Controle de Micro-organismos

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25/03/2013
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Profª: Míriam T. Santos
Aula 14: Controle de Micro‐organismos
Tópicos principais:
– Importância do controle microbiano
– Conceito de morte microbiana
– Cinética da morte microbiana
– Fatores que interferem na efetividade dos tratamentos antimicrobianos
– Modo de ação dos agentes antimicrobianos
Aula 14: Controle de Micro‐organismos  
Parte 1: Aspectos Gerais
Importância do controle microbiano
Aula 14: Controle de Micro‐organismos  
Parte 1: Aspectos Gerais
Importância do controle microbiano
Aula 14: Controle de Micro‐organismos  
Parte 1: Aspectos Gerais
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Importância do controle microbiano
Aula 14: Controle de Micro‐organismos  
Parte 1: Aspectos Gerais
Importância do controle microbiano
Aula 14: Controle de Micro‐organismos  
Parte 1: Aspectos Gerais
Controle de    
micro‐organismos
Por limitação do 
crescimento
Por eliminação  
(morte ou remoção)
Aula 14: Controle de Micro‐organismos  
Parte 1: Aspectos Gerais
Controle:
Por eliminação: calor, radiação ou filtração
Por limitação do crescimento: refrigeração, congelamento 
ou desidratação
Aula 14: Controle de Micro‐organismos  
Parte 1: Aspectos Gerais
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• Esterilização: destruição de todas as formas de vida microbiana, 
incluindo os endosporos
• Desinfecção: destruição das formas vegetativas de micro‐organismos 
patogênicos
• Antissepsia: destruição das formas vegetativas de patógenos em 
tecido vivo
• Sanitização: redução das contagens microbianas  até níveis seguros
• Assepsia: ausência de contaminação significativa
Qual o significado dos termos?
Aula 14: Controle de Micro‐organismos  
Parte 1: Aspectos Gerais
Morte microbiana
Tempo (min) Mortes por minuto Nº de sobreviventes
0 0 1.000.000
1 897.456 102.544
2 91.087 11.457
3 10.389 1.068
4 967 101
5 89 12
6 11 1
Aula 14: Controle de Micro‐organismos  
Parte 1: Aspectos Gerais
Curva de morte microbiana
‐ Morte não é 
instantânea
‐ Função 
exponencial
‐ Taxa constante
Valor D – Tempo de redução decimal
Aula 14: Controle de Micro‐organismos  
Parte 1: Aspectos Gerais
Fonte: Brock ‐ Biology of Microorganisms. 12th edition. MADIGAN et al. 2009
C1
Fatores que afetam a efetividade dos tratamentos 
antimicrobianos
• Dose ou intensidade do agente 
Aula 14: Controle de Micro‐organismos  
Parte 1: Aspectos Gerais
D70°C = 3 min
D60°C = 12 min
D50°C = 42 min
Fonte: Brock ‐ Biology of Microorganisms. 12th edition. MADIGAN et al. 2009
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C1 Log. 10² >> 2 e assim vai
Ciro; 01/02/2012
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Fatores que afetam a efetividade dos tratamentos 
antimicrobianos
• Tipo de micro‐organismo                                                                  
(resistência intrínseca – Gram positivas X Gram negativas; micobactérias X 
outras bactérias; vírus envelopados X não‐envelopados)
Aula 14: Controle de Micro‐organismos  
Parte 1: Aspectos Gerais
Ação do ácido peracético sobre 
suspensões de E. coli e S. 
aureus a 25°C
Tempo de redução decimal de E. coli, 
S. aureus e Pseudomonas 
aeruginosa a 60°C
Fatores que afetam a efetividade dos tratamentos 
antimicrobianos
• Estado fisiológico do micro‐organismo                                       
(fase log X fase estacionária, esporos X células vegetativas)
Aula 14: Controle de Micro‐organismos  
Parte 1: Aspectos Gerais
Endosporo 
Célula vegetativa 
Bacillus sp. 
Fatores que afetam a efetividade dos tratamentos 
antimicrobianos
• Condições ambientais                                                                 
(matéria orgânica, pH, teor de proteínas e gorduras, atividade de água, etc.)
Aula 14: Controle de Micro‐organismos  
Parte 1: Aspectos Gerais
Temperatura (°C) Aw Valor D (min)
pH 6,5 pH 5,5 pH 4,5
95 1,00 2,38 1,04 0,51
95 0,95 5,01 2,84 1,40
95 0,86 13,84 14,51 7,77
85 1,00 63,39 13,08 5,04
85 0,86 68,90 91,54 33,91
Influência da temperatura, atividade de água (Aw) e do pH sobre os valores D de esporos de Bacillus cereus.
Fonte: Microbiologia de Alimentos. 6ª edição. JAY, J.M.
Aula 14: Controle de Micro‐organismos  
Parte 1: Aspectos Gerais
Valor D ‐ Tempo de redução decimal
Importância 
da carga 
microbiana 
inicial
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Modos de ação dos agentes antimicrobianos
• Danos à membrana citoplasmática 
• Danos à parede celular
• Danos às proteínas
• Danos aos ácidos nucleicos
Aula 14: Controle de Micro‐organismos  
Parte 1: Aspectos Gerais
Questões propostas
• Em que situações do seu cotidiano, o controle de micro‐organismos é 
necessário? 
• O que significa dizer que a morte de uma população microbiana segue 
um padrão exponencial?
• Por que é importante manter a carga microbiana baixa em um 
alimento antes do tratamento para controle dos micro‐organismos 
presentes?
Aula 14: Controle de Micro‐organismos  
Parte 1: Aspectos Gerais
Métodos de Controle Microbiano
• Temperatura
• Radiação
• Filtração
• Desidratação
Físicos
Químicos 
• Desinfetantes  e antissépticos
• Conservantes químicos
• Esterilizantes químicos
• Quimioterápicos (in vivo)
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 2: Métodos Físicos
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 2: Métodos Físicos
Métodos físicos de destruição 
de micro‐organismos
calor e radiação
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Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 2: Métodos Físicos
Calor 
• Calor úmido:
Desnaturação das proteínas
– Pasteurização, fervura e autoclave
• Calor seco:
Oxidação dos compostos orgânicos
– Estufa e incineração
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 2: Métodos Físicos
Tratamentos térmicos
• Aplicação do binômio 
Tempo X Temperatura
• Pasteurização 
Métodos de pasteurização do leite:
–Pasteurização lenta:  63‐66°C, 30 min
–Pasteurização rápida: Método HTST: 72°C, 15 s
Tratamentos térmicos 
equivalentes
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 2: Métodos Físicos
Esterilização Comercial:
Tratamento térmico (temperatura > 100°C) suficiente para
destruir esporos de Clostridium botulinum nos alimentos
enlatados
Usado também para reduzir micro‐organismos
deterioradores, aumentando a vida de prateleira de 
alimentos. P.ex. Método UHT em leite: 74 a 140°C por 1 a 5 s
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 2: Métodos Físicos
Radiação Ionizante
• Raios gama, raios X e feixes 
de elétrons de alta energia
• Princípio: ionização de 
moléculas com formação de 
radicais reativos 
• Aplicação: equipamentos 
cirúrgicos, descartáveis plásticos, 
drogas e vacinas, tecidos para 
enxerto, alimentos.
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Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 2: Métodos Físicos
Irradiação de alimentos
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 2: Métodos Físicos
• Luz ultra‐violeta (UV)
‐ Baixo poder de penetração
• Princípio: excitação dos elétrons 
‐ Maior efeito: DNA (dímeros de 
timina)
• Aplicação: esterilização de 
superfícies e ar 
(salas cirúrgicas, salas 
assépticas, capela de fluxo 
laminar, etc.)
Radiação Não‐ionizante
Fonte: Brock ‐ Biology of Microorganisms. 12th edition. MADIGAN et al. 2009
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 2: Métodos Físicos
• Princípio: Remoção de micro‐
organismos
• Soluções sensíveis ao calor:
vitaminas, antibióticos, vacinas, etc.
• Ar de salas assépticas ou 
cirúrgicas: 
– Filtros HEPA
• Estações de tratamento de água
Diâmetro dos poros = 0,22 m
Filtração
Fonte: Brock ‐ Biology of Microorganisms. 12th edition. MADIGAN 
et al. 2009
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 2: Métodos Físicos
Métodos físicos de inibição do 
crescimento de micro‐organismos
temperaturas baixas e desidratação
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Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 2: MétodosFísicos
• Princípio: redução ou 
paralisação da atividade 
biológica
– Refrigeração
– Congelamento
Temperaturas baixas
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 2: Métodos Físicos
Desidratação ou Dessecação
• Princípio: redução da água disponível
• Métodos: Secagem ou adição de sal   
ou açúcar
• Liofilização: desidratação rápida       
sob baixa temperatura e vácuo
Levedura Saccharomyces 
cerevisiae liofilizada
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 2: Métodos Físicos
• Bibliografia:
– TORTORA, G.J.; FUNKE, B.R.; CASE, C.L. Microbiologia. Capítulo 7
(10ª edição) ou
– MADIGAN, M.T.; MARTINKO, J.M.; DUNLAP, P.V. Microbiologia de Brock. 
Capítulo 27 (12ª edição)
• Por que os endósporos bacterianos são estruturas altamente resistentes 
aos tratamentos térmicos?
• A irradiação de alimentos causa menor perda nutricional em alimentos que 
os tratamentos térmicos. Pesquise a respeito e explique esta afirmação.
Tempo 
BACTERIOSTÁTICO
Contagem de células viáveis
Contagem de células totais
Efeito de agente antimicrobiano sobre 
cultura bacteriana em crescimento exponencial
Tempo de adição de 
concentração inibitória  
do antimicrobiano
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 3: Agentes químicos antimicrobianos
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Tempo 
BACTERICIDA
Contagem de células viáveis
Contagem de células totais
Efeito de agente antimicrobiano sobre 
cultura bacteriana em crescimento exponencial
Tempo de adição de 
concentração inibitória   
do antimicrobiano
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 3: Agentes químicos antimicrobianos
Tempo 
BACTERIOLÍTICO
Contagem de células viáveis
Contagem de células totais
Efeito de agente antimicrobiano sobre 
cultura bacteriana em crescimento exponencial
Tempo de adição de 
concentração inibitória   
do antimicrobiano
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 3: Agentes químicos antimicrobianos
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 3: Agentes químicos antimicrobianos
Agente químico antimicrobiano: 
características ideais
• Amplo espectro em baixas concentrações
• Toxicidade seletiva
• Solubilidade 
• Estabilidade
• Homogeneidade
• Perda mínima de atividade
• Poder de penetração
• Outras (baixo custo, disponibilidade, etc.)
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 3: Agentes químicos antimicrobianos
• Compostos fenólicos: limitação toxicidade
Principais agentes químicos antimicrobianos: 
desinfetantes, antissépticos e sanitizantes
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Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 3: Agentes químicos antimicrobianos
• Biguanidas: clorexidina (antisséptico)
Principais agentes químicos antimicrobianos: 
desinfetantes, antissépticos e sanitizantes
clorexidina
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 3: Agentes químicos antimicrobianos
• Halogênios: iodo (antisséptico) e cloro (desinfetante) 
Principais agentes químicos antimicrobianos: 
desinfetantes, antissépticos e sanitizantes
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 3: Agentes químicos antimicrobianos
• Álcoois: álcool 70%, álcool iodado
Principais agentes químicos antimicrobianos: 
desinfetantes, antissépticos e sanitizantes
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 3: Agentes químicos antimicrobianos
• Metais pesados: prata, mercúrio e cobre: limitação toxicidade
• Agentes de superfície e quaternários de amônio (Quats): sanitizantes em 
laticínios e frigoríficos
Principais agentes químicos antimicrobianos: 
desinfetantes, antissépticos e sanitizantes
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Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 3: Agentes químicos antimicrobianos
• Conservantes químicos: ácidos orgânicos (sorbatos, benzoatos e propionatos),
sais de cura (nitrato, nitrito),
bioconservantes (bacteriocinas, ác. láctico, etc.).
Conservantes químicos
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 3: Agentes químicos antimicrobianos
• Esterilizantes químicos: óxido de etileno, ácido peracético, peróxido de 
hidrogênio e glutaraldeído (esterilização a frio)
Esterilizantes químicos
Óxido de etileno Ácido peracético
• Bibliografia:
– TORTORA, G.J.; FUNKE, B.R.; CASE, C.L. Microbiologia. Capítulo 7
(10ª edição) ou
– MADIGAN, M.T.; MARTINKO, J.M.; DUNLAP, P.V. Microbiologia de Brock. 
Capítulo 27 (12ª edição)
• Por que compostos fenólicos são os desinfetantes recomendados para o 
controle de micobactérias no ambiente hospitalar apesar de sua toxicidade?
• Qual o problema de usar compostos quaternários de amônio para inibição 
da bactéria patogênica Pseudomonas aeruginosa?
• Qual a vantagem de se utilizar óxido de etileno em relação ao uso da 
radiação ionizante para esterilização a frio de materiais termolábeis?
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 3: Agentes químicos antimicrobianos
Agentes antimicrobianos utilizados in vivo
• Conceito: Agentes microbicidas ou microbiostáticos de utilidade clínica
que devem reduzir ou impedir o crescimento microbiano, sem causar
qualquer dano à célula hospedeira.
• Principal propriedade: toxicidade seletiva, isto é, ser tóxico para o
patógeno e não afetar o hospedeiro.
• Podem ser agentes quimioterápicos sintéticos ou naturais (antibióticos).
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 4: Drogas antimicrobianas
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Espectro de ação antimicrobiana de uma seleção de 
agentes quimioterápicos
Drogas 
antifúngicas
Drogas 
antibacterianas
Drogas 
antivirais
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 4: Drogas antimicrobianas
Fonte: Brock ‐ Biology of Microorganisms. 12th edition. MADIGAN et al. 2009
Amplo espectro de ação
Espectro de ação de drogas antibacterianas
Baixo espectro de ação
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 4: Drogas antimicrobianas
Espectro de ação de drogas antivirais
Amplo espectro de ação
Baixo espectro de ação
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 4: Drogas antimicrobianas
Drogas antimicrobianas naturais: Antibióticos 
• São compostos químicos produzidos por micro‐organismos  (fungos e 
bactérias) que inibem ou matam outros micro‐organismos.
Streptomyces spp. 
Penicillium chrysogenum (inibição de S. aureus)
Penicilina
Cefalosporina
Cephalosporium
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 4: Drogas antimicrobianas
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(quinolonas)
Cicloserina
Vancomicina
Bacitracina
Penicilinas
Cefalosporinas
Carbapenemos 
Síntese de parede celular
50 50 50
30 30 30
Ribossomos 
DNA
mRNA
Eritromicina 
Cloranfenicol 
Clindamicina
Lincomicina 
Síntese protéica
(inibidores de 50S)
Tetraciclinas
Estreptomicina
Gentamicina
Kanamicina 
Amicacina
Nitrofuranos 
Síntese protéica 
(inibidores de 30S)
Mecanismo de ação de antibacterianos
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 4: Drogas antimicrobianas
Fonte: Brock ‐ Biology of Microorganisms. 12th edition. MADIGAN et al. 2009
Fonte: Microbiologia. 10ª edição. TORTORA et al. 2012
Fonte: Microbiologia. 10ª edição. TORTORA et al. 2012
50 50 50
30 30 30
DNA girase
Ácido nalidíxico
Ciprofloxacina 
Novobiocina  Elongação do RNA
Actinomicina
RNA polimerase
Rifamicinas
Estreptovaricinas 
THF
DHF
PABA
Trimetoprim
Sulfonamidas 
Metabolismo do 
ácido fólico
Estrutura da membrana citoplasmática
Polimixinas 
Ribossomos 
DNA
mRNA
PABA – ácido paraminobenzóico; THF ‐ tetraidrofolato; DHF ‐ diidrofolato
Mecanismo de ação de antibacterianos
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 4: Drogas antimicrobianas
Fonte: Brock ‐ Biology of Microorganisms. 12th edition. MADIGAN et al. 2009
Controle de Fungos e Vírus 
Drogas antifúngicas:
• Problema da toxicidade para o hospedeiro
• Na maioria do casos: aplicações tópicas
• Inibidores de ergosterol como os polienos, os azóise as alilaminas 
apresentam toxicidade seletiva
Drogas antivirais:
• Limitação por causa da toxicidade para o hospedeiro
• Desenvolvimento por causa das medidas de controle da AIDS
• Análagos de nucleosídeos e interferons
• Inibidores da transcriptase reversa e de proteases virais importantes na 
etapa de montagem dos virions
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 4: Drogas antimicrobianas
Fonte: Microbiologia. 10ª edição. TORTORA et al. 2012
Resistência às drogas antimicrobianas
• Capacidade adquirida por um micro‐organismo de resistir a um agente 
quimioterápico ao qual era normalmente sensível
• A maioria das resistências envolve genes de resistência que são transferidos 
por meio de transferência horizontal de genes (THG)
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 4: Drogas antimicrobianas
Fonte: Microbiologia. 10ª edição. TORTORA et al. 2012
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Resistência às drogas antimicrobianas
• Práticas humanas que resultam na seleção de micro‐organismos resistentes  
a antibióticos:
– Uso extensivo e errôneo de antibióticos
– Uso de antibióticos na nutrição animal
• Soluções:
– Uso racional de antibióticos no ambiente hospitalar, na prática médica e 
na nutrição animal
– Desenvolvimento de novas drogas e terapias alternativas
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 4: Drogas antimicrobianas
• Bibliografia:
– TORTORA, G.J.; FUNKE, B.R.; CASE, C.L. Microbiologia. Capítulo 20    
(10ª edição) ou
– MADIGAN, M.T.; MARTINKO, J.M.; DUNLAP, P.V. Microbiologia de Brock. 
Capítulo 27 (12ª edição)
• Boa leitura e até a próxima aula!
Aula 14: Controle de Micro‐organismos 
Parte 4: Drogas antimicrobianas