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MICROBIOLOGIA 2018 – FISIOTERAPIA – PROF. GRAZIELA BRAUN RESUMO 1ª PROVA – GIOVANA AITA REGINATO CARACTERÍSTICAS GERAIS DAS BACTÉRIAS Morfologia - Cocos: bactérias ovais ou esféricas (podem estar isolados ou em grupos) Diplococos: 2 cocos (+ comum em bactérias que causam infecção humana) Tétrade: 4 cocos Sarcina: 8 cocos (cúbico) Estreptococos: cocos em cadeia (importantes na área da saúde) Estafilococos: cocos agrupados - Bacilos: bactérias cilindricas ou em forma de bastão (podem estar isolados ou em dupla ou cadeia) diplobacilos: 2 bacilos estreptobacilos: bacilos em cadeia cocobacilos (são bem mais curtos, confundem com cocos) - Espirilos e espiroquetas: bactérias helicoidais Campylobacter sp – infecção alimentar – náuseas, vômito... Helicobacter sp – bactéria que está no estômago, comum na população, porém não tem manifestação em todo mundo. Gastrite, úlcera... Leptospira sp – causa leptospirose – rato, enchente... Treponema pollidum – Causa sífilis – não é cultivada em laboratório, não cresce em meio de cultura artificiais – para observar usa-se meios de coloração Estrutura da bactéria As células procarióticas não possuem organelas envolvidas por membrana. Todas as bactérias possuem citoplasmas, ribossomos, uma membrana plasmática e um nucleoide. A maioria das bactérias possui paredes celulares. - É uma célula única, procarioto, não tem membrana nuclear, não tem núcleo - O material genético é o cromossomo bacteriano, que fica disperso no citoplasma - Tem genes extras no citoplasma, tipo plasmídios (nem todas tem, são plasmídios de resistência) - Não tem reticulo endoplasmático, lissosoma, complexo de golgi.. - Ribossomos ficam soltos no citoplasma (fazem síntese se proteína) - Pode encontrar alguns grânulos em algumas (reserva) - Tem membrana citoplasmática - Externa a membrana citoplasmática -> parede celular, externa a parede –> uma capsula (nem todas tem) - Algumas bactérias tem fimbrias, flagelos 1. Estruturas externas à parede celular: - glicocálix (ex: cápsula) – camada de açúcar - flagelo - filamento axial - fímbria ou pilus 2. Parede celular 3. Estruturas internas à parede celular - membrana citoplasmática - região nuclear - estruturas citoplasmáticas SPE – SUBSTÂNCIA POLIMÉRICA EXTRACELULAR Glicocálix – capa de açúcar Tres tipos: - camada S (arqueobactérias) – Não causam infecções humanas – são de ambientes - camada mucosa ou limosa: SPE amorfa (acoplamento frouxo) - cápsula SPE definido (acoplamento denso) - Polissacarídeos - Proteínas Funções – Aumentar a capacidade invasiva, escape de fagócitos Ex: streptococcus pneumoniae – pneumonia, meningite - Facilita a adesão celular (biofilme) - Reservatório de água e nutrientes: proteção ao dessecamento - Produção industrial de SPE: tintas, espessantes de alimentos - Produção de vacinas Ex: haemophilus influenzae Flagelo – a maioria dos bacilos possuem flagelos; cocos raramente Funções: - motilidade: rotação helicoidal (~ saca-rolha) - taxia (atração por algo) quimiotaxia – movimento em resposta a substancias químicas fototaxia – movimento em resposta da luz - antígeno flagelar (Ag H): diferentes sorotipos Ex: Escherichia coli → + de 50 Ags H diferentes Composição do flagelo - corpo basal: ancora o flagelo Gram-positivo: 1 par de anéis Gram-negativas: 2 pares de anéis - gancho (proteína): une corpo basal ao filamento - filamento (proteínas que formam o flagelo=flagelina) Distribuição dos flagelos – movimento polar ou peritriquio Monotríquio: 1 flagelo Anfitríquio: flagelos nos polos Lofotríquio: tufo de flagelos Peritríquio: flagelos ao longo da bactéria Filamento Axial (tipo diferenciado de flagelo) ou Flagelo Periplasmático Movimento em propulsão em espiral – relaxamento e contração dos filamentos → invasão de tecidos Ex: Treponema pallidum Ajuda a invadir o tecido, não é exteriorizado Fímbrias ou Pili - presente na maioria das bactérias Gram-negativas - mais curtas e numerosas que os flagelos Funções: - adesão às células do hospedeiro e outras superfícies Ex: Neisseria gonorrhoeae, E. coli - fímbria F: conjugação (trocar material genético) - receptores de bacteriófagos – vírus que infectam bactérias Composição - proteica – pilina Parede Celular - Estrutura rígida presente na maioria das bactérias * - micoplasmas não tem Funções: - manutenção da forma bacteriana – define o formato da bactéria - proteção osmótica da bactéria - molde para sua própria síntese – para fazer a bactéria filha, replicação Composição da parede: peptideoglicano (gram + e – possuem) ou mureína: - aminoácidos variam, e carboidratos são sempre os mesmos (peptideoglicano) - N-acetil-glicosamina (G) - ác. N-acetil-murâmico (M) - cadeias laterais tetrapeptídicas Como é formado: M – G – M – G, um carboidrato alternando com outro, formando camadinhas por toda superfícies da bactéria – açucares – vem os aminoácidos e ligam as camadas de 4 em 4 aminoacidos (o tipo varia de acordo com a bactéria). Bactérias Gram-positivas - parede mais simples – aguenta mais o choque osmótico. Parede formada por: - peptideoglicano (90%) – da resistência - ác. teicóicos (parede) e lipoteicóicos (membrana citoplasmática) (10%) Funções dos ác. teicóicos e lipoteicóicos: - antígenos bacterianos - regulação das autolisinas – esticar a parede – enzimas que quebram as ligações do peptídeo glicano G – M, para que mais ligações sejam inseridas - ligação as células do hospedeiro - prevenção de fagocitose - pode ter um pouco de proteína na parede. Bactérias Gram-negativas - membrana externa: impede a saída de proteínas periplasmáticas - fosfolipídios - proteínas: OMPs – proteínas de membrana externa - espaço periplasmático : peptideoglicano (10%) – pode ter enzimas, proteínas... - LPS – lipopolissacárideos – parte lipídica e parte de açúcar (carbo) Lipo – lipídio A – mais próximo a membrana Polissacarídeos – Carboidratos/açucares - cerne (primeiros) + antígeno (mais superficial) – mais exposta Aula 2 Membrana Citoplasmática - ausência de esteróis * -> Micoplasmas possuem - (fungo tem) Composição – % varia com a espécie e as condições de cultivo - lipídios 30 a 50% - Proteínas 50 a 70% - carboidratos Funções - Permeabilidade seletiva - Secreção: enzimas, toxinas, bacteriocinas (moléculas que algumas bactérias produzem para matar outra bactéria concorrente) - Produção de energia: presença de citocromos e enzimas de cadeia de transporte de elétrons - Biossíntese: presença de enzimas envolvidas na síntese de lipídios e outras moléculas externas à membrana - Duplicação do DNA: presença de proteínas envolvidas na duplicação do DNA. - IMPORTANTE : RESPONSÁVEL PELA RESPIRAÇÃO DA BACTÉRIA : MEMBRANA CITOPLASMATICA, ELA NÃO TEM MITOCONDRIA. Mesossomos – Dobras na membrana citoplasmática, envaginações - Septal: auxilia na divisão da bactéria para que não tenha erro de duplicação na quantidade de cromossomos. - Lateral: concentração de enzimas que conferem maior atividade respiratória ou fotossintética. Cromossomo - único, circular, altamente enovelado - DNA de fita dupla, sem proteínas histonas (somente células eucarioto) Plasmídios (tipo mini cromossomo) - Não são todas bactérias que possuem - DNA circular extra-cromossomal - número variável por bactéria - replicação autônoma - conferem vantagem à bactéria: genes de resistência aos antimicrobianos, tolerância a metais pesados, síntese de toxinas, fímbria F, enzimas. Ribossomos - Dispersos no citoplasma - Subunidade menor (30S) 70S Ribossomos - Subunidade maior (50S) - Eucarioto – 80S - Diferença do procarioto para eucarioto é bom para não interferir na nossa síntese, e sim só na bactérias Função: síntese proteica Vacúolosgasosos - Em bactérias aquáticas, ambientais - Afundar e emergir controlando os vacúolos Grânulos ou inclusões citoplasmáticas - a natureza química varia de bactéria para bactéria - armazenamento de nutrientes Ex: grânulos de polissacarídeos: glicogênio, amido - inclusões lipídicas: poli-beta-hidroxibutirato - grânulos de enxofre - grânulos metacromáticos: polifosfato Funções: - reserva de substâncias - auxilia na identificação bacteriana Esporos bacterianos - Formas de resistências que algumas bactérias desenvolveram na evolução, bactérias ambientais - bactérias Gram-positivas: Bacillus, Clostridium - estrutura de proteção - esporogênese: formação do esporo dentro da célula vegetativa - apenas 15% de água (vegetativa 70%) - capa, córtex, peptideoglicano - não pega corante Aula 02 NUTRIÇÃO No cultivo, deve-se considerar os componentes celulares: Proteínas – membrana plasmática, parede celular... Glicopeptideos – parede celular Ácidos nucleicos – DNA e RNA Lipídios – membrana plasmática, parede celular Polissacarídeos – parede celular, glicocálix, LPS... É necessário conter os nutrientes adequados no meio de cultura para o micro-organismo específico que queremos cultivar. Ele deve conter também uma quantidade de água suficiente, um pH apropriado e um nível conveniente de oxigênio ou talvez nenhum. Algumas bactérias conseguem produzir seu próprio alimento com as coisas que estão no meio. Bactéria não faz fagocitose – parede celular não pode fazer – elas se nutrem por soluções Macronutrientes (bactéria precisa em maior quantidade – não é pelo tamanho da molécula) Micronutrientes (bactéria precisa em menor quantidade – não é pelo tamanho da molécula) Macronutrientes 90% da constituição da bactéria 1- Carbono Autotróficos: Obtém C de compostos inorgânicos (Co2, carbonato...) Heterotróficos: obtém C de compostos orgânicos (açucares, aa...) 2- Hidrogênio Componente de compostos orgânicos e inorgânicos 3- Oxigênio Componente de compostos orgânicos e inorgânicos Aceptor final de elétrons em bactérias aeróbicas 4- Nitrogênio Componente de compostos orgânicos (aa, purinas, pirimídicas) e inorgânicos (NH3, NO3, NO2) NO3: Aceptor final de elétrons em bactérias anaeróbicas 5- Fósforo Componente de ácidos nucleicos, ATP, coenzimas Pode ser armazenado na forma de grânulos citoplasmáticos 6- Enxofre Componente de aa (cisteína, metionina) vitamina, coenzimas SO4: Aceptor final de elétrons em bactérias anaeróbicas Micronutrientes Bactéria precisa em quantidade menores Fe – Mg – K – Mn – Ca – Zn- Na – Cl – Cu – Co – Ni – Mo – Se Funções: Cofatores de enzimas (Mg, K) melhorar a enzima Componentes estruturais bacterianas Ex: Dipicolinato de Cálcio Componente de proteínas Osmorreguladores FATORES AMBIENTAIS Temperatura Ideal para crescimento das bactérias Psicrófilas: 0 a 19ºC Mesófilas: 20 a 44ºC – bactérias humanas Termófilas: 45 a 80ºC Termófilas extremas: acima de 80ºC * cada bactéria possui uma temperatura exata Ph Acidófilas: abaixo de 5 Nutralófilas: 6 – 8 Alcalófilas: acima de 10 Oxigênio Aeróbias estritas/obrigatorias (Pseudomonas spp) – não vive sem oxigênio - Possuem catalase, perioxidase e superóxido desmutase que são enzimas que degradam compostos do oxigênio Microaerófilas (Campylobacter Jejuni) – precisam de baixa quantidade de oxigênio para crescer Anaeróbias facultativas (Escherichia coli) – ela pode optar por usar oxigênio, quando não estão no oxigênio fazem fermentação Aerotolerantes (Lactobacillus spp) – vivem na presença do oxigênio, porém não usa ele para obter energia – possui as enzimas para degradar compostos. Anaeróbias estritas/obrigatoria (Clostridium botulinum) – morre no oxigênio, não possui as enzimas que degradam compostos do oxigênio. *cai na prova Pressão osmótica Regulada através do transporte ativo de potássio K+ Não perder e nem encher de água Concentrações de sais minerais no meio Pode inibir o crescimento de bactérias com bastante sal Bactérias halófilas -> gostam de sal. Ex: Staphilococcus Aureus Conservação com sal sem refrigeração: ex Bacalhau, charque Crescimento bacteriano As bactérias normalmente se reproduzem por fissão binária. Crescimento exponencial Ausência de meiose Tempo de geração variável Tempo que a bactéria leva para uma dar origem a duas. Mais complexa = mais demorada Ex: Escherichia coli – 20 minutos Ex: Mycobacterium – até 24 horas Curva de crescimento Mostra o crescimento das células em função do tempo. Há quatro fases básicas de crescimento: a fase lag, a fase log, a fase estacionária e a fase de morte celular. 1 – Fase lag Adaptação, reconhecimento Intensa atividade metabólica Ausência de divisão celular Aumento de massa bacteriana 2 – Fase logarítmica (Log) ou exponencial Multiplicação, crescimento Divisão máxima e constante Progressão geométrica de ração 2 3 – Fase estacionaria Número de bactérias que se formam é igual o número de bactérias que morrem 4 – Fase de declínio ou morte Número de bactérias diminuem ou acaba completamente GENÉTICA BACTERIANA Aula 3 03/04/2018 DNA (desoxirribose, bases nitrogenadas, fosfato) - DNA cromossomal Único Circular de fita dupla Altamente enovelado Várias vezes maior que a bactéria 1 a 2 mm de comprimento Replicação semi-conservativa 5’ -> 3’ - DNA plasmidial (plasmídios – mini cromossomos) Numero variável por célula Circular de fita dupla Replicação autônoma: região ori (origem) Conjugação em bacilos e alguns estreptococos - Plasmídios F Iniciam o processo de conjugação Tem genes que são transcritos e traduzidos que vão formar as proteínas da Fimbria F Fimbria F: processo de conjugação – ela se liga a outra bactéria - Vantagens a bactéria: Plasmídio F (fator F): Fimbria F Plasmídio R: Resistência a antimicrobianos Plasmídio Col: síntese de colicinas (bacteriocina – mata bactéria concorrente) Plasmídio virulentos: síntese de fatores de virulência – escapam da fagocitose Plasmídios que conferem resistência a metais pesados - DNA plasmidial Geralmente esta solto no citoplasma Pode se inserir no cromossomo da bactéria Epissomo: plasmidio integrado ao cromossomo - Transposons “jumping genes” Elementos móveis de DNA São ladeados por sequências de inserção (IS) Genes de resistência a antimicrobianos e metais pesados, síntese de toxinas, fermentação da lactose Transposons conjugativos – podem ir de uma célula para outra. Ex: Streptococcus pneumoniae - Sequências de inserção (IS) Transportam o transposons de um local para outro - DNA ou RNA de origem viral – bactéria infectada por vírus Mutações - Agentes – laboratório Químicos (acridina, acido nitroso...) Físicos (raio-x, luz UV...) - Espontânea (10-9 a 10-12 por geração) ou induzida (10-4 ou +) Mutação silenciosa: tradução do mesmo aminoácido Mutação sem sentido: códon de parada – peptídeo mais curto Mutação de sentido errado: substituição de aminoácidos Mutação de fase de leitura: inserção ou deleção de bases - Mutação silenciosa Ocorre a mutação no DNA (inverte alguma base), porém quando o RNAm for transcrever, ele vai codificar o mesmo aminoácido Alteração no DNA não altera a sequência de aminoácidos produzida pelo gene modificado e sua função permanece a mesma - Mutação sem sentido Antecipação do códon de parada A proteína fica mais curta Ocorre uma mutação na sequência e é adicionado um códon de parada - Mutação de sentido errado A mutação ocorre no DNA Inverte algo na seequencia e causa formação de uma proteína diferente - Mutação de fase de leitura Uma das letrinhas na sequencia cai fora, e assim desloca toda a fita, mudando completamente o resultado Uma das bases (letrinhas) é adicionada a fita, deslocando toda a fita também - Recombinação genética Troca de genesou parte deles entre duas moléculas de DNA - Transformação Ocorre em gram-positivas e gram-negativas Bactéria capta material genético que está no meio livre e incorporar - Transdução Mediada por bacteriófagos – vírus que infectam as bactérias Ocorre transferência de material genético entre bactérias diferente Vírus quando for se replicar incorpora um DNA bacteriano e transporta para outra bactéria o DNA bacteriano - Conjugação Plamídio F = Fimbria F Não são todas bactérias que fazem conjugação, somente as que possuem fimbria F Contato entre bactéria doadora e receptora Transferência de palsmídios Bactéria F+ (tem plasmídio F) F- (não tem plasmídio) Conjugação entre F+ e F- se transforma em duas bactérias F+ Bactéria Hfr (high, frequency of recombination): episomo (plasmídio no cromossomo) Bactéria Hfr: Tem plasmídio F incorporada no cromossomo Aula 10/04/018 Bactérias de interesse na área da saúde Bacterias coradas pelo método gram Micobactérias Bactérias espiraladas Micoplasmas Riquetsias e clamídias 1. Bacterias coradas pelo método de gram *Baseada na diferença de parede entre as bactérias + e – *O tipo de parede que define se é + ou – Cocos Gram Positivos – CGP+ - Staphylococcus aureus -> Furunculo, ostiomielite, infecção alimentar... - Streptococcus pneumonia (pneumococo) -> Pneumonia Cocos Gram Negativos – CGP- - Neisseria genorrhoeae (gonococo) -> gonorreia, blenorragia - Neirsseria meningitidis (meningecoco) -> meningite Bacilos gram positivos – BGP * Aeróbios obrigatórias ou facultativos: - Corynebacterium diphiteriae -> difteria - Bacilus anthracis -> carbúnculo * Anaerobios obrigatórios - Clostriduim tetani -> Tetano – essas bactérias clostriduim esporalizar, formar esporo (forma de resistência) - Clostriduim hatulinum -> botulismo Bacilos gram negativos – BGN * Aerobios obrigatórios ou facultativos: - Família Enterobacteriaceae - escheria colli - Vibrio cholerae – desidrata a pessoa - Pseudomonas aeruginosa - ambiental * Anaerobios obrigatórios - Bacterioídes spp – tem no intestino – pode contaminar com cirurgia, acidente a cavidade abdominal 2. Micobactéias Bacilos Alcool – acido resistentes (BAAR) Tuberculose, hanseníase Tem na parede celular ácidos micólicos (lipídios de cadeia longa) São impermeáveis Não se coram por gram Coloração de Ziehl Neelsen - Mycobacterium tuberculosis -> Tuberculose - Mycobacterium leprae -> hanseníase 3. Bactérias espiraladas Técnica de Fontana – Tribondeau Usa nitrato de prata para corar – fica marrom – são bactérias espiraladas - Treponema pallidum -> sífilis - Leptospira interrogans -> leptospirose 4. Micoplasmas Ausência de parede celular – não tem - Mycoplasma pneumoniae -> pneumonia - Uriaplasma urealyticum -> uretrite 5. Riquetsía e clamídias Intracelulares obrigatórias Se multiplicam dentro de outra célula Cultivadas em ovos embionados ou cultura de células - Rickettsia rickttsii -> Febre maculosa – da capivara, carrapato - Chlamydua trachomatis -> uretrite, conjuntivite, doenças sexualmente transmissíveis CONTROLE DE MICRORGANISMOS POR METÓDOS FÍSICOS E QUÍMICOS - Conceitos Assepsia – sem contaminação Limpeza – remoção de sujeira, gordura, poeira Antissepsia: uso de antissépticos – álcool 70% - redução do número de microrganismos no local – superfície viva Desinfecção: uso de desinfetantes – redução do número de microrganismos no local – objetos ou superfície inanimada Esterilização – eliminação de todos tipos de vida Microbiostático – substância que impede a replicação dos microrganismos Microbicida – cida: matar – morte de microrganismos – bactericida, fungicida, virucida 1. Calor *Calor + água = desnaturação da bactéria *Alto poder de penetração Calor úmido – alto poder de penetração Fervura – método caseiro de desinfecção - 100ºC por 15 min Esporos bacterianos resistem por 20h fervendo Autoclave – vapor e pressão – temperatura de 120ºC por uns 15m Tindalização ou esterilização fracionada – serve para esterilizar os matériais que não resistem a temperatura muito alta – fervura sem pressão (faz na autoclave) – 60 a 100ºC por 30min e incubação a 37º por 3 dias consecutivos Pasteurização – choque térmico no material – temperatura elevada e baixa – desnaturação 2. Calor seco *Baixo poder de penetração Flambagem - direto no fogo – bico de Bunsen – destruição dos microrganismos – reaproveita Incineração – queimar – resíduos médicos, etc – sem reaproveitamento - destruição dos microrganismos Estufa/forno de Pasteur – secagem de material – 60º C por 2h 3. Filtração *Estereliza por diferença de tamanho – utiliza filtros *Filtra líquidos ou gases Gases: Filtros “High Efficiency Particulate Arrestance (HEPA) Soluções termossensíveis: Vitaminas, açucares, vacinas, toxinas 4. Radiações * Menor o comprimento de onda, maior poder de penetração Causa formação de radicais livres super-reativos nos microrganismos * Esterilizam Microondas – radiação que gera calor – usado na potência máxima, 7min, 3x - “quebra galho” Luz ultravioleta Ionizantes (raio-x, raios gama) – Ondas curtas - Causa formação de radicais livres super-reativos nos microrganismos Isótopos radioativos: Césio e cobalto Não-ionizante (luz ultravioleta) – ondas menores – esterilizam superfícies porque não tem alto poder de penetração – atua no DNA do mo, e causa formação de dímeros de pirimidina (timina e citosina) – faz com que duas pirimidinas fiquem grudadas, causando erros no DNA e mata o mo 5. Frio * Controlar crescimento de mo, conservarção, inibir os metabolismos Refrigeração Congelamento 6. Pressão osmótica * Desequilíbrio osmótico * Conservação (bacalhau, charque, etc) Aumenta a concentração de sais ou açucares 7. Dessecação * Inibe a ação da água – controla crescimento Qualidade de um agente químico ideal Ter boa atividade antimicrobiana Estabilidade e homogeneidade Toxidade seletiva Tóxico para o microrganismo em temperatura ambiente ou corporal Boa solubilidade em concentrações necessárias para a ação antimicrobiana Não se combinar com matéria orgânica Bom poder de penetração, não ser corrosivo e sem poder tintorial Disponibilidade a baixo custo Métodos químicos 1. Álcoois *Desnaturante de proteína e solvente de lipidios Etanol – antisséptico Isopropanol 2. Aldeídos *Desnaturantes proteicos *É toxico para tecido vivo – não são antisséptico Formaldeído (solução ou pastilha) – Desinfetante ou esterilizantes Glutaraldeído (solução) 3. Fenol e derivados Fenol 5% - toxico para pele – desinfetante Cresóis (creolina) Timol 5% (solução alcoólica) antisséptico Bifenois (triclosam) 4. Halogênicos e derivados *Não matam esporos – antissépticos ou desinfetantes *Desnaturantes proteicos Iodo 2% (solução alcoólica) ou PVP-1 10% - Uso está caindo pois causa alergia de forma comum Cloro gasoso Hipoclorito de sódio 1% - antisséptico bucal 5. Detergentes catiônicos *Antissépticos ou desinfetantes *Dissolve membrana – perdendo a permeabilidade seletiva Cloreto de cetilpiridínico cloreto de benzolcônico clorexidina 6. Metais pesados Zinco, selênio, mercúrio, chumbo, cobre, prata... Nitrato de prata 1% 7. Agentes oxidantes *Liberam oxigênio, que reage, principalmente, com enzimas microbianas Peróxido de hidrogênio – antisséptico e esterilizante (alta concentração) Permanganato de potássio – antisséptico 8. Corantes *Impedem o crescimento das bactérias gram positivas *Interferir na síntese da parede celular ou no ácido nucleico Acridinas (acriflarina) – combinam-se com DNA Cristal violeta, verde malaquita, interferem na síntese da parede 9. Esterilizantes gasosos *Alto poder de penetração – Desnatura proteína dos microrganismos *Inflamável: inflamam com CO2 *Esterilizantes Oxido de etileno
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