Resumo - Microbiologia

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MECANISMOS DE AGRESSÃO E DEFESA – MICROBIOLOGIA
ANA BEATRIZ RIZZETTO LONGUINI QUINALHIA
MEDICINA 144 – M3 – 2019.1
INTRODUÇÃO À MICROBIOLOGIA
Microbiologia é o ramo da biologia que estuda os
micro-organismos (bactérias, fungos, vírus, protozoários).
É relacionada com a patologia, já que muitos micro-
organismos são patogênicos. A extensiva caracterização
dos micróbios tem nos permitido o uso deles como
ferramentas em outras linhas da biologia (ex: produção de
grandes quantidades de proteínas a partir de bactérias
usando genes codificados em um plasmídeo).
Teoria da Abiogênese: ideia de que a vida poderia se
originar espontaneamente da matéria inanimada.
Teoria da Biogênese: A vida só se origina de outra
forma pré-existente.
As experiências do médico e biólogo italiano
Francesco Redi (carne e larvas) e Louis Pasteur (caldo
nutritivo) sepultaram definitivamente a teoria da
abiogênese.
O ramo da imunologia desenvolveu-se dos
estudos iniciais da bacteriologia:
Edward Jenner, introduziu a prática de imunização
ativa, expondo indivíduos a antígenos da varíola humana
mais branda, protegendo-os da forma mais agressiva
(1776).
Pasteur, após 100 anos, estendeu o conceito de
imunização ativa, quando observou que a cólera aviária
podia ser evitada inoculando cultura velha de bacilos, com
a sua virulência reduzida. Em seguida ele aplicou este
princípio de imunização na prevenção do carbúnculo,
denominando as culturas avirulentas de vacinas e o
processo de imunização, com tais culturas, de vacinação.
Ele desenvolveu este método através da utilização de
organismos atenuados e preparou vacinas protetoras
contra o antraz, a erisipela suína e contra a raiva.
Em 1928, Fleming estava realizando vários
experimentos em seu laboratório e ao inspecionar suas
culturas antigas antes de destruí-las notou que a colônia
de um fungo havia crescido espontaneamente, como um
contaminante, numa das placas de Petri semeadas com
Staphylococcus aureus. Fleming observou outras placas e
comprovou que as colônias bacterianas que se
encontravam ao redor do fungo (mais tarde identificado
como Penicillium notatum – penicilina) eram
transparentes devido a uma lise bacteriana. A lise
significava a morte das bactérias, e no caso, das bactérias
patogênicas (Staphylococcus aureus) crescidas na placa.
CLASSIFICAÇÃO GERAL DOS SERES VIVOS
Até a metade do século XX, os seres vivos são
classificados em apenas duas categorias: reino animal e
reino vegetal. Com o progresso da biologia, a classificação
se amplia para incluir organismos primitivos que não têm
características específicas só de animais ou de vegetais. A
partir da década de 60, o critério internacionalmente aceito
divide os organismos em cinco reinos: monera, protista,
fungi, plantae e animalia.
MICROBIOLOGIA: INTERAÇÕES PARASITA x HOSPEDEIRO
Doença é o estado resultante da consciência da
perda da homeostasia de um organismo vivo, total ou
parcial, estado este que pode cursar devido a infecções,
inflamações, isquemias, modificações genéticas, sequelas
de trauma, hemorragias, neoplasias ou disfunções
orgânicas. A maioria das causas de uma doença se dá por
interações complexas de binômios como: parasita x
hospedeiro; infecção x resistência; etc.
Infecção: é a penetração, crescimento e a
multiplicação de micro-organismos em um hospedeiro. A
infecção representa um mecanismo de agressão.
Infecção, portanto, é a colonização de um organismo
hospedeiro por uma espécie estranha. Em uma infecção, o
organismo infectante procura utilizar os recursos do
hospedeiro para se multiplicar (com evidentes prejuízos
para o hospedeiro). O organismo infectante, ou patógeno,
interfere na fisiologia normal do hospedeiro e pode levar a
diversas consequências. A resposta do hospedeiro é a
inflamação. Existem dois tipos de infecções bacterianas:
  Infecção exógena: que acontece de fora para
dentro, ou seja, produzidas por bactérias existentes no
meio ambiente. A bactéria que produz esse tipo de
infecção é chamada de primária.
  Infecção endógena: é produzida por micro-
organismos existentes nos tecidos do hospedeiro.
Infestação: é a penetração, crescimento e
multiplicação de macro-organismos em hospedeiros,
como: pulgas, piolho, verme, carrapato, etc. 
Obs.: Diretamente, o macro-organismo não causa infecção, 
mas de um modo indireto.
Parasitismo: parasitas são organismos que vivem
em associação com outros dos quais retiram os meios
para a sua sobrevivência, normalmente prejudicando o
organismo hospedeiro, um processo conhecido por
parasitismo. O efeito de um parasita no hospedeiro pode
ser mínimo, sem lhe afetar as funções vitais, até poder
causar a sua morte, como é o caso de muitos vírus e
bactérias patogênicas.
Resistência: o mecanismo de defesa do corpo, é
chamado, de um modo geral, de resistência. Tem-se dois
tipos de respostas imune: uma resposta inata ou natural e
uma resposta adquirida ou adaptativa.
Patógenos: organismos infecciosos que causam
doenças.
Patogenicidade: capacidade do micro-organismo
produzir a doença ou uma lesão progressiva.
Virulência: introduz um conceito de grau – a
medida da patogenicidade – que está associada,
geralmente, à letalidade (morte).
NÃO CONFUNDIR! A patogenicidade é o potencial
que o patógeno tem de conseguir vencer as barreiras
do corpo e causar a doença de fato. Já a virulência é
o potencial de causar danos do patógeno, ou seja, é o
seu potencial de causar problemas, geralmente esse
fator é medido em mortalidade e pela capacidade de
lesar tecidos.
MECANISMOS DA INFECÇÃO
As principais etapas para que ocorra a infecção
são as seguintes:
  Penetração dos micro-organismos nos tecidos.
  Estabelecimento ou aderência dos micro-organismos por
meio de estruturas.
  Multiplicação do micro-organismo nos tecidos do
hospedeiro.
MICROBIOTA NORMAL
Flora normal do corpo humano. Desempenham
funções benéficas para o organismo. Todo ser humano
nasce sem micro-organismos. A microbiota normal humana
desenvolve-se por sucessões, desde o nascimento, até as
diversas fases da vida adulta, resultando em comunidades
bacterianas estáveis.
Os micro-organismos membros da microbiota
humana podem existir como mutualistas, comensais ou
oportunistas. Ainda que a maioria dos componentes da
microbiota normal seja inofensiva a indivíduos sadios, esta
pode constituir um reservatório de bactérias
potencialmente patogênicas.
Microbiota da pele: nas regiões mais úmidas,
como axilas, virilhas, espaço entre os dedos dos pés,
genitália e períneo, predominam organismos Gram-
positivos como Staphylococcus aureus e
Corinebacterium sp. Nessas áreas, condições como
umidade, maior temperatura corporal e maior
concentração de lipídios cutâneos de superfície
favorecem o crescimento bacteriano. Nas áreas secas
predominam as bactérias Staphylococcus epidermidis e
Propionibacterium acnes.
Microbiota da conjuntiva: por sua constante
exposição ao meio externo, a conjuntiva está sujeita a
intensa contaminação microbiana. Contudo, a conjuntiva
apresenta um sistema de proteção bastante eficaz (ação
enxaguatória da lágrima – movimentos das pálpebras; fato
de a lágrima ser um meio de cultura pobre, na sua
composição encontram-se imunoglobulinas, lactoferrina
e lisozima. As imunoglobulinas (IgG) inativam inúmeras
bactérias, a lactoferrina atua como sequestrante de ferro –
que é um nutriente mineral essencial para o metabolismo
bacteriano – e a lisozima é uma enzima que impede a
formação de paredes celulares bacterianas).Quando
algum fator rompe o equilíbrio entre a microbiota residente
e a transitória, pode haver o desenvolvimento de doenças.
Dentre estes fatores encontram-se o desequilíbrio
imunológico, o uso indiscriminado de colírios contendo
agentes antimicrobianos ou corticoides.
Microbiota da cavidade oral: altamente complexa
composta por cerca de 500 grupos bacterianos que
habitam as diversas áreas da boca. Muitas dessas
bactérias estão associadas à formação da placa
bacteriana sobre a superfície dos dentes com
consequente formação de cáries e ocorrência de doenças
periodontais.
Microbiota da nasofaringe: a faringe aprisiona a
maioria das bactérias que são inaladas. O trato
respiratório superior é a porta de entrada para a
colonização inicial por muitos patógenos já o trato
respiratório inferior (brônquios e alvéolos), são
normalmente estéreis porque partículas do tamanho de
bactérias não os atingem prontamente.
As vias aéreas superiores são protegidos por uma
microbiota residente que evita a colonização destas áreas
por patógenos. Cocos Gram-positivos são componentes
proeminentes, mas muitos outros tipos de bactérias são
também encontrados nestes sítios.
Microbiota do esôfago: é um órgão praticamente
estéril e bactérias se presentes são apenas transitórias.
Condições patológicas podem alterar a anatomia do
esôfago e predispor o órgão ao estabelecimento de uma
microbiota residente, constituída de micro-organismos
potencialmente patogênicos.
Microbiota do estômago: os micro-organismos são
geralmente transitórios e sua densidade populacional é
mantida baixa devido às severas condições ambientais.
A quantidade de bactérias é praticamente indetectável
após a digestão.
Microbiota do trato intestinal: o baixo pH do
conteúdo estomacal e o fluxo rápido de conteúdo do
intestino delgado tende a inibir o crescimento de muitas
bactérias. O pH relativamente neutro e a prolongada
retenção de conteúdo no intestino grosso permitem o
desenvolvimento de comunidades microbianas complexas
compostas por centenas de distintas espécies de
bactérias. As bactérias residentes do trato gastrintestinal
contribuem para a dieta fermentando carboidratos
indigeríveis como a celulose em ácidos graxos que são
fontes de energia para as células do epitélio intestinal e
facilitam a absorção de sódio e água, e sintetizam
proteínas e vitaminas do complexo B.
 A microbiota do cólon é um ecossistema
complexo com a importante função de controlar
populações de muitos micro-organismos patogênicos. Em
humanos, a antibioticoterapia pode suprimir a microbiota
residente e permitir que determinados anaeróbios tornem-
se predominantes e causem doenças. Apesar dessa
função protetora, muitos dos membros dessa microbiota
podem causar doenças. Os anaeróbios do trato intestinal
são agentes primários de abscessos intra-abdominais e
peritonites. Perfurações no intestino causadas por
apendicites, câncer, cirurgias e ferimentos quase sempre
contaminam a cavidade peritoneal e órgãos adjacentes.
Microbiota da vagina: consistem de uma mistura
complexa, multiespecífica, de bactérias Gram-positivas e
Gram-negativas, com predominância de espécies
anaeróbicas. A composição da microbiota vaginal varia de
pessoa a pessoa, com a idade, pH do trato vaginal e níveis
hormonais.
A microbiota bacteriana do trato vaginal reduz a
probabilidade de que patógenos se estabeleçam na
vagina. Os lactobacilos vaginais produzem ácidos láticos
que mantém baixo o pH das secreções vaginais, inibindo
o crescimento de muitas bactérias, competem por
receptores de aderência, no epitélio vaginal, produzem
substâncias antimicrobianas como peróxido de hidrogênio
e bacteriocinas, se co-agregam com outras bactérias e
estimulam o sistema imune vaginal superficial
incrementando os mecanismos de defesa locais contra
bactérias não-residentes. A importância da microbiota
vaginal normal na proteção contra patógenos pode ser
evidenciada no fato de que a terapia com antibióticos pode
predispor mulheres à aquisição de infecções gênito-
urinárias, como as causadas por fungos do gênero
Cândida.
ATRIBUTOS DOS MICRO-ORGANISMOS QUE OS 
CAPACITAM A CAUSAR DOENÇAS
Fatores de colonização: auxiliam a resistência e
ampliação das colônias bacterianas. Ex: cápsula, adesina,
invasinas, evasinas, fatores nutricionais.
Fatores de lesão: ampliam o poder de
patogenicidade da bactéria. Ex: toxinas, enzimas
hidrolíticas, produção de superantígenos.
SINTOMATOLOGIA DA INFECÇÃO
Período de incubação: entre a penetração do
micro-organismo e aparecimento dos primeiros sintomas;
Período de doença: aparecimento dos sintomas
em geral, geralmente, acompanhado por febre;
Período de convalescença: recuperação do
indivíduo. Ocorre o desaparecimento dos sintomas.
TIPOS DE INFECÇÕES
Infecções sem sintomas (subclínicas): divididas em
dois grupos. Infecção latente, onde o indivíduo abriga o
micro-organismo nos tecidos mas não apresenta nenhum
sintoma; e Infecção inaparente, na qual 0 indivíduo abriga
o micro-organismo no tecido, este realiza todo o seu ciclo
infeccioso e não apresenta nenhum sintoma.
Infecções secundárias: Há germes específicos
para determinadas doenças, como o Mycobacterium
tuberculosis, causador da tuberculose e a Salmonella
typhi, causadora da febre tifoide. Mas há também os
chamados germes de associação, que agem associados
a outros para causarem a infecção (secundária).
Infecções mistas: infecção produzida por dois
micro-organismos agindo por sinergismo (potencializarão
de um dos agentes).
Logo, para desenvolver uma doença, o patógeno
deverá inibir ou interferir com os diferentes tipos de
defesa que o hospedeiro mobiliza. O estresse é um dos
principais fatores que diminuem a resistência do sistema
imunológico, isso devido uma alteração na produção de
cortisol, regulador fundamental da defesa imunológica.
MICROBIOLOGIA: CÉLULA BACTERIANA
Bactérias são organismos unicelulares, procariontes,
que podem ser encontrados na forma isolada ou em
colônias e pertencem ao Reino Monera. São micro-
organismos constituídos por uma célula, sem núcleo
celular nem organelas membranares.
A célula bacteriana apresenta várias estruturas,
algumas das quais estão presentes apenas em
determinadas espécies, enquanto outras são essenciais e,
portanto, encontradas em todas as bactérias.
FORMA E ARRANJO A forma bacteriana é uma característica genética
própria de cada uma, ou seja, a bactéria nasce com uma
forma definida e morre com a mesma. As bactérias
classificam-se morfologicamente de acordo com a forma
da célula e com o grau de agregação:
Quanto à forma:
  Coco: De forma esférica ou subesférica;
  Bacilo: Em forma de bastonete. Podem apresentar 
extremidades em ângulo reto;
  Vibrião: Em forma de vírgula;
  Espirilo: de forma espiral/ondulada;
  Espiroqueta: Em forma acentuada de espiral.
Quanto à agregação:
  Diplococo: De forma esférica ou subesférica e 
agrupadas aos pares;
  Estreptococos: Assemelha-se a um "colar de cocos";
  Estafilococos: Uma forma desorganizada de 
agrupamento;
  Sarcina: De forma cúbica, formado por 4 ou 8 cocos 
simetricamente postos;
  Diplobacilos: Bacilos reunidos dois a dois;
  Estreptobacilos: Bacilos alinhados em cadeia.
ESTRUTURAS BACTERIANAS E FUNÇÕES
As principais estruturas da célula procariota
incluem: nucleoide, plasmídeos, hialoplasma, membrana
celular, mesossomo, parede celular, cápsulas, fimbrias e
flagelos.
Nucleoide: O nucleoide não é um verdadeiro
núcleo, já que não está delimitado do restoda célula por
membrana lipídica própria. O nucleoide consiste em fibrilas
de DNA dupla hélice na forma de uma única molécula.
Carrega informações genéticas da bactéria.
Plasmídeos: pequenas moléculas de DNA
circulares que coexistem com o nucleoide, ou seja, é um
DNA extra-cromossômico situado no citoplasma da
bactéria. São comumente trocadas na reprodução
sexuada. Os plasmídeos têm genes, incluindo
frequentemente aqueles que protegem a célula contra os
antibióticos.
Hialoplasma: líquido com consistência de gel,
semelhante ao dos eucariotas, com sais, glicose e outros
açúcares, proteínas funcionais e várias outras moléculas
orgânicas. Contém também RNA da transcrição gênica, e
cerca de 20 mil ribossomas.
Membrana Celular: A membrana celular é uma
dupla camada de fosfolípidos, com proteínas
importantes (na permeabilidade a nutrientes e outras
substâncias, defesa, e na cadeia respiratória e produção
de energia). É composta de 60% de proteínas imersas em
uma bicamada lipídica (40%). Além das interações
hidrofóbicas e pontes de hidrogênio, cátions como Mg2+ e
Ca2+ são responsáveis pela manutenção da integridade da
membrana. Tem como funções: transporte de solutos,
produção de energia por transporte de elétrons e
fosforilação oxidativa, biossíntese, duplicação do DNA,
secreção etc.
Mesossomo: invaginações múltiplas da
membrana citoplasmática que formam estruturas
especializadas denominadas de mesossomos. Podem ser
laterais (concentração de enzimas) ou septais (divisão
celular).
Parede celular: estrutura rígida que recobre a
membrana citoplasmática e confere forma às bactérias. É
uma estrutura complexa composta por peptidoglicanos,
polímeros de carboidratos ligados a proteínas como a
mureína, com funções protetoras. A parede celular é o
alvo de muitos antibióticos. Ela contém em algumas
espécies infecciosas a endotoxina lipopolissacarídeo (LPS)
uma substância que leva a reação excessiva do sistema
imunitário, podendo causar morte no hóspede devido a
choque séptico. É por meio da parede celular e da Técnica
de Coloração Gram (nome em homenagem a Christian
Gram) que se pode classificar o tipo de bactéria.
 Bactérias Gram-positivas (parede celular espessa) Violeta + Lugol + Álcool + Fucsina    Coloração Azulada
 Bactérias Gram-negativas (parede celular fina) Violeta + Lugol + Álcool + Fucsina    Coloração Avermelhada
Cápsula: camada de polissacarídeos que fica
ligada à parede celular como um revestimento externo da
extensão limitada e estrutura definida. Nem toda bactéria
apresenta cápsula, cujas funções são servir de
reservatório de água e nutrientes, aumento da capacidade
invasiva de bactérias patogênicas e aderência (as
cápsulas possuem receptores que servem como sítios
deOligação com outras superfícies).
Pili (ou Fímbrias): são microfibrilas proteicas que
se estendem da parede celular em muitas espécies Gram-
negativas. Têm funções de ancoramento da bactéria ao
seu meio e são importantes na patogênese. Um tipo
especial de pilus é o pilus sexual, estrutura oca que serve
para ligar duas bactérias, de modo a trocarem plasmídeos.
Flagelo: estrutura proteica que roda como uma
hélice. Muitas espécies de bactérias movem-se com o
auxílio de flagelos. Os flagelos bacterianos são muito
simples e completamente diferentes dos flagelos dos
eucariotas. Nem toda bactéria possui flagelo. Confere
movimento à célula e é formado de uma estrutura basal,
um gancho e um longo filamento externo à membrana,
sendo formado, predominantemente, pela proteína
flagelina.
COMPONENTES CITOPLASMÁTICOS
Imersas no citoplasma existem partículas
insolúveis, algumas essenciais (ribossomos e nucleoide) e
outras encontradas apenas em alguns grupos de bactérias,
nos quais exercem funções especializadas como os
grânulos e vacúolos gasosos.
Ribossomos: são partículas citoplasmáticas
responsáveis pela síntese proteica, compostas de RNA
(60%) e proteína (40%). Em procariotos, possuem
coeficiente de sedimentação de 70S e são compostos de
duas subunidades: uma maior (50S) e outra menos (30S).
Esporos bacterianos: algumas bactérias podem
enquistar, formando um esporo, com um invólucro de
polissacáridos mais espesso e ficando em estado de vida
latente quando as condições ambientais forem
desfavoráveis. Endosporos são estruturas formadas por
algumas espécies de bactérias Gram-positivas quando o
meio se torna carente de água ou de nutrientes essenciais.
MICROBIOLOGIA: GENOMA BACTERIANO – MECANISMO GENÉTICOS DA RESISTÊNCIA
Para se discutir os mecanismos genéticos da resistência antimicrobiana, deve-se antes conhecer o genoma
bacteriano, uma vez que a multirresistência de uma bactéria está ligado a genes cromossomais da mesma. O genoma
representa o conjunto do material genético que uma célula apresenta.
A organização genômica das bactérias é dinâmica e composta por diferentes modalidades de moléculas de DNA:
cromossomo, plasmídeos, transposons e bacteriófagos. O cromossomo bacteriano contém todos os genes
requeridos para o metabolismo e ciclo vital da bactéria. Plasmídeos, transposons e bacteriófagos são entidades
moleculares independentes que ocorrem indistintamente em diferentes grupos bacterianos e que funcionam como
elementos genéticos acessórios. Os genes que transportam não são essenciais à sobrevivência da bactéria, mas podem
condicionar características tais como fatores de virulência, resistência a agentes antimicrobianos, bacteriocinas, toxinas,
fixação de nitrogênio etc. Cromossomos e plasmídeos constituem replicons, ou seja, unidades moleculares capazes de
replicação autônoma. Transposons e bacteriófagos não são capazes de replicação autônoma e precisam estar inseridos
em um replicon para se duplicarem.
CÉLULA PROCARIÓTICA CÉLULA EUCARIÓTICA
1. Contém apenas um cromossomo (único e circular)
2. Consiste de uma única molécula de DNA de fita dupla
na forma circular
3. Não possui membrana nuclear: o cromossomo se
localiza em uma região denominada nucleoide (em que o
cromossomo se associa a proteínas).
4. É enrolado, espiralado e de forma altamente compacta,
é cerca de 1200 vezes maior que o tamanho da célula
5. É rara a presença íntrons.
1. Há mais do que um cromossomo por célula
2. Cada cromossomo consiste em uma única molécula
longa de DNA de fita dupla enrolado em agregados de
proteínas histonas em intervalos regulares
3. Possui membrana nuclear
4. Apresenta forma linear, e a molécula de DNA é cerca de
10 vezes mais longa
5. Presença marcante de íntrons
6. Mitocôndrias e cloroplastos apresentam material genético
PLASMÍDEOS
São moléculas extracromossomais circulares de
DNA autorreplicativo encontradas em muitas espécies
bacterianas e em algumas espécies de eucariotos. São
geralmente moléculas de DNA de fita dupla em forma de
círculos fechados e passam às células-filha durante a
divisão celular. Quando o plasmídeo está integrado ao
cromossomo, recebe outro nome: epíssomo. Muitas das
características condicionadas por genes plasmidianos
contribuem para a adaptabilidade da bactéria em
condições especiais. As bactérias não constroem seus
próprios plasmídeos, mas os adquirem através do
fenômeno da conjugação bacteriana, na qual uma
bactéria transportando um plasmídeo o transfere para uma
outra bactéria, mantendo para si uma cópia deste.
A replicação dos plasmídeos pode ser de dois
tipos: por replicação de entidades independentes ou por
replicação de epíssomo integrado. A replicação do
plasmídeo também pode ocorrer em dois momentos: (1)
quando a célula bacteriana se divide, o DNA plasmideal
também sedivide, assegurando que cada célula filha
receba uma cópia deste; (2) durante o processo de
conjugação, a molécula de DNA replicada pode entrar na
célula receptora.
Existem dois grupos básicos de plasmídeos: os
conjuntivos e os não-conjuntivos. Os plasmídeos
conjuntivos contém um gene chamado tra-gene, que
pode iniciar a conjugação, isto é, a troca sexual de
plasmídeos com outra bactéria. Os plasmídeos não-
conjuntivos são incapazes de iniciar a conjugação e, por
esse motivo, o seu movimento para outra bactéria, mas
podem ser transferidos com plasmídeos conjuntivos
durante a conjugação.
Plasmídeos de Fertilidade (F): contém apenas tra-
genes. A sua única função é a iniciação da conjugação
bacteriana. A bactéria que apresenta o plasmídeo F
(chamada de F+ ou macho) tem a capacidade de produzir
fímbrias associadas na reprodução sexuada com outras
bactérias. A bactéria receptora é denominada F-.
Plasmídeos de Resistência (R): contém genes que
os tornam resistentes a antibióticos ou venenos, ou seja, é
responsável pela resistência da bactéria a antimicrobianos.
Plasmídeos Col: contém plasmídeos que codificam
colicinas, proteínas que podem matar outras bactérias,
inibindo o crescimento de outras células que não possuem
esse plasmídeo.
Plasmídeos Degradativos: permitem a digestão de
substâncias pouco habituais, como o toluole ou o ácido
salicílico, ou até mesmo de derivados do petróleo.
Plasmídeos de Virulência: transformam a bactéria
num agente patogênico, estando associado então, a
patogenicidade da bactéria.
TRANSPOSONS
São fragmentos de DNA linear. Os transposons
são elementos genéticos móveis capazes de se inserirem
em diferentes pontos do cromossomo bacteriano. Após
inserir-se em um determinado sítio do cromossomo, o
transposon pode deixar uma cópia neste sítio e inserir-se
em outro ponto do cromossomo, um fenômeno
denominado transposição. A transposição ocorre devido à
presença, no transposon, de sequências específicas de
DNA denominadas sequências de inserção (IS). As IS
são pequenas sequências de DNA que codificam a enzima
transposase, responsável pela transposição. Quando o
transposon se liga ao cromossomo da bactéria, isso a
confere uma maior mutagenicidade (por induzir mutações)
bem como o isolamento de parte de seu material genético
(“DNA egoísta”). Os transposons codificam uma ou mais
proteínas que conferem características como resistência a
drogas antimicrobianas, enterotoxinas e enzimas
degradativas.
TRANSFERÊNCIA GÊNICA BACTERIANA 
(recombinação)
A maioria das bactérias não apresenta reprodução
sexuada, mas podem ocorrer misturas de genes entre
indivíduos diferentes: a recombinação genética. Esse
processo leva à formação de novos indivíduos com
características genéticas diferentes, resultando na mistura
de material genético. Uma bactéria pode adquirir genes de
outra bactéria e misturá-los aos seus por meio de três
maneiras diversas:
Transformação: absorção de moléculas ou
fragmentos de moléculas de DNA que estejam dispostos
no ambiente, proveniente de bactérias mortas e
decompostas; a célula bacteriana transformada (receptora)
passa a apresentar novas características hereditárias,
condicionadas pelo DNA incorporado.
Transdução: transferência de segmentos de
moléculas de DNA de uma bactéria para outra. Isso ocorre
porque, ao formarem-se no interior das células
hospedeiras, os bacteriófagos (vírus) podem
eventualmente incorporar pedaços do DNA bacteriano.
Depois de serem liberados para infectar outra bactéria, os
bacteriófagos podem transmitir a ela os genes bacterianos
que transportavam.
Conjugação: transferência de DNA diretamente de
uma bactéria doadora para uma receptora através de um
tubo de proteína denominado pêlo sexual ou “pili”, que
conecta duas bactérias. Os “pili” estão presentes apenas
em bactérias doadoras de DNA.
RESISTÊNCIA BACTERIANA A DROGAS
DEFINIÇÕES!
Quimioterápico: substância com ação antimicrobiana
produzida por síntese em laboratório.
Antibiótico: substância de ação antimicrobiana
produzida naturalmente por fungos e pelas próprias
bactérias.
AÇÃO DOS ANTIMICROBIANOS
Bacteriostática: inibe o processo de multiplicação do
micro-organismo.
Bactericida: inibe o crescimento do micro-organismo. 
A resistência bacteriana pode se dar por duas
formas: resistência natural (toda a espécie bacteriana é
naturalmente resistente a um certo antibiótico. Ex:
Escherichia coli não pode ser tratada com benzilpenicilina
por ser resistente a essa droga) e resistência adquirida
(ao longo de seu desenvolvimento, adquire resistência
devido a processos de conjugação, transformação, etc.).
O antibiótico não induz resistência. A resistência
adquirida é um fenômeno espontâneo da bactéria, sendo
os antimicrobianos apenas agentes seletores de
amostras resistentes. Isso demonstra que antibióticos
devem ser administrado da maneira e intervalos corretos.
ANTIBIOGRAMA
Trata-se de um ensaio que mede a
susceptibilidade/resistência de uma bactéria a um ou mais
agentes antimicrobianos. Seu objetivo é tanto a análise do
espectro de sensibilidade/resistência a drogas de uma
bactéria quanto a determinação da concentração mínima
inibitória.
MICROBIOLOGIA: FISIOLOGIA BACTERIANA – NUTRIÇÃO E METABOLISMO BACTERIANO
MACRONUTRIENTES
Em laboratório, esses nutrientes (90% da
constituição molecular) são cedidos às bactérias nos
meios de cultura, enquanto que no corpo humano, o
próprio sangue os fornece. 
Fonte de carbono: utilizam carbono inorgânico
existente no ambiente, na forma de carbonatos ou de CO2,
como única fonte de carbono. São autotróficas.
Fonte de nitrogênio: está disponível na natureza
sob a forma de gás (N2) ou na forma combinada. Para um
grupo de bactérias, além do nitrogênio compor as
proteínas e ácidos nucleicos, ele serve para formar nitrato
que é o aceptor final de elétrons da cadeia de transporte
em anaerobiose.
Fonte de oxigênio: é requerido na forma de
molécula como aceptor final da cadeia de transporte de
elétrons aeróbia. É, portanto, assimilado tanto na forma de
molécula como na forma combinada.
Fonte de hidrogênio: com exceção de um pequeno
grupo de bactérias que necessita de H2 na forma
molecular, é obtido pelas bactérias na forma combinada.
MICRONUTRIENTES
Correspondem a um percentual menor da
constituição molecular bacteriana (10%) e são eles:
potássio, cálcio, ferro, magnésio, manganês. Atuam como
componentes de proteínas, enzimas e componentes de
estruturas celulares. Os esporos (forma de resistência da
bactéria), por exemplo, são formados por íons cálcio
associados ao ácido acetilcolínico.
CONDIÇÕES DE CULTIVO
Os meios de cultura são representados por um
conjunto de substâncias que tem como finalidade o
crescimento microbiano. Para cultivar micro-organismos,
deve-se obedecer a requisitos básicos obrigatórios, quais
sejam: inoculá-los em meios de cultura adequados e
incubá-los em condições ambientais igualmente
adequadas. Os meios de cultura devem ser ricos em
fatores de crescimento: vitaminas, aminoácidos, purinas e
pirimidinas. Algumas outras bactérias exigem a presença
de sangue para o meio de cultura (Ágar base + sangue de
carneiro = Ágar sangue).
CLASSIFICAÇÃO DOS MEIOS DE CULTURA
Quanto à composição:
  Meios sintéticos: são meios de cultura que apresentam
uma constituição química definida.
  Complexos (naturais): não se tem uma ideia fixa de
concentração de nutrientes no meio, ou seja, não tem uma
composição química definida.
Quanto ao estado físico:
  Sólidos: aspecto degelose devido à presença do Ágar.
  Semissólidos: apresentam pequena quantidade de Ágar.
  Líquidos: não apresentam Ágar em sua composição.
Quando há presença de bactérias, o meio apresenta-se
turvo.
Quanto à finalidade:
  Meio seletivo: seleciona o crescimento de espécies
específicas de bactérias.
  Meio de enriquecimento: contém algumas substâncias
acrescentadas ao meio de cultura com a finalidade de
obter crescimento da bactéria.
INFLUÊNCIA DOS FATORES AMBIENTAIS
A tomada de nutrientes e posterior metabolismo
são influenciados por fatores físicos e químicos do meio
ambiente. Os principais fatores são: temperatura, pH,
presença de O2, pressão osmótica e luz.
Temperatura: A temperatura ideal para o
crescimento bacteriano é de 37º C. Porém, existem
bactérias que apresentam variações segundo a
temperatura ótima para o seu crescimento, sendo
classificadas em: psicrófilas (entre 12 e 17 ºC); mesófilas
(entre 28 e 37 ºC) e termófilas (57 e 87 ºC).
pH: os valores de pH em torno da neutralidade
(6,5 a 6,8) são os mais adequados para a absorção de
alimentos para a grande maioria das bactérias. Existem, no
entanto, grupos adaptados a viver em ambientes ácidos e
alcalinos.
Oxigênio: o oxigênio pode ser indispensável, letal
ou inócuo para as bactérias, o que permite classificá-las
em: aeróbias estritas; aeróbias microaerófilas; aeróbias
facultativas; aeróbias aerotolerantes e anaeróbias estritas.
METABOLISMO BACTERIANO
As substâncias energéticas (com elevado grau de
redução) preferencialmente oxidadas por micro-
organismos são os açúcares, seguidos pelas proteínas e,
mais raramente, as gorduras. As bactérias utilizam energia
para transporte de nutrientes, o movimento dos flagelos,
mas sobretudo para as biossínteses. Os processos de
obtenção, armazenamento e utilização de energia são
organizados na célula através de uma rede complexa de
reações químicas que constituem o metabolismo.
Oxidação aeróbia: se dá por meio da oxidação dos
carboidratos, através da glicólise, conversão de piruvato a
acetil-CoA, Ciclo de Krebs, Cadeia de transporte de
elétrons.
Oxidação anaeróbia: muitas bactérias têm a
capacidade de viver em ambientes onde há baixas tensões
ou carência total de oxigênio. Para viver nestas condições,
os micro-organismos são capazes de levar a cabo os
processos de fermentação ou respiração anaeróbia (na
qual não há ciclo de Krebs, pois na ausência do O2,
haverá carência de NAD oxidado), fazendo uso de
compostos orgânicos, obtendo os seguintes produtos
finais: lactato, etanol, acetato.
REPRODUÇÃO BACTERIANA
Assexuada: pode ser por fissão binária
(bipartição) – divisão da célula-mãe em duas células-
filhas idênticas; fragmentação – bactérias filamentosas
liberam fragmentos que originam uma nova bactéria;
brotamento – semelhante às leveduras, forma-se um
broto que dará origem a uma nova bactéria; ou
esporogenia – formação de novas bactérias através da
formação de esporos.
Sexuada: ocorre por meio da conjugação – exige
o contato íntimo entre as células, havendo então uma
célula doadora do material genético e uma receptora desse
material, sendo esse transporte mediado por plasmídeos.
CRESCIMENTO BACTERIANO
Quando se fala em crescimento bacteriano,
relaciona-se ao número de bactérias existentes em um
determinado meio. Para avaliar essa variável, faz a curva
de crescimento bacteriano, que está dividida nas seguintes
fases:
  LAG (latência): fase de adaptação da bactéria ao meio.
  Logarítmica: crescimento exponencial da bactéria.
  Estacionária: ocorre parada no crescimento bacteriano
devido à multiplicação de algumas bactérias e morte de
outras por conta da produção de toxinas.
  Declínio: fase em que ocorre morte maciça de bactérias
devido à escassez de nutrientes no meio.
MICROBIOLOGIA: CONTROLE DOS MICRO-ORGANISMOS – BIOSSEGURANÇA
TERMINOLOGIA
Esterilização: morte total de micro-organismos em
um material – não pode haver micro-organismos em
materiais esterilizados. Pode ser um processo físico,
químico ou físico-químico.
Desinfecção: processo em que há a morte parcial de
bactérias, sem que haja a destruição de esporos.
Antissepsia: desinfecção feita através de
substâncias antissépticas, em tecidos vivos.
Assepsia: desinfecção de equipamentos, como
materiais cirúrgicos.
Germicida: substâncias químicas com ação voltada
para a morte de micro-organismos.
Bacteriostase: inibição da multiplicação de micro-
organismos.
Degermação: utilização de substâncias
(degermantes) que realizam a retirada de micro-
organismos do meio sem causar a morte das
mesmas.
CALOR ÚMIDO
Fervura: as bactérias morrem, mas não há
destruição dos esporos.
Autoclavação: realizada pela autoclave.
Termocoagulação das proteínas bacterianas. Há a morte
de esporos. Esterilização recomendada para a maioria dos
materiais de procedimentos cirúrgicos, tem validade de 7 a
15 dias.
Pasteurização: O material é aquecido a uma
temperatura de 72 ºC durante 15 segundos e depois é
resfriado, causando assim um choque térmico e evitando o
estado morno do material. Mata os micro-organismos ali
presentes.
CALOR SECO
Flambagem: queima direta do material na fonte
térmica. Morte das bactérias por oxidação.
Estufa: nela, a destruição bacteriana se dá pela
oxidação celular. É pouco utilizado em hospitais, porém é
mais utilizado em consultórios médicos e odontológicos.
Prazo de validade: esterilidade por 10 dias.
FILTRAÇÃO
Remoção mecânica dos micro-organismos. Pode
utilizar filtro de milipore (poros com 0.45 µm).
RADIAÇÃO
Processo realizado com materiais que não podem
entrar em contato com altas temperaturas.
Raios-gama (ionizante): atuam na desintegração
das moléculas de DNA das bactérias.
Ultravioleta (não-ionizante): geram dímeros na
estrutura do material genético bacteriano.
BAIXAS TEMPERATURAS
Causam interrupção do metabolismo bacteriano.
MÉTODOS QUÍMICOS DE CONTROLE
Técnicas antissépticas que fazem uso de álcoois,
aldeídos, fenóis e derivados, halogênios e derivados, e
ácidos orgânicos e inorgânicos.
AGENTES DE SUPERFÍCIE
Agentes iônicos, funcionam como sabões. Podem
ser catiônicos (ex: clorexidina) ou metais pesados e
derivados (ex: mercúrio e sais de prata).
CICLO DA ESTERILIZAÇÃO
1. Pré-lavagem com desincrustante;
2. Lavagem em água corrente;
3. Secagem do material;
4. Embalagem;
5. Esterilização;
6. Armazenagem do material.
MICROBIOLOGIA: QUIMIOTERAPIA ANTIMICROBIANA
Antibióticos: são antibacterianos que
provém de organismos vivos. Podem ser naturais ou
semissintéticos.
Quimioterápicos: drogas sintetizadas
completamente em laboratório, podendo ser
classificadas apenas como sintéticas.
Para fins didáticos, quimioterápicos serão
tratados como antibióticos.
CLASSIFICAÇÃO DOS ANTIBIÓTICOS
Quanto à origem:
 Naturais;
 Semissintéticos;
 Sintéticos.
Quanto ao mecanismo de ação:
 Bactericidas;
 Bacteriostáticos.
Quanto ao espectro de ação antimicrobiano:
 Pequeno espectro;
 Amplo espectro.
MECANISMO DE AÇÃO – USO CLÍNICO
O primeiro ponto para se observar a utilização dos
antimicrobianos é a toxicidade seletiva: a droga deve
atuar especificamente sobre uma estrutura da célula
procariótica bacteriana e não sendo tóxica à célula
eucarionte. Os antibióticos e os quimioterápicos interferem
com diferentes atividades da célula bacteriana, causando a
sua morte ou somente inibindo o seu crescimento.
Inibição da síntese da parede celular: Alguns
antibióticos impedem a síntese da parede celular, estrutura
responsável pela proteção mecânica da bactéria. Essesantibióticos inibem a atividade enzimática que forma o
peptidoglicano. Sem a formação da parede celular, a
bactéria fica completamente vulnerável a ação do meio,
morrendo logo em seguida.
Inibição da membrana celular: A maioria das
reações químicas (até os mecanismos de obtenção de
energia) é realizada pela membrana citoplasmática. A
membrana é destruída por certos antibióticos, situação
extremamente inadequada e incompatível com a vida
bacteriana.
Inibição da síntese de proteínas: A síntese de
proteínas (tanto o processo de transcrição como o de
tradução) acontece na região do citoplasma. Embora a
síntese proteica seja muito semelhante nas bactérias e nas
células do hospedeiro, existem diferenças entre seus
ribossomos. Estas diferenças explicam a ação seletiva dos
antimicrobianos.
Inibição da síntese de ácidos nucleicos: interferem
em alguma fase da síntese do próprio material genético da
bactéria. Alguns antimicrobianos interferem na síntese de
DNA, inibindo a ação das enzimas girases (que promovem
o enrolamento das moléculas de DNA, para que ocupem
um menor espaço dentro da célula).