Resumo MICROBIOLOGIA 1ª UNIDADE Girlene

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Resumo MICROBIOLOGIA – Medicina UFPI
MORFOLOGIA DA CÉLULA BACTERIANA !!
Parede Celular
Membrana Plasmática
Fímbrias
Enzimas ligadas à respiração associadas à face interna da membrana plasmática
Mesossomo
	Nucleoide – região onde se concentra o DNA bacteriano – visível em preto
Ribossomos
Plasmídeos
Cápsula
Flagelo
	
Forma e arranjo das células bacterianas
Formas básicas: cocos, bacilos, vibriões e espirilos.
Formas especiais: estrela, retangular.
Arranjos bacterianos: diplococos, estreptococos, tétrade, sarcinas, estafilococos.
Bacilo: diplobacilos, estreptobacilos.
Morfologia 
2.1) Flagelo
 Composição: corpo basal, alça e filamento. Este é composto por flagelina (proteína estrutural).
 Função: promove o deslocamento de bactérias. O movimento é rotacional.
2.2) Filamentos Axiais (endoflagelos)
 Composição: são feixes de fibrilas que se originam das extremidades celulares e fazem uma espiral em torno da bactéria.
 Função: facilitam o deslocamento em meios viscosos. Promovem movimentação de espiroquetas.
2.3) Fímbrias (vide imagem inicial)
Função de fixação
Também participa da reprodução por conjugação (troca de material genético)
2.4) Mesossomo
Invaginação da membrana plasmática em direção ao citoplasma. Aqui concentram-se as enzimas respiratórias e fixa-se o material genético
2.5) Plasmídeo
Material genético circular que pode ou não estar no nucleoide – nele ficam os genes de resistência a antibióticos 
2.6) Membrana Celular (citoplasmática) – Camada mais interna de revestimento
Bicamada lipídica
Troca de substratos, etc
2.7) Cápsula – Camada mais externa de revestimento (reveste a Parede Celular)
Aspecto gelatinoso
Protege a bactéria do ressecamento, dos vírus bacteriófagos, células fagocitárias e anticorpos. Alguns antibióticos, como a penicilina, atuam inibindo a produção de cápsulas
2.8) Parece Celular - Intermediária (Aqui se diferenciam as gram-positivas das gram-negativas)
Bactérias Gram-Positivas
A parede celular é formada apenas por uma grande quantidade de camadas de peptideoglicano emaranhadas com ácidos teicóicos e lipoteicóicos
Bactérias Gram-Negativas
A parede celular é formada por menos camadas de peptideoglicano e, além disso, tem uma membrana a mais (a membrana externa).
O espaço entre as duas membranas é chamado de PERIPLAMAS e contém enzimas de degradação e proteínas de transporte. 
Têm baixa resistência a stress mecânico
No processo de adição de álcool-acetona há extração dos lipídios, havendo, portanto, remoção da camada externa de bactérias gram-negativas. Essa etapa promove, nas bactérias gram-positivas – que não têm membrana externa –, um ressecamento da camada de peptideoglicanos, reduzindo, assim, sua permeabilidade. As bactérias gram-positivas, que têm sua permeabilidade reduzida devido à espessa camada de peptideoglicanos e devido ao tratamento com álcool-acetona, não perdem e nem recebem coloração após o tratamento com lugol. Dessa forma, as bactérias gram-positivas permanecem com a mesma coloração adquirida nessa etapa (tratamento com lugol, coloração VIOLETA), enquanto que as gram-negativas, as quais perderam a coloração adquirida e tiveram sua permeabilidade aumentada por terem sua membrana externa removida, adquirem a coloração do contraste adicionado (SAFRININA, coloração VERMELHA).
NUTRIÇÃO E CRESCIMENTO BACTERIANO
Bactérias autotróficas – Usam CO2 como fonte de carbono
Bactérias heterotróficas – Usam compostos orgânicos do meio como fonte de C
Nutricionalmente são os microrganismos mais versáteis e diversificados
• Alguns podem viver com poucas substâncias inorgânicas, enquanto que outros são tão exigentes quanto o homem
• Para caracterizar suas propriedades (morfológicas, fisiológicas e bioquímicas) é necessário o cultivo em laboratório:
- Cultivo in vitro: quando se conhece as exigências nutricionais
- Cultivo in vivo: quando não se conhece as exigências nutricionais (Mycobacterium leprae - causador da hanseníase)
Fatores que interferem no crescimento (multiplicação) microbiano:
TEMPERATURA (!!!!!)
1. Psicrófilos – temperatura ótima abaixo de
15 ºC, suscetíveis de crescer a 0 ºC.
2. Mesófilos – temperatura ótima 20 - 40 ºC,
(Maioria dos patógenos humanos).
3. Termófilos – temperatura ótima acima de
45 ºC.
Obs: O crescimento se relaciona exponencialmente com a temperatura, sendo que cada aumento de 10ºC implica na duplicação da velocidade de multiplicação – até a temperatura ótima, a partir da qual a velocidade decai
PRESENÇA DE OXIGÊNIO
PH
Há bactérias em todas as faixas de Ph devido à variabilidade da taxa de crescimento de cada bactéria relativa a cada Ph (cuja velocidade varia de forma similar à relação com temperatura, havendo um Ph ótimo para sua proliferação).
Quando bactérias são cultivadas no laboratório, elas com frequência produzem ácidos que algumas vezes interferem com o seu próprio crescimento. Para neutralizar os ácidos e manter o pH apropriado, tampões químicos são incluídos no meio de cultura.
Crescimento Microbiano
Ocorre exponencialmente. Cada divisão dobra o número de bactérias anterior e assim segue a proliferação (o aumento ocorre em progressão geométrica, o que reduz o tempo necessário para a formação de populações in vitro).
Cada bactéria tem um tempo característico de divisão, que pode varia de minutos até dias e que varia, como foi descrito anteriormente, com as condições do meio.
	
	Fases do crescimento bacteriano
Na fase 3 ocorre acúmulo de subprodutos tóxicos e já não há nutrientes para suportar o crescimento bacteriano. Com isso, após um tempo (4) começa a liberação de enzimas que fazem a lise da parede celular, havendo apoptose das bactérias e redução exponencial da população.
MEIOS DE CULTURA
- Material nutriente preparado em laboratório para cultivo de microrganismos. 
- Pode ser líquido ou sólido. (O líquido, quando estéril é translúcido e quando com crescimento bacteriano, é turvo)
Colônia – Massa de proliferação bacteriana no meio de cultura originada, teoricamente, de uma única célula (a UFC – Unidade Formadora de Colônia)
Bactérias geralmente têm padrões de proliferação e formação de colônias diferentes, o que permite diferencia-las pelas colônias no meio de cultura
Obs: (Tipos de Meio)
1) Quimicamente Definidos (nutrientes e compostos químicos específicos)
2) Complexos (utilizam hidrolisados carne e soja, extratos de levedura, sangue, soro de leite, solo e rumem de bovino)
Os meios podem ser gerais (permitem o crescimento de muitas espécies) ou específicos (permitem o crescimento de poucas espécies, auxiliando na sua identificação)
TIPOS DE MEIO DE CULTURA (!!!!!!!!!!!!!!!!!!)
Meios para anaeróbios: adição de agentes redutores (tioglicolato de sódio)
Meios seletivos: favorece o crescimento de um tipo particular ou suprime outros.
Ex. meio ágar verde brilhante.
Meios diferenciais: para diferenciar microrganismos dentro de uma cultura mista.
Ex. meio com sangue para distinguir as hemolíticas.
Meios seletivos/diferenciais:
Ex. Meio McConkey que contém sais de bile e cristal violeta.
Meios de enriquecimento: se objetiva o aumento de uma determinada espécies em inibir as demais.
Ex. isolar bactérias que oxidam fenol, fornecendo fenol como única fonte de carbono.
GENÉTICA BACTERIANA
Cromossomo: Único, circular e de dupla fita;
Bactérias são organismos haploides; Não possuem envoltório nuclear; Replicação é semiconservativa
Exceções:
● Há algumas espécies com 2 cromossomos
● Há algumas espécies com cromossomo linear
Plasmídeos: Moléculas de DNA de fita dupla, circulares e superenoveladas;
Exceções: em poucas espécies são lineares ou de fita simples.
- Replicação autônoma (independente do cromossomo)
- Tamanho variável (~1 a centenas de kb)
- Nº variável em uma mesma bactéria: célula bacteriana pode não conter plasmídeos, ou pode conter váriostipos de plasmídeos, simultaneamente.
Elementos Transponíveis (Sequências de inserção e Transposons): Fragmentos de DNA lineares;
- Tamanho: variável (~700 a > 100.000 pb);
- Associados a uma molécula de DNA autoreplicativa
- Podem mover-se de uma região para a outra, na mesma molécula ou para outra molécula;
- Podem inativar genes.
- Embora não essenciais, podem ser vantajosos (genes de resistência, produção de toxinas, etc)
Ilhas de patogenicidade (PAIs) Transposons complexos.
- Contêm um ou mais genes relacionados com patogenicidade;
- Ocupam grandes regiões cromossômicas;
Bacteriófagos (fagos)
4.1) Fago virulento (ou lítico)
	- Lisa as bactérias
4.2) Fago temperado
	- Genoma do fago se insere no cromossomo bacteriano, mantendo-se lá de forma relativamente estável (o PROFAGO)
	- Bactérias que contém PROFAGO não consideradas LISOGENEIZADAS
	- Conversão fágica (ou Conversão Lisogênica) = Uma propriedade bacteriana passa a ser codificada pelo PROFAGO (por exemplo, a toxina diftérica é produzida pela transcrição do PROFAGO de bactérias Corynebacterium diphtheriae. Apenas as bactérias lisogeneizadas desse gênero produzem a toxina diftérica).
TRANSFERÊNCIA GENÉTICA E RECOMBINAÇÃO EM BACTÉRIAS (Variabilidade Genética)
A modificação do material genético de bactérias pode ocorrer ou por MUTAÇÃO ou por AQUISIÇÃO DE NOVO MATERIAL GENÉTICO (por transformação, conjugação ou transdução)
- A mutação ocorre espontaneamente a cada milhão-bilhão de divisões e ocorre devido a agentes mutagênicos naturais
- A mutação também pode ocorrer de forma induzida pela exposição da bactéria a agentes mutagênicos
MECANISMOS DE AQUISIÇÃO DE MATERIAL GENÉTICO EM BACTÉRIAS (!!!!!!!!!!!!!!!!)
1) Transformação 
(Observado com o experimento de Griffith – aquele experimento clássico de inoculação de bactérias capsuladas mortas + não capsuladas vivas com posterior morte do rato – que só morre por bactérias capsuladas – e obtenção de bactérias capsuladas – indicando que as não capsuladas vivas obtiveram material genético das capsuladas mortas)
2) Transdução
Transferência de DNA via bacteriófago (pode ser GENERALIZADA ou ESPECIALIZADA)
A transdução GENERALIZADA é realizada por bacteriófago LÍTICO 
A transdução ESPECIALIZADA é realizada por bacteriófago TEMPERADO
3) Conjugação
Transferência requer contato direto bactéria-bactéria
Gram negativos: contato via pilus sexual (fímbria especializada) - Vermelhas
Gram positivos: contato via substância adesiva de superfície (feromônios). - Roxas
 
BIOSSEGURANÇA 
Acidentes:
- Físicos: Provocados por algum tipo de energia (calor, radiação, etc)
- Químicos: Provocados por mau manuseio de agentes químicos 
- Biológicos: Decorrentes de exposição a patógenos ou seus produtos tóxicos
- Ergonômicos: Causados por fatores ergonômicos (fatores de risco de lesão física/moral, tais como excesso de peso, posição inadequada por muito tempo, etc)
NÍVEIS DE BIOSSEGURANÇA LABORATORIAL
NB1 
- Laboratórios usados para treinamento educacional secundário ou para o treinamento de técnicos e de professores de técnicas laboratoriais (ou seja, laboratórios educativos, para práticas)
- Podem ser utilizados também para manuseio de espécies de risco nulo para homens adultos e saudáveis
Ex: Bacillus Subtillis; E. coli; etc
NB2
- Adequado ao trabalho que envolva agentes de risco moderado para as pessoas e o meio ambiente
- Aqui já é necessário (obrigatório) o uso de Equipamentos de Proteção Individual (EPI) para proteção contra agentes infecciosos e agente físicos (calor, radiação, etc)
Ex: HIV; Hepatite B (Staphylococus aureus)
NB3
- Laboratórios clínicos, de diagnostico, ensino e pesquisa ou de produção onde o trabalho com agentes exóticos possa causar doenças serias ou potencialmente fatais, como resultado de exposição por inalação.
Ex: Mycobacterium tuberculosis
NB4
- É indicado para o trabalho que envolve agentes exóticos e perigosos que exponham o indivíduo a um alto risco de contaminação de infecções que podem ser fatais, além de apresentarem um potencial elevado de transmissão por aerossóis.
- Laboratório ESCAFANDRO deve ser utilizado (poucos no mundo...geralmente localizados em locais muito isolados)
Ex: Vírus Ebola; Arbovírus
Assepsia x Antissepsia 
Assepsia: Medidas voltadas para evitar que um local/objeto não contaminado seja contaminado
Antissepsia: Eliminar/Evitar a proliferação de microrganismos de uma região/objeto. Para isso utiliza-se antissépticos (agentes químicos de eliminação e para de proliferação) e desinfetantes (agentes mecânicos que removem mecanicamente os microrganismos) 
O antisséptico ideal é ESTÁVEL, BARATO, SOLÚVEL EM ÁGUA, ATUA EM BAIXAS CONCENTRAÇÕES, TEM AÇÃO IMEDIATA, NÃO CAUSA MANCHAS, ATUA EM TEMPERATURA AMBIENTE, NÃO É TÓXICO
Esterilização 
Calor 
Pode ser úmido (vapor sob pressão - Autoclave) ou seco (incineração, flambagem – Bico de Bunsen -, estufas)
Radiação Eletromagnética: Raios X, Gama, Elétrons, Micro-ondas, ultravioleta
Filtração: Remoção de microrganismos por filtração 
ANTIBACTERIANOS (Apenas informações principais...acho que na primeira unidade ela só cobra o básico do básico dessa parte...de qualquer forma, vou arriscar) – FOCAR NA PENICILINA E NAS CEFALOSPORINAS – Muito faladas
Bactérias gram positivas: penicilina, macrolídeos, bacitracina;
Bactérias gram negativas: polimixinas, aminoglicosídeos.
Espiroquetas: penicilinas, eritromicina, tetraciclinas.
Bactérias Gram positivas e negativas: cefalosporinas, cloranfenicol, tetraciclinas e ampicilina
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MECANISMOS DE RESISTÊNCIA BACTERIANA (Também “por cima”... não acho que é muito cobrado nessa primeira unidade)
Em primeiro lugar, é bom dizer:
Os antibacterianos não induzem modificações nas bactérias, apenas selecionam as mais adaptadas por meio da eliminação das menos adaptadas.
As bactérias adquirem resistência por alteração no código genético (que se dá por uma das formas estudadas anteriormente: mutação, transformação, transdução, conjugação)
Formas de Resistência
Modificação química do antibiótico
A bactéria produz enzimas capazes de modificar quimicamente o antibiótico, anulando seu efeito antibacteriano 
Exemplo mais comum: bactérias gram-negativas produzem as beta-lactamases que atuam alterando a estrutura de beta-lactâmicos, tais como a PENICILINA. Para que esses antibióticos possam atuar, pode ser utilizada uma substância que inibe a ação das beta-lactamases, tais como o CLAVULANATO. Por isso é comum o uso de antibiótico + clavulanato de potássio.
Modificação química da molécula-alvo
A bactéria altera a estrutura química da molécula que é alvo do antibiótico, impossibilitando a interação entre antibiótico e alvo e, portanto, anulando seu efeito.
Comum para antibióticos que atuam nas subunidades dos ribossomos inibindo a síntese proteica (bactérias alteram a estrutura dos ribossomos para evitar a interação)
Diminuição da disponibilidade do antibiótico
Pode ocorrer de duas formas: reduzindo a entrada do antibiótico ou aumentando seu efluxo
No primeiro caso, a bactéria altera sua permeabilidade celular para evitar a entrada do antibiótico (reduz a captação do agente antibacteriano)
No segundo caso, a bactéria “expulsa” o antibiótico por transporte ativo, aumentando seu efluxo (usa bombas de efluxo, obviamente)
Estabelecimento de rota metabólica alternativa
Enzimas alteram a rota metabólica em torno da molécula alvo, impedindo a ação do antibiótico
MECANISMOS GERAIS DE PATOGENICIDADE BACTERIANOS (!!!!!!!)
Conceitos Importantes:
- Patógeno: microrganismo capaz de provocar doença
- Virulência: capacidade quantitativa de um agente provocar doença.
- Infecção: multiplicação do agente infeccioso no organismo
- Toxigenicidade: capacidade de um microrganismo produzir uma toxina que contribui para o desenvolvimento da doença.
- Bactérias Patogênicas: capacidade decausar a doença em indivíduos saudáveis
- Bactérias Oportunistas: capacidade de causar a doença em indivíduos com imunidade debilitada
- Bactérias Não Patogênicas: não têm capacidade de causar doença
Formas de Transmissão:
- Contato direto 
- Contato indireto (por fomites – aberturas nas barreiras físicas do corpo) 
- Transmissão por veículos (agua, alimentos, ar, e líquidos corpóreos)
- Transmissão por vetores
- Transmissão vertical (da mãe para a prole)
As portas de entrada do organismo são: Pele, Mucosas e Via Parenteral, sendo que cada microrganismo tem uma via de entrada preferencial, pela qual tem maiores chances de causar a proliferação (Ex: Bactéria da pneumonia, quando ingerida não causa infecção, mas se inalada causa pneumonia, etc)
Essa “preferência”, bem como a virulência e a capacidade de infecção do microrganismo pode ser, de certa forma, aferida por meio de dois indicadores muito importantes, que são:
DI50 – dose capaz de causar a infecção em 50% da amostragem de uma população. Expressa quantitativamente a virulência de um microrganismo. 
Ex: ANTRAX
Pele: DI50 = 10 a 50 esporos (muito baixo, via preferencial é a pele)
Inalado: DI50 = 10000 a 20000 esporos (intermediário, via intermediária)
Via parenteral: DI50 = 200000 a 1000000 esporos (muito alto, via não favorece a infecção)
DL50 – dose letal para 50% de uma amostragem da população.
Processo Infeccioso = ADESÃO + INVASÃO + LESÃO
Adesão
Adesinas nas bactérias + receptores complementares na superfície das células do hospedeiro
Estruturas envolvidas na adesão: fímbrias, flagelos, componentes da parede e capsula celulares (glico e lipoproteínas)
BIOFILMES (importante): comunidades de microrganismos e seus produtos extracelulares que se aderem as superfícies vivas ou não (a maior parte das infecções bacterianas envolvem a formação de biofilmes).
Invasão
Alguns microrganismos até podem causar lesões na superfície dos tecidos, mas a maioria deve penetrar e depois desencadear a doença.
Fatores que favorecem a invasão são:
- Cápsulas (conferem resistência a fagocitose)
- Componentes da parede celular (componentes que tornam a bactéria mais resistente a fatores que as destroem, tais como calor, acidez, etc e que, além disso, podem aumentar a fixação e a resistência a fagocitose. Em síntese, a parede celular pode conter componentes que aumentam a virulência da bactéria)
- Enzimas (algumas bactérias produzem enzimas que aumentam sua virulência)
- Variação antigênica (capacidade de alguns microrganismos de alterar seu antígeno de superfície, “driblando” as defesas do hospedeiro)
- Penetração no citoesqueleto das células do hospedeiro (uso da ACTINA para penetrar e se locomover no citoesqueleto do hospedeiro)
Lesão
Caso consigam ultrapassar as barreiras físicas do hospedeiro, as bactérias podem causar lesão tecidual por 4 mecanismos diferentes:
- Usando os nutrientes do hospedeiro (SIDERÓFOROS – enzimas que captam o ferro das proteínas plasmáticas carreadoras de ferro, inclusive hemoglobina e transferrina + RECEPTORES que se ligam a essas proteínas, induzindo a morte celular)
- Lesão Direta (Proliferação + liberação de subprodutos utilizando nutrientes da hospedeira provoca sua lise)
- Produção de Toxinas (Produção de substâncias nocivas às células do hospedeiro – capacidade de produzir toxinas é aferida pela Toxigenicidade. Toxemia = aferência do nível de toxinas no sangue)
	3 tipos de Toxinas:
Toxinas A-B: Interferem no metabolismo da célula
Toxinas que rompem membranas
Superantígenos: desencadeiam respostas imunes exacerbadas (choque séptico)
- Desencadeando reações de hipersensibilidade (causadas pela proliferação muito intensa das bactérias ou pela liberação de superantígenos, trabalhados anteriormente)