iguais a célula mãe. 
Como então a tanta disseminação de resistência, porque tem tanta resistência em um ambiente hospitalar, se a bactéria vai se dividindo e as células são iguais as células mãe, não tem como nas outras espécies aquela troca de material genético. Se você pega um cidadão africano e tem um descendente de uma alemã de Blumenau vai sair ali um hibrido bem interessante, porque vai ter uma troca de material genético uma diversidade genética.
A bactéria ela vai conseguir essa diversidade genética de outras formas não através de divisão.
Quanto tempo uma bactéria leva para se dividir? A maioria das bactérias comum que causam doenças elas vão se dividir a cada 20 30min. 
Se você está com um processo infeccioso a cada meia hora a população bacteriana dobra. No ponto de vista prático do laboratório, estou com uma amostra de urina a cada 20 minutos a quantidade de bactéria vai duplicar a cada 40 minutos triplicou, tanto que o tempo máximo que eu posso aguarda de uma urina que foi colida até ser analisada é de 2 horas. A multiplicação bacteriana é muito rápida, uma bactéria vive sobre um metabolismo muito intenso duplicando material genético porque a cada 20 a 30 minutos ela precisa se duplicar. 
- A velocidade de duplicação bacteriana é muito grande e muitas vezes, muito maior que a capacidade de nosso sistema imune destruir essas células bacterianas, quando você tem uma infecção é possível sintomatologia significa que pelo menos no primeiro momento as bactérias foram mais hábeis que todos seus mecanismo de defesa, e está conseguindo causar a doença.
Podemos considerar os organismo procarionte inferiores aos eucariontes? Do ponto de vista evolutivo SIM, se você pensar as células procariontes vieram antes do que as eucariontes e foram evoluindo e foram diferenciando, as células eucariontes também em tecidos, organismo. Agora será que realmente essa células são inferiores?? Vamos pensar o seguinte quando você tem um infecção, quantas bactérias você precisa para ter uma infecção? Quanto seria a dose infectante? Depende a bactéria, se pegarmos por exemplo Shigella sp é um patógeno intestino extremamente virulento que causa infecção intestinal.
- Você pode ter um infecção intestinal por 6 células bacterinas, 6 células de Shigella pode causa uma infecção extremamente grave e que pode em pouco tempo se não tratada pode matar uma pessoa. A célula bacteriana não é tão inferior as eucariontes, como elas conseguem matar uma indivíduo que tem trilhões de células que tem um sistema imune, que tem todas as células diferenciadas em tecidos. Essa questão de uma bactéria ser um ser inferior é bastante complexa e bastante subjetiva. 
Estrutura celular
Membrana citoplasmática: é uma membrana extremamente fina, separação do meio interno do externo, ela vai permitir que entre os nutrientes as substancia que ela quer e saiam as que são toxicas, pode-se dizer que ela tem permeabilidade seletiva.
Qual a estrutura da membrana citoplasmática? A membrana citoplasmática da célula bacteriana ela é muito parecida em estrutura com a das nossas células. Dupla camada de fosfolipídios essa dupla camada tem uma cabeça hidrofílica e uma calda hidrofóbica.
Hidrofílica – gosta da agua 
Hidrofóbica – não gosta da água
Se eu tenho uma membrana que é constituída basicamente de gordura, como ela vai deixar entrar e sair o que ela quiser? Por meio dessa gordura vão ter proteínas, essas proteínas elas tem uma função muito importante na célula bacteriana, as antibióticos que vamos dar para os pacientes, eles também vão entrar na célula bacteriana através dessas proteínas, essas proteínas vão funcionar como canais para entrada e saída e substancia. No caso das bactérias vamos dar um nome para essas proteínas: PORINAS – São proteínas que formam poros.
- A bactéria sofreu uma mutação é perdeu aquela porina que o antibiótico iria agir, a partir do momento que a bactéria perde essa PORINA o antibiótico não vai mais entrar e essa bactéria vai se tornar resistente aquele antibiótico, existem antibióticos se agem a nível de membrana citoplasmática bacteriana, mas são pouco utilizados na pratica clinica PORQUE? Se a membrana citoplasmática da bactéria é muito parecida com a membrana das nossas células, se utilizar um antibiótico que vai agir na membrana, ele vai acabar destruindo a membrana das nossas células, então tem uma alta toxicidade, existe um antibiótico que age na membrana citoplasmática que ainda é utilizado hoje em dia, na verdade esse antibiótico foi descoberto a bastante tempo lá na década de 50, ele teve seu uso abandonado e no início desse século ele foi ressuscitado. PORQUE? Está chegando um ponto que não existe mais antibióticos para tratar certas infecções bacterianas Polimixina.
Polimixina é o antibiótico de escolha para o tratamento de infecção causadas por SUPER BACTERIAS. Já foi isolado bactérias resistente a todos os antibióticos inclusive Polimixina. 
- Uma das principais estruturas da bactéria é a PAREDE CELULAR: tem função de proteção, ela vai conferir a forma da bactéria, a parede celular tem que ser resistente de tal forma que consiga suporta uma pressão interna muito grande, a pressão interna da célula bacteriana é muito alta.
Todas as bactérias tem parede celular? Não. Micoplasma.
- A maioria das bactérias não causam doenças, mais ou menos 1% das conhecidas causam.
Flagelos: motilidade, se a bactéria está em um ambiente aquático conseguir se locomover, os flagelos eles podem estar presente no ápice ou estar presente em toda a célula bacteriana de maneira uniforme. 
Se a bactéria não possui flagelo ela é imóvel? Não necessariamente ela vai utilizar o flagelo para se locomover, as bactérias podem fazer um Movimento Browniano, algumas bactérias tem proteínas que são proteínas contrateis chamadas: actina e miosina então elas conseguem se contrair e se locomover. Isso é o que acontece nas bactérias que causam infecção urinaria, porque elas conseguem a colonizar na região distal a uretra elas grudam nessa região o por Movimento Browniano ela começam a subir pela uretra até chegar na bexiga e causa infecção.
- Os flagelos podem estar relacionado com o fator de virulência: se facilita a locomoção, facilita que as bactérias cheguem a alguns lugares que possa causar a doença.
DNA bacteriano: DNA cromossômico ou cromossomal, apesar de chamar ele de cromossômico ele não está organizado como nas células eucariontes. O DNA está dissolvido pelo citoplasma, essa região aonde tem maior quantidade de DNA vamos chamar Nucleossoma, o DNA vai ter toda a informação indispensável para a bactéria. Tudo que ela precisa para manutenção da sua vida, todas as informações vai estar mantido no DNA que está disperso no citoplasma. 
Plasmídeos: ele contém DNA extra cromossomal, eles são regiões curtas de DNA geralmente circulares, são alto replicativoele pode se multiplicação independente da célula bacteriana. É claro que quando a célula bacteriana for de dividir uma mãe gera duas filhas, tendo um plasmídeos ele vai se duplicar e vai ficar um para cada célula filha.
Característica mais importante do plasmídeo, ele é transferível, então uma bactéria pode passar o plasmídeo para outra, por isso quando vocês estiver em um hospital tem uma resistência bacteriana uma KPC (Klebsiella Pneumoniae Carbapenemase), e essa KPC é plasmidial, KPC é uma enzima, essa informação está em um plasmídeo se pensar em ambiente hospitalar é péssimo, porque? Se essa informação está no plasmídeo ela pode passar de uma para outra, e se ela pode passar uma pra outra dentro de um ambiente hospitalar, uma seleção natural, vocês já pararam pra pensar porque falam tanto em resistência dentro do hospital? Porque dentro do ambiente hospitalar é utilizado muito antibiótico ai seleciona as bactérias resistente, assim se você tem uma população bacteriana dentro do ambiente hospitalar, pessoa sofreu um infecção quando mais antibiótico você utilizar mais você vai selecionar a resistente, ai você mata todas aquelas bactérias mas permanece as resistentes, daqui a pouco não possui as não resistente, apenas as resistentes porque o antibiótico não está conseguindo destruir.
- E as bactérias tem uma coisa que é bem interessante que elas são extremamente promiscua elas gostam de ficar trocando plasmídeos umas com as outras, inclusive espécies diferentes. A mesma coisa que se o homem troca-se informação com um macaco para formar um hibrido novo. Elas fazem isso principalmente quando elas estão estressadas, quando ela está sendo agredida, ela está sendo agredida quando ela em um ambiente com uso de antibiótico ela vai tentar se proteger. 
A resistência bacteriana é mais preocupando por essa capacidade de disseminação dentro de um ambiente, esse ambiente não precisa ser hospitalar, pode ser no intestino, quando você está tomando antibiótico, também está selecionando bactérias resistentes, por isso que quando a pessoa toma muitos antibióticos é mais provável estar colonizada por bactérias resistentes. A pessoa toma antibiótico por coisas que não precisa, no dia que precisar pode ser que não faça mais efeito.
Pili ou Fímbrias: adesão em superfície, tecidos e em outras bactérias, então a função delas é aderência.
- Para a bactéria causar infecção, vamos pegar a infecção urinaria que é bem comum, o que ela vai ter que fazer?? Primeiro ela vai ter que grudar nas células no início da uretra e ai ela vai começar aos poucos subir por essa uretra até chegar a bexiga, mas primeiro ela tem que aderir, até porque assim, se ela não ficar bem deferida O QUE VAI ACONTECER? Todos tem mecanismos de imunidade inata que é o ato de urinar, quando você urina você lava a uretra se a bactéria não estiver fortemente aderida ela vai embora junto com a urina, então a bactéria tem que ficar bem grudada para causar infecção.
- Isso podemos pensar também em superfícies inanimadas, por exemplo, o cateter, a pessoa está com o cateter no braço as bactérias vão começar a grudar no cateter e forma um BIOFILME, ela vai grudando uma gruda na outra e vai formando um massa bacteriana até chegar na corrente sanguínea, ou seja aquela bactéria que estava na sua pele foi parar lá na corrente sanguínea. 
- A pessoa fala que estava internada e pegou uma bactéria o hospital, na maioria das vezes essa bactéria é sua mesmo, não uma bactéria que estava no hospital e foi para sua corrente sanguínea, a bactéria estava na sua pele você estava usando cateter e ela chegou na sua corrente sanguínea, as pili ou fimbrias tem essa função, mas elas tem uma outra função importante.
A bactéria que tem o plasmídeo ela vai codificar dentro desse plasmídeo tem uma informação que é uma PILI SEXUAL ou Fibra F, o que é isso? Tem duas bactérias pertos vamos supor que essa primeira bactéria tenha um plasmídeo a outra não tem, essa outra bactéria está receptiva pro plasmídeo PORQUE? Porque ela está sobre agressão, essa agressão pode ser antibiótico variação na temperatura pode ser variação na quantidade de água, aumento por exemplo na quantidade de sal, ou seja qualquer coisa que esteja matando a bactéria, porque se ela tiver uma vida boa está recebendo nutrientes ela não vai receber plasmídeos, quando ela está sobre estresse ela vai ser receptiva para material de outra bactéria.
Então nós vamos considerar essa bactéria que tem o plasmídeo ou a pili sexual ou fibra F como uma bactéria F(+), essa bactérias precisam estar fisicamente próximas, esse pili sexual vai formar um prolongamento e vai fazer com que haja uma comunicação física entre as duas bactérias como se formasse uma ponte. O QUE VAI ACONTECER? Ela vai transferir esse plasmídeo para outra, e aquela bactéria que estava ali vai começar à usar toda a informação que está no plasmídeo, antes da F(+) passar o plasmídeo para a outra ela duplica, ela pega o plasmídeo duplica então ela tem dois, um ela passa e o outro ela fica com ela.
 O QUE QUE ACONTECE? Costumamos considerar a bactéria receptora do plasmídeo como uma bactéria F(-) e ai os seres humanos fazem comparações grosseiras, falam que a bactéria F(+) é a bactéria macho porque é aquela que vai doar o material genético e a F(-) é a fêmea porque ela vai receber o material genético, agora tem uma diferença a bactéria F – quando ela recebe o plasmídeo ela se transforma em uma bactéria F(+) porque a partir do momento que ela tem esse plasmídeo ela vai poder também passar esse plasmídeo para outra bactéria, então essa analogia é um pouco grosseira mas é interessante para vocês não esquecerem.
- Apesar de eu ter falado para vocês que a célula bacteriana não tem organela, elas tem algumas estruturas com função parecida com as nossa células vamos encontrar:
Ribossomos: síntese de proteína, mas esse ribossomos apesar de ter esse nome a estrutura é bem diferente de estruturas de células eucariontes isso até justifica que boa parte dos antibióticos utilizados vão agir a nível de ribossomos e agem somente em ribossomos bacterianos e não os da nossa células.
Vacúolo com grânulos de reserva: o que a bactéria vai estocar? Depende da bactéria, algumas podem estocar carboidratos, amidos, celulose, gotículas de gordura, então cada bactéria vai ter uma característica diferenciada.
Mesossomos: os mesossomos são invaginações da membrana citoplasmática tem duas funções: 
Nesse região é aonde à uma concentração de enzimas responsáveis pela respiração celular, nos mesossomos vai ocorrer a respiração celular não que seja uma estrutura como a mitocôndria, o que acontece é que como as enzimas se concentram nessa região ali é o local da respiração celular.
Os mesossomos vão dar inicia a divisão da célula bacteriana, não por acaso eu coloquei um em cima e um em baixo bem no meio da célula porque essas invaginações vão começar a ser sintetizados a membrana citoplasmática e a parede celular, e ai essa bactéria vai literalmente se dividir ao meio e a célula mãe vai gerar duas células filhas.
Parede célula: porque a parede celular é importante? A função da parede celular é proteção, boa parte dos antibióticos utilizados agem em nível de parede celular, isso já mostra que ela é importante pelo menos no ponto de vista do tratamento e no ponto de vista da microbiologia, praticamente todas as bactérias causadora de doença tem parede celular, a única exceção são os Micoplasmas.
- Parede celular um dos principais alvos da ação dos antibióticos, existe um grupo de antibióticos que tem o maior espectro de ação ou seja são os antibióticos mais poderosos que existem atualmente. QUAL GRUPO? Carbapenemicos, agem na parede celular, então a parede celular é muito importante para célula bacteriana 
Estrutura Parede Celular
- A estrutura da parede celular é que vai conferir a forma da bactéria:
- Circulares vamos chamar de cocos, quando for alongadas vamos chamar de bacilos existem outras formas, forma de virgula (vibrium) Mobiluncus são bacilos gram (-) curtos associado comvaginose bacteriana, Cólera Vibrio cholerae, tem uma outras bactéria que causa gastrite bacteriana Helicobacter pylori.
- Algumas bactérias são cheias de voltinhas ou espirilo essas bactérias vamos chamar de espiroquetas Treponema pallidum (sífilis).
- Cocobacilos: ele é alongado, cocobacilos ele não circular como um cocos nem alongados como um bacilo, quando vamos encontrar essas estruturas, principalmente quando temos material pulmonar no paciente que está na UTI ventilação mecânica de aspirado traqueal ou aspirado brônquico ai você encontra cocobacilos porque um dos exemplos é o Haemophilus influenzae (não tem nada a ver com vírus da gripe que é vírus influenza).
Essas bactérias elas também podem tem algumas estruturas muito sugestivas por exemplo elas pode ficar na forma de dois cocos uma do lado do outro vamos chamar de diplococos - meningite meningocócica causa por uma bactéria chamada Neisseria meningitidis.
- Podemos ter cocos formando cadeias característica de um grupo de bactéria chamados de estreptococos, elas podem ficar também em tétrades (forma de cachos de uva) característica do grupo Stafilococcus.
- Estafilococos causam problema de pele, infecção pulmonar, da corrente sanguínea.
Bacilos: Escherichia coli, causadora de mais de 80% das infecções urinarias.
- Então essa característica da parede celular, em definir a forma e estrutura da bactéria é fundamental.
Coloração de GRAM
- A coloração de gram vai nos permitir avaliar as propriedades morfotintoriais da bactérias, o que é uma propriedade morfotintoriais? Morfo é de morfologia eu vou olhar a coloração é dizer é um cocos um bacilo é um diplococos, e o que são as propriedades tintoriais? Através da coloração de gram vamos poder dividir as bactérias em dois grandes grupos, as GRAM (+)(-).
A maioria das bactérias cora pelo gram e a coloração vai ser diferente de acordo com a estrutura da parede celular. A parede celular da bactéria é composta por uma camada chamada peptidoglicano.
- O peptidoglicado é formado por duas cadeias, são proteínas associados com açucares temos a cadeia da: N- acetil glucosamina e a cadeia da N- acetil murâmico, então essas cadeias que são cadeias proteicas com açucares ela vão estar entrelaçadas entre si, então a bactéria vai sintetizar a parede celular e vai produzir N- acetil glucosamina e murâmico e vai ligando uma cadeia na outra, e forma como se fosse um novelo, isso que vai conferir essa resistência na parede celular, quando eu falo resistência não é a antibiótico e sim a pressão externa na bactéria, o nome dessa enzima que faz o entrelaçamento é a TRANSPEPTIDASE, ela liga um peptídeo ao outro.
- Alguns antibióticos agem nessa enzima TRANPEPTIDASE, a bactéria está todo tempo sintetizando parede celular o tempo todo multiplicando material genético porque a cada 20 ou 30min ela precisa formar duas células filhas, se eu utilizar um antibiótico que vai inibir essa enzima as cadeias vão continuar sendo produzidas mas elas não vão mais ser entrelaçadas, O QUE VAI ACONTECER? A célula bacteriana vai começar esticar porque ela precisa se dividir, quando ela começar esticar como não está ocorrendo transpeptidação a parede celular vai arrebentar e com isso a célula bacteriana morre.
- Nem todas as células bacterianas tem aceptora na parede celular, algumas células bacteriana tem a parede celular diferente, ela tem uma camada de peptidoglicano só que além dessa camada, outra camada que chamamos de espaço periplásmico (são produzidas várias enzimas que degradam o antibiótico) e tem mais uma camada que chamamos de membrana externa que vai conter uma substancia muito importante para resposta inflamatória que é o LPS.
A parede celular da bactéria GRAM(+) é basicamente só peptidoglicano, e não é verdadeiro você colocar que a parede celular da bactéria GRAM (+) é mais fina, o que é mais fino na parede celular da bactéria GRAM (+) é a camada de peptidoglicano. 
A GRAM (-) tem peptidoglicano, tem espaço periplásmico e tem membrana externa LPS, isso já deixa claro porque as alternativas terapêuticas para tratamento por infecção por bactérias gram (-) são muito menos que pra gram(+), porque a parede celular da gram (-) é mais complexa no ponto de vista estrutural.
- O gram é importante no laboratório? Sim ele é muito importante, vamos dar um exemplo bem pratico, vamos pensar uma criança uma menina de 3 meses de idade, a mãe leva essa criança no médico porque na noite anterior a criança começo com uma febre muito alta, não está bem e no outro dia a mãe levou no pediatra, o que o médico vai fazer? Vai procurar focos de infecção, ele vai olhar a garganta da criança, vai olhar o ouvido, ouvir o pulmão para ver se não está com infecção pulmonar, ele vai perguntar se está com diarreia. Ela não está com diarreia. 
- Então o médico vai falar que não está conseguindo encontrar no foco infeccioso primário, e infelizmente a criança como tem 3 meses não fala o que está sentindo, porque quando uma mulher vai no médico ela fala doutor eu estou com muita dor nas costas muita ardência ao urinar, minha urina é turva fedida, então provavelmente ela está com infecção urinaria, claro que ele vai pedir os exames, mas o diagnóstico é mais simples, agora a criança ele não sabe, um dos grandes problemas da microbiologia é que ela é demorada, eu vou receber a urina da criança e vou semear em um meio de cultura, só vou poder olhar no outro dia, se crescer bactéria vou fazer identificação antibiograma pode levar mais um dia, se tudo der certo e a criança estiver com uma infecção urinaria, eu vou levar dois dias para falar pro médico que essa criança está com infecção urinaria, mas nesses dois dias não pode deixar a criança em casa com febre e suspeita de infecção ele vai ter que medicar.
- O que podemos fazer no laboratório, podemos auxiliar o médico com um resultado parcial, posso pegar essa urina que eu semeei e vou fazer uma coloração de GRAM, e na coloração de GRAM vou avaliar a presença de bactérias e vou avaliar a resposta inflamatória, tem leucócitos não tem leucócitos. Posso ligar pro médico e falar a sua paciente Maria da Silva, ela tem vários bacilos GRAM(-), eu já estou falando para ele que essa infecção urinaria é causada por uma bactéria GRAM(-) e muda o tratamento PORQUE? O antibiótico pra tratar uma infecção causada por GRAM(-) é um perfil, já estou dando uma informação para ele que é muito útil porque o resultado do exame vai demorar para sair, mas ele já tem um resultado preliminar que vai ajudar muito na escolha da terapêutica. Fazemos GRAM também para avaliar a qualidade do material.
As bactérias GRAM(+) ficam roxas e as GRAM (-) ficam rosas, avermelhadas.