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CONCEITOS INICIAIS DE MICROBIOLOGIA 16/08 O que é a microbiologia e o que ela estuda? Historicamente, a microbiologia estudou tudo o que não é animal nem planta, mas isso não é uma justificativa científica. Como a maioria desses seres era microscópica, ficou estigmatizado que a microbiologia estuda microorganismos. O estudo se volta principalmente para as bactérias, apesar de se incluir também o estudo dos vírus (há controvérsias :P) Existem mais de 100 definições de espécie porque nenhuma delas funciona adequadamente para todos os seres vivos. Por exemplo, no caso das bactérias, a definição que se aprende no ensino médio – “são seres que conseguem cruzar e gerar um descendente fértil” – não funciona porque bactérias têm reprodução exclusivamente assexuada. *as trocas genéticas que as bactérias fazem não são reprodução. ESTRUTURAS DAS BACTÉRIAS fiquei sem computador na aula do dia 23/08 30/08 Fímbrias Presentes principalmente em gram – Menores, mais curtas e mais numerosas do que os flagelos Visíveis somente por ME Adesão e patogenicidade – a patogenicidade está relacionada a essa adesão, propriamente, porque isso dificulta a expulsão desse microorganismo Pili Importantes na conjugação Proteína: pilina Podem ser rígidos ou flexíveis Distinção em relação às fimbrias Membrana plasmática Semelhante aos sistemas membranosos dos eucariotos Semi-permeável, seletiva Funções que nos eucariotos estão nas organelas - cadeia transportadora de elétrons (CTE) e fosforilação oxidativa Enzimas responsáveis pela síntese da parede *as proteínas que são fracamente presas não estão aderidas a membrana (as que se acreditava que não atravessavam a membrana) e sim a uma proteína fortemente ligada. Fluidez da membrana – influencia na permeabilidade Nos eucariotos, é controlada pelo colesterol (aumenta a rigidez) Nos procariotos, é controlada pelas saturações e insaturações (mole) dos ácidos graxos dos fosfolipideos da membrana. Mesossomas Invaginacoes da membrana plasmática Divisão celular: formação do septo e replicação e destinação do cromossomo Cte e fosforilcao oxidativa Citoplasma Ribossomos Nutrientes Enzimas Área nuclear ou cromatínica Inclusões citoplasmáticas Grânulos metacromaticos (volutina) – metafosfatos e polifosfatoss Grânulos de polimero do ac. Beta-hidroxibuitirico (características lipídicas) Polissacarídeos: amido e glicogênio Gordura Magnetossomas – respondem a campo magnético Auxilia na locomoção, essas bactérias se locomovem muito velozmente com ajuda do campo magnético. Inclusive, a sua posição (dos magnetossomas) varia de acordo com a posição do flagelo Material genético Sem núcleo delimitado Cromossomo circular Plasmidios DNA extracromossomal Podem estar ou não presentes, em número variado Codificam informações adicionais – resistência a antibióticos Maior fator de variabilidade genética Duplicação independente do cromossomo DNA circular (tanto cromossomal quanto plasmidial) Se enovela com ajuda de algumas poliaminas, que equilibram suas cargas (neutralizam os fosfatos Endósporos Estruturas de resistência: calor, dessecação, substancias químicas, radiação Criptobióticos (não tem metabolismo ativo) Posição é útil na classificação Estrutura: Cerne: elementos essenciais Parede: peptidoglicana fina Córtex: Ca++, acido dipicolínico e peptidoglicana Capa: proteína semelhante à queratina É como uma duplicação para dentro Ei lenise, vai tomar no cu E leva suas bactérias com você :D IDENTIFICAÇÃO DE BACTÉRIAS 06/09 Uma pessoa com infecção urinária apresenta urina turva. Faz-se centrifugação dessa urina para analisar a “quantidade” de bactéria (pela quantidade de sedimento). Depois ainda se faz a cultura (meio seletivo e indicador). A partir dessa cultura, se faz a coloração diferencial (que pode ser de Gram, para verificar + ou -; álcool ácido resistente, no caso de escarro, para se identificar a causadora da tuberculose). Testes bioquímicos As cepas são variadas, o que significa que não é 100% da cepa que fermenta determinado açúcar, por exemplo. Essa variabilidade pode se dever aos plasmídios, a mutações genéticas, etc. Testes genéticos Testes imunológicos – sorotipagem Diferenças bioquímicas Glicose piruvato (fermentação) álcool e ácido lático acetil-CoA (ciclo de Krebs) (cadeia transportadora de elétrons Não existe microorganismo que não faça ciclo de Krebs – ele pode apenas não ser completo. O ciclo é importante para a biossintese de aminoácidos, etc. Nas bactérias onde o ciclo é interrompido, a ordem das reações é inversa Fontes de carbono – açúcares, amido.. Fontes de N, S, P Fontes de Ca2+, Na+, K- Fontes de microelementos (vanádio – Va -, molibdênio – Mb) Fontes de agua Aeróbias Anaeróbias: estrita e aerotolerante Facultativas Microaerófilas Meio mínimo INTERAÇÕES MICROORGANISMO/HOMEM 13/09 Existe um gradiente de patogenicidade entre os microorganismos, derivado de fatores de patogenicidade. É importante frisar que não existe rigidez na separação de microorganismos patogênicos ou não – cepas de uma mesma espécie podem ser benéficas ou patogênicas (como a E. coli, que convive conosco em nosso intestino, mas que está matando pessoas na Europa). A patogenicidade também não é simplesmente uma característica do microorganismo, ela depende da relação do microorganismo com o hospedeiro. Ou seja, depende da imunidade desse hospedeiro, da disponibilidade de nutrientes que há para o microorganismo, a própria nutrição do hospedeiro. Há interações entre os próprios microorganismos, tanto benéfica quanto maléfica (uma infecção previa pode facilitar a outra – gripe e pneumonia, AIDS e tuberculose...). Outro fator que também influencia na patogenicidade é a localização, o microorganismo tem um certo tropismo por determinado local. Ou seja, é um ciclo. Mas é claro que fatores exógenos também podem determinar essa mudança de local. Microorganismos podem ser transeuntes ou colonizadores (não são classificações engessadas) Infecção é a colonização do microorganismo em um local, mas é usada normalmente para indicar quando essa colônia traz malefícios. Fatores de patogenicidade LPS (endotoxina) – Gram - Fimbrias Flagelo Cápsula Plasmídeo (não ele em si, mas as informações que pode codificar) Ilhas de patogenicidade e ilhas de resistência Toxinas Endotoxinas (LPS) – faz parte da estrutura do microorganismo, externamente – provoca febre (pirogenico) e inflamação do tecido Exotoxinas – são liberadas pelo microorganismo, como no caso do Clostridium. Neurotoxinas Enterotoxinas Passos da infecção: adesão (dependente de reconhecimento, o que explica a predominancia da infecção de determinadas cepas em determinados órgãos) – penetração – infecção localizada – sepse Determinadas infecções localizadas podem gerar reflexos em todo o organismo. Ex: tétano (Clostridium tetani?) Portas de entrada Via sexual Via parenteral Via oral Via enteral Via respiratória Mucosas CONTROLE DE MICROORGANISMOS 20/09 Liofilização? – processo utilizado normalmente em medicamentos. Existe uma solução do medicamento que é congelada e depois se fornece um pouco de calor, associado a vácuo. A água sublima – evapora sem passar pelo estado liquido. Portanto, a estrutura do que é sólido fica esponjosa. Preservação Salgar Dessecar Doces e compotas Congelamento Refrigeração Aquecimento Defumação Esterilidade – não pode haver nenhum microorganismo presente, caso contrario, não é estéril. Apesar de que as vezes se usa o termocom um numero x de microorganismos Outros termos utilizados para numero reduzido de Desinfecção/sanitização – eliminar os microorganismos patogênicos (ou tentar, né) Por exemplo: esporulantes patogênicos – é possível matar todos os outros microorganismos antes deles. Assepsia, anti-séptico – “limpeza” de uma pessoa Agentes físicos Calor – seco (fogo) – estufa (normalmente se embala o objeto que vai ser esterilizado) – úmido (vapor d’água) – mais eficiente, por isso o tempo de uso pode ser menor – autoclave (como uma grande panela de pressão – 1 atm a mais, cerca de 120 graus para produzir vapor), elimina todo tipo de microorganismo; fervura (não elimina todos os microorganismos, mas ajuda); pasteurização (manter um determinado tempo em uma temperatura alta, seguido de um resfriamento rápido, não elimina todos os microorganismos presentes, mas preserva os nutrientes dos alimentos); tindalização (...); UHT (duas placas muito aquecidas, por entre as quais passa uma camada fina de liquido – leite –, e depois por duas placas resfriadas) Radiação UV – esterilização da superfície de substancias, já que ele não atravessa, ou ambientes Raio X Raio gama Filtração – não elimina vírus Agentes químicos Sal de amônio quaternário � ANTIBIÓTICOS E RESISTÊNCIA 27/09 Antibióticos combatem as bactérias, mas não necessariamente matam. Podem ser bactericidas ou bacteriostáticos. Outro aspecto importante é a toxicidade sobre o hospedeiro (por exemplo, água sanitária mata o que o microorganismo, mas também mata o hospedeiro, então não é considerada antibiótica). No inicio, antibióticos era apenas aqueles produzidos por outro organismo (origem natural). Hoje em dia, já existem sintéticos e semi-sintéticos. Muitas vezes, o sintético é apenas uma cópia laboratorial de uma molécula natural Famílias de antibióticos Começam a surgir para “passar por cima” da resistência Envolvidas também com a eficiência, a meia-vida, especificidade, com os efeitos colaterais, o preço, a toxicidade, a via de administração e a biodisponibilidade Toxicidade seletiva Alta – significa que é muito seletivo, não que é muito tóxica; ou seja, tem boa ação sobre o microorganismo e pouca sobre o hospedeiro Baixa – significa que é pouco seletivo, que afeta muito o paciente. Reação alérgica é um efeito colateral que não é devido à toxicidade seletiva do medicamento. A toxicidade seletiva se relaciona apenas com os mecanismos de ação da droga. Alvos Síntese protéica – ribossomos de bactérias são 70S e os humanos são 80S. Quanto maior a ligação da droga ao 70s, maior a toxicidade seletiva dele. Mas mesmo que o medicamento aja somente em ribossomos 70S, as mitocôndrias possuem esse tipo de ribossomo, causando efeitos colaterais Parede celular – todos os antibióticos que agem sobre esse alvo têm alta toxicidade seletiva, já que nossas células não possuem parede. (isso não significa que não possua efeitos colaterais) Membrana plasmática – para aumentar a toxicidade seletiva, ele pode reconhecer proteínas de membrana especificas, alguns lipídeos que também são específicos, a presença ou não de colesterol Enzimas envolvidas na síntese de DNA – inibir a replicação da bactéria, mas nem sempre mata. Outros sistemas enzimáticos específicos Espectro de ação – ação em diferentes organismos (se afetar os microorganismos da microbiota intestinal, pode causar danos) Amplo – age sobre muitos microorganismos, de vários tipos (gram +, gram -...) Baixo – específico Bactericida – mata a bactéria Bacteriostático – impede o crescimento da bactéria, dando tempo para o sistema imunológico combater A associação de antibióticos em algum medicamento não é muito recomendada RESISTÊNCIA Natural – entra, de certa forma, no critério de espectro de ação. Assim: se um antibiótico age apenas em gram +, se diz que as gram - são resistentes àquele medicamento Adquirida – começa a aparecer de acordo com o uso do medicamento Na resistência adquirida, a bactéria pode: Mexer na permeabilidade da membrana – de modo que o antibiótico não entra ou que haja uma bomba de expulsão dele. *nesse caso, pode haver resistência múltipla Aumentar a produção enzimática, que, no caso, é a molécula alvo Modificar a molécula alvo Produzir uma enzima que degrada o antibiótico (ex: penicilinase) Amplificar vias alternativas Esses mecanismos podem estar (e normalmente estão) interligados Mecanismos genéticos que permitem a resistência Transposons – o gene que é naturalmente do cromossomo pode ser transportada para o plasmidio, que pode ser amplificado. Isso aumenta, e muito, a síntese da molécula desejada *penicilinase tem só 2 aminoácidos de diferença para a molécula alvo da penicilina Tipo diferente de classificação
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