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Centro Universitário do Distrito Federal – UDF Brasília-DF Introdução à Microbiologia Msc. Andreanne Gomes Vasconcelos O que abordaremos? • Conceitos e importância da Microbiologia; • Histórico; • Microrganismos procariotos e eucariotos • Estrutura celular O que é Microbiologia? • Mikros = pequeno; bio = vida; logos = ciência • Estudo dos microrganismos e suas atividades biológicas • Microbiologia abrange o estudo de entidades vivas e não vivas Microrganismos celulares Arqueas Bactérias Protozoários Fungos Algas Microrganismos acelulares (Partículas infecciosas) Vírus príons Por que estudar Microbiologia? • Papel dos microrganismos no meio ambiente Microrganismos fotossintéticos produção de oxigênio Algas microscópicas Cianobactérias Por que estudar Microbiologia? • Papel dos microrganismos no meio ambiente Decomposição de matéria orgânica microrganismos saprófitas Por que estudar Microbiologia? • Habitam nosso corpo 10 trilhões de células 100 trilhões de microrganismos • Alguns microrganismos são causadores de doenças Por que estudar Microbiologia? Microbiota comensal • Comensal: “Comem juntos” Participa no metabolismo de produtos alimentares; Fornece fatores essenciais de crescimento; Protege contra infecções Estimula resposta imune • Colonização vs doença; • Microrganismos oportunistas; • Virulência e patogenicidade. Por que estudar Microbiologia? • Microbiota comensal Por que estudar Microbiologia? • Indústria de alimentos Por que estudar Microbiologia? • Indústria farmacêutica Uso de microrganismos na produção de antibióticos, hormônios, anticorpos, vitaminas e vacinas Penicillium notatum 1929, Alexander Fleming: na presença do fungo o crescimento de Staphylococcus era inibido. Por que estudar Microbiologia? • Indústria farmacêutica Uso de microrganismos na produção de antibióticos, hormônios, anticorpos, vitaminas e vacinas Esquema de produção industrial de penicilina por processo fermentativo Por que estudar Microbiologia? • Indústria farmacêutica Uso de microrganismos na produção de antibióticos, hormônios, anticorpos, vitaminas e vacinas PRODUTOS BIOFARMACÊUTICOS Fase biológica: envolve a preparação dos antígenos. Nesta fase identificam-se e fazem-se culturas dos microrganismos (bactérias ou vírus), que são posteriormente purificados e atenuados ou inativados (mortos). Fase farmacêutica: consiste na obtenção final do produto pronto a usar (adição de outros componentes para obter uma formulação final com características ideais para o enchimento e embalagem, com vista à posterior administração). Produção de vacinas, Instituto Butantan Produção de Vacinas. Publicado em 27 de maio de 2013. Carreiras na Microbiologia Bacteriologista Ficologista Protozoologistas Micologistas Virologistas Microbiologia aplicada Uma breve história • Principais acontecimentos na história da Microbiologia: Desenvolvimento dos microscópios; Procedimentos de cultivo e coloração; Relação microrganismo-doença (teoria germinal das doenças); Procedimentos de prevenção e controle de microrganismos. Uma breve história • Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) Comerciante de tecidos, conferente alfandegário, funcionário público; Polia lentes de vidros e as fixava em pequenas armações metálicas microscópio (aumento de 200 a 330 x); Examinava raspas de seu dente, água de valas e lagoas, sangue, esperma e as próprias fezes diarreicas; “Animalículos” O “pai da microbiologia” Uma breve história • Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) Carta à Royal Society of London O “pai da microbiologia” Mantenho meus dentes muito limpos, todavia, quando eu os vejo através de uma lente de aumento, encontro crescendo entre eles uma pequena massa branca tão espessa quanto farinha umedecida...Então eu peguei um pouco dessa farinha e misturei...com água pura proveniente da chuva em que não há animais...e, para minha enorme surpresa, percebi que o material continha muitos minúsculos animais vivos que se moviam com muita agitação... Uma breve história • Louis Pasteur (1822-1895) Diferentes microrganismos diferentes produtos de fermentação; Introduziu os termos “aeróbios” e “anaeróbios”; Processo para destruir microrganismo pasteurização; Contribuiu para a teoria germinal das doenças; Desenvolveu vacinas contra a cólera aviária, antraz e erisipela suína. https://www.pasteur.fr/en Uma breve história Uma breve história • Robert Koch (1843-1910) Provou que B. anthracis causava antraz; Desenvolveu métodos de fixar, corar e fotografar bactérias; Descobriu o agente da tuberculose e da cólera; Preparação da tuberculina diagnóstico da tuberculose; Desenvolveu o cultivo em meio sólido; Prova da teoria germinal das doenças. Uma breve história • Postulados de Koch 1. Um determinado microrganismo deve ser encontrado em todos os casos da doença e não deve estar presente em animais e seres humanos saudáveis; 2. O microrganismo deve ser isolado de um animal ou ser humano doente e crescer em cultura pura no laboratório; 3. A mesma doença deve ser produzida quando microrganismos oriundos da cultura forem inoculados em animais saudáveis e suscetíveis; 4. O mesmo microrganismo deve ser isolado dos animais experimentais infectados e crescer novamente em cultura. Uma breve história • Exceções aos postulados de Koch Determinados patógenos não crescem em meio de cultura: vírus, riquétsias, clamídias, Mycobacterium leprae e Treponema pallidum; Muitos patógenos são espécie-específico; Infecções mistas; Certos patógenos sofrem alterações quando cultivados in vitro. Uma breve história • Hans Cristian Gram (1853-1938) Médico bacteriologista e farmacologista dinamarquês; Coloração de Gram. A célula • Célula é a unidade fundamental de qualquer organismo vivo. • Quanto ao número de células: Unicelulares Pluricelulares • Quanto à organização celular: Procarióticas Eucarióticas Microrganismos Acelulares Celulares Vírus Príons Procariontes Arqueas Bactérias Cianobactérias Eucariontes Algas Protozoários Fungos Procariotos e eucariotos Eucarioto x Procarioto • Membrana celular Eucarioto x Procarioto • Núcleo: Eucarioto: Nucleoplasma, cromossomos, membrana nuclear, nucléolo; Procarioto: Não possui carioteca nem nucleossomo, cromossomo – molécula única circular Neisseria gonorrhoeae Eucarioto x Procarioto • Citoplasma: Eucarioto: Fluido viscoso (água, proteínas, aminoácidos, carboidratos, lipídios, minerais, metabólitos), grânulos e organelas; Procarioto: Fluido viscoso (água, proteínas, aminoácidos, carboidratos, lipídios, minerais, metabólitos), inclusões, ribossomos, plasmídios Eucarioto x Procarioto • Citoesqueleto: Estrutura: Sistema de fibras (microtúbulos, filamentos de actina, filamentos intermediários) Função: Forma da células Resistência, divisão celular, sustentação Citoesqueleto de um fibroblasto de rato mostrando (filamentos de actina - mf) Eucarioto x Procarioto kinesin protein walking on microtubule transporte de organelas e moléculas contração motilidade • Citoesqueleto: Eucarioto x Procarioto • Citoesqueleto procariótico: A maioria, se não todas, as células bacterianas e arqueas contêm pelo menos um sistema de filamentos de proteínas; Função: Forma celular, na divisão celular e na segregação de DNA não cromossômico. NATURE REVIEWS | MICROBIOLOGY doi:10.1038/nrmicro.2017.153 Eucarioto x Procarioto • Parede celular: Eucarioto: Pectina, lignina, celulose (em algas) ou quitina (fungos); Procarioto: Peptidoglicano Eucarioto x Procarioto • Flagelos: Eucarioto: Microtúbulos “9+2” Procarioro: Filamentos proteicos (flagelina), Surgem de um corpúsculo basal na MC • Cílios: Menores, finos e numeroso (microtúbulos “9+2”) • Fímbrias: Proteínas polimerizadas (pilina) Mais finos que flagelos Surgem do citoplasma Leishmania Eucarioto x Procarioto • Glicocálice (camada limosa e cápsula): Estrutura: Polissacarídeos e/não lipídios e proteínas Camada limosa menos aderida a PC, menos densa Cápsula bem aderida a PC Função: Proteção contra fagocitose, fator de virulência Bibliografia sugerida • Básica OPLUSTIL, C. P. Procedimentos Básicos em Microbiologia Clínica. 2.ed. São Paulo: Atheneu, 2004. TORTORA, G.J.; FUNKE, B.R.; CASE, C.L. Microbiologia. 10.ed. Porto Alegre: Artmed, 2012. TRABULSI, L. R.; ALTELTHUN, F. Microbiologia. 5.ed. Rio de Janeiro: Atheneu, 2008. • Complementar BARROS, E.; MACHADO, A.; SPRINZ, E. Antimicrobianos – Consulta Rápida. 5.ed.. Porto Alegre: ArtMed, 2013. (e-book) BROOKS, G.F.; CAROLL, K.C.; BUTEL, J.S.; MORSE, S.A.; MIETZNER, T.A. Microbiologia Médica de Jawetz, Melnick e Adelberg. 26.ed. Porto Alegre: AMGH, 2014. (e-book) ENGELKIRK, P.G.; DUBEN-ENGELKIRK, J.; BURTON, G.W.B. Microbiologia para as Ciências da Saúde. 9.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. (e-book) MADIGAN, M.T.; MARTINKO, J.M.; DUNPLAP, P.V.; CLARK, D.P. Microbiologia de Brock.12.ed. Porto Alegre: ArtMed, 2011. (e-book) SALVATIERRA, C. M. Microbiologia - Aspectos morfológicos, bioquímicos e metodológicos. São Paulo: Érica, 2014 (e-book). andreanne.vasconcelos@udf.edu.br PRODUÇÃO DE VACINAS https://www.youtube.com/watch?v=i1R8xzGvQVU&t=2s
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