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Bacteriologia Geral Universidade Castelo Branco Disciplina: Microbiologia Veterinária Profa: Renata Calixto renatacalixto@hotmail.com Introdução “Embora as bactérias de vida livre existam em grande número, relativamente poucas espécies causam doenças. A maioria delas é bem conhecida e estudada, no entanto, patógenos novos continuam surgindo, e o significado de infecções antes não reconhecidas torna-se evidente. Bons exemplos são a infecção por Legionella, agente etiológico da doença dos legionários, a síndrome respiratória aguda grave associada ao coronavírus (SARS) e as úlceras gástricas associadas à infecção por Helicobacter pylori.” Células Microbianas Morfologia celular ESTRUTURAS CELULARES MICROBIANAS E SUAS FUNÇÕES Membrana citoplasmática Membrana citoplasmática: principais funções Parede Celular: bactérias CLASSIFICAÇÃO Coloração de Gram Coloração de Gram Parede Celular: micobactérias Coloração de Ziehl Nielsen Coloração de Ziehl Nielsen Cápsulas e camadas limosas Cápsula: camada organizada em uma matriz compacta. Aderida fortemente à membrana citoplasmática. Camada limosa: camada mais facilmente deformável. Ligadas frouxamente à membrana. Funções: evasão do sistema imune; formação de biofilme, fatores de virulência Fímbrias e pili Fímbrias: adesão à superfícies. Pili: facilitar a troca genética entre as células (conjugação) e impedir a adesão de patógenos a tecidos específicos do hospedeiro que eles venham a invadir Pili tipo IV: auxilia a adesão celular, motilidade pulsante (deslizamento em superfície sólida) e fator de virulência. Flagelos Atua por rotação, empurrando ou puxando a célula por meio de um meio líquido Função: locomoção (a) Peritríquio. (b) Polar. (c) Lofotríquio. Inclusões celulares (armazenamento) Endósporos Estrutura: Ciclo de vida de uma bactéria formadora de endósporos: Componentes estruturais das células bacterianas Fisiologia bacteriana Agrupados conforme suas necessidades nutricionais As necessidades nutricionais: fontes de energia, luz, compostos inorgânicos e orgânicos. O cultivo de microrganismos: importante em várias áreas da pesquisa. Cultivo in vivo (pela utilização de células vivas ou cobaios) e in vitro (pela utilização de meios de cultura). Fornecer: fontes de carbono, fontes de nitrogênio, sais minerais, fatores de crescimento, água, temperatura, condições de pH, potencial osmótico, aeração, etc. Principais exigências nutricionais para o crescimento bacteriano Elemento Peso celular seco (%) Principal função celular Carbono 50 “Bloco de construção” molecular obtidos de compostos orgânicos ou de CO2 Oxigênio 20 “Bloco de construção” molecular obtido de compostos orgânicos O2 ou H2O; O2 é um aceptor de elétrons na respiração aeróbica Nitrogênio 14 Componente dos aminoácidos, nucleotídeos, ácidos nucleicos e coenzimas, obtido de compostos orgânicos e fontes inorgânicas como NH4+ Hidrogênio 8 “Bloco de construção” molecular obtido de compostos orgânicos, H2O, ou H2; envolvido na respiração para produzir energia Fósforo 3 Encontrado em uma variedade de componentes celulares incluindo: nucleotídeos, ácidos nucleicos, lipossacarídeos (lps) e fosfolipídeos; obtido de fosfatos inorgânicos (PO43-) Enxofre 1-2 Componente de diversos aminoácidos e coenzimas; obtido de compostos orgânicos e fontes inorgânicas como os sulfatos (SO42-) Potássio 1-2 Importante cátion inorgânico, cofator enzimático, etc., obtido de fontes inorgânicas Fisiologia bacteriana A assimilação dos nutrientes ocorre através de reações enzimáticas Metabolismo bacteriano Todas as bactérias patogênicas são heterotróficas. No metabolismo aeróbico ou respiração aeróbia) ⇒ 38 moléculas de ATP. O metabolismo anaeróbico ou respiração anaeróbia é incompleto ⇒ menos moléculas de ATP A fermentação é muito menos eficiente ⇒ 2 moléculas de ATP As principais vias metabólicas Classificação dos microrganismos em relação às fontes de energia e de carbono Temperatura Classificação pH Osmolaridade Efeito da concentração de NaCl Oxigênio Oxigênio (a)crescimentos aeróbio, (b) anaeróbio, (c) facultativo, (d) microaerófilo e (e) anaeróbio aerotolerante Crescimento e divisão Curva de Crescimento Material Genético 32 DNA cromossômico Plasmídeos FLUXO DA INFORMAÇÃO GÊNICA 33 Processos de transferência de genes Cocos Gram positivos Staphylococcus Streptococcus Esquema para identificação Estafilococos coagulase-positivos Estafilococos coagulase-negativos Diferenciação entre as espécies: Características coloniais: Métodos Moleculares • PCR Diferenciação entre as espécies: Teste da coagulase em lâmina e tubo: Teste de catalase Diferenciação entre as espécies: Hemólise em ágar-sangue Diferenciação entre as espécies: Diferenciação entre as espécies: Testes bioquímicos para diferenciação entre S. aureus e S. intermedius Staphylococcus aureus Frequentemente encontrado em comunidades microbianas associadas a um hospedeiro humano ou outro animal Comensal→ Oportunista hospedeiros assintomáticos influencia a epidemiologia das infecções Staphylococcus aureus Animais não humanos também podem ser colonizados por S. aureus, especialmente aqueles que têm contato com humanos transmissão de S. aureus entre esses animais e humanos ocorre em ambas as direções A proximidade de humanos a esses animais, somado ao uso de antibióticos → a crescente prevalência de S. aureus resistente a meticilina (MRSA) nessa população não humana. a espécie possui resistência a quase todas as classes de antibióticos existente Staphylococcus aureus a maioria das cepas de S. aureus e um pouco menos de cepas de outras espécies de estafilococos coagulase-positivos são toxigênicas toxinas detectadas em ágar sangue: toxinas alfa, beta e delta Fatores de Virulência: S. aureus Clin Infect Dis. 2008 Jun 1; 46(Suppl 5): S350–S359. Efeitos patogênicos de fatores de virulência Efeitos patogênicos de fatores de virulência MASTITE ESTAFILOCÓCICA BOVINA Pode ser subclínica, aguda ou crônica. A maioria das infecções e subclínica. Mastite Clínica–A infecção do úbere torna-se evidenciada pelas mudanças físicas na aparência do leite de o úbere Mastite sub-clínica–Não são observadas mudanças na aparência do leite, sendo que testes adicionais são necessários para detectar o problema Formas superaguda e gangrenosa estão associadas a reações sistêmicas graves e podem ser fatais. A necrose tecidual é atribuída a alfa-toxina, que causa a contração e a necrose do musculo liso dos vasos sanguíneos, impedindo o fluxo do sangue no quarto afetado. MASTITE ESTAFILOCÓCICA BOVINA MASTITE ESTAFILOCÓCICA BOVINA (Tratamento) PIEMIA PELO CARRAPATO Causada por S. aureus carrapato Ixodes ricinus infecção ocorre por meio de pequenas lesões de pele, tais como a picada do carrapato Epidermite exudativa Agente etiológico: S. hyicus Colônias circulares de coloração esbranquiçada com 3-4 mm de diâmetro É uma bactéria aeróbia ou anaeróbia facultativa, imóvel, não forma esporos Positiva nas provas : de catalase, fosfatase, lipase, hialuronidase e DNAse. Negativa para oxidase. Atividade variável no teste de coagulase em tubo, sendo que cerca de 25-50% dos isolados são positivos Capacidade de fermentar lactose, glicose, manose e sacarose Não hemolíticas em Ágar sangue ovino, bovino ou suíno, porémcom hemólise em Ágar com sangue de coelho Epidermite exudativa Microbiota do suíno (mucosa nasal, conjuntiva, focinho, orelhas e vagina de animais saudáveis) Fase inicial Fase generalizada Epitélio da almofada palmar Epidermite exudativa Diagnóstico: Levar em conta aspectos como: idade dos animais acometidos; distribuição e progressão das lesões e sinais clínicos Tratamento: Baseado em três etapas principais: tratamento dos animais doentes; prevenção de novas infecções e reinfecções; controle dos fatores predisponentes BOTRIOMICOSE A botriomicose e uma doença crônica, granulomatosa e supurativa Agente etiológico: S. aureus. Pode ocorrer em poucas semanas apos a castração de equinos devido a infecção no coto do cordão espermático (cordão esquirroso). Pode aparecer também no tecido mamário de porcas. Lesões: compostas por uma massa de tecido fibroso contendo focos de pus e fistulas. http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0102-09352018000200342 Observe a área irregular presente na inspeção da MG direita (seta), correspondente à massa firme com áreas flutuantes identificadas à palpação Tecido das glândulas mamárias. Processo inflamatório piogranulomatoso associado a material espinhoso eosinofílico em torno de colônias bacterianas (reação de Splendore-Hoeppli). Botriomicose mamária (equíno) INFECÇÕES ESTAFILOCÓCICAS EM CÃES E GATOS Staphylococcus intermedius é comumente isolado de pioderma, de otite externa e de outras doenças supurativas, incluindo mastite, endometrite, cistite, osteomielite e infecções em feridas. Ocasionalmente, doenças supurativas semelhantes são causadas por S. aureus. Importância: Animais de sangue quente albergam uma microbiotade estreptococos nas mucosas dos tratos respiratório superior, genital inferior e quase todo o trato digestório (Enterococos) Família Streptococcaceae Gênero Streptococcus 98 espécies e 17 subespécies Principais doenças estreptocócicas Infecção do trato respiratório superior com linfadenite(equinos, suinos, gatos, cobaias e humanos) Infecções respiratórias e septicêmicasem potros, leitões, filhotes de cães e crianças Pneumonias e complicações secundárias (equinos, primatas, pequenos carnívoros e humanos) Infecção piogênicas não relacionadas ao trato respiratório (infecções do trato genitourinário, mastite bovina) Espécies de interesse veterinário S. agalactiae, S. dysgalactiae subsp. dysgalactiae e S. uberis (mastite em ruminantes). S. equi subsp. equi(garrotilho ou adenite equina) S. equi subsp. zooepidemicus(ex. ITRS, pneumonia e ITG em equinos; mastite; pneumonia em cordeiros; septicemia em suínos, ovinos e caprinos). S. canis (caninos e outros hospedeiros). S. suis (leitões -meningite, septicemia e poliartrite). Outros (“S. genitalium”, S. dysgalactiae subsp. equisimilis, S. pneumoniae, S. pyogenes, outros beta-hemolíticos). Classificação Hemólise Hemólise Grupos de espécies de Streptococcus Fatores de Virulência • Antígenos de Superfície (Parede, Cápsula), • Enzimas e Toxinas (Exotoxinas)(fator es de difusão da bactéria) • Anticorpos DNAse Cápsulas Polissacarícas • Maiores fatores de virulência de S. pyogenes, de S. pneumoniae e de algumas linhagens de S. equi • Antifagocitárias Procedimentos diagnósticos Os estreptococos: suscetíveis a dessecação → cultivo imediato. Pus ou exsudatos coletados em suabes devem ser colocados em meio de transporte se os espécimes não forem processados imediatamente. Cadeias de cocos Gram-positivos podem ser demonstradas em esfregaços dos espécimes. Os especimes devem ser cultivados em agar-sangue e agar Mac-Conkey→ incubação aerobicamente a 37°C por 24 a 48 horas. Critérios para identificação dos isolados: Colonias pequenas, translucidas, algumas das quais podem ser mucoides; Tipo de hemolise em agar-sangue; Cadeias de cocos Gram-positivos; Nenhum crescimento em agar MacConkey, com exceção da E. faecalis; Teste da catalase negativo; Agrupamento de Lancefield; Perfil nos testes bioquimicos. Identificação de Streptococcus 1. Teste CAMP (nome oriundo das iniciais de Christie, Atkins e MunchPetersen): reflete o sinergismo hemolítico entre a toxina β dos estafilococos (uma esfingomielinase) e uma toxina de S. agalactiae (proteína CAMP, às vezes, denominada cocitolisina). Identificação de Streptococcus 2. Sensibilidade à bacitracina: discos de bacitracina (0,04 unidade) inibem o crescimento de S. pyogenes em ágar sangue. 3. Teste de ágar bileesculina: avalia a capacidade da bactéria que tolera 40% de sais biliares em hidrolisar a esculina, uma característica dos estreptococos que pertencem ao grupo de Lancefield 4. Sensibilidade à optoquina: o crescimento de S. pneumoniae, mas não de outros estreptococos alfa-hemolíticos é inibido ao redor do disco impregnado com optoquina (cloridrato de etilhidrocupreina). Infecção clínica Estreptococos são comensais em mucosas membranosas Infecções são oportunistas Podem aparecer como: infecções primárias (ex.:no garrotilho), ou secundarias (ex.: pneumonia estreptocócica apos infecção viral) Os linfonodos, o trato genital ou as glândulas mamárias podem tornar-se infectados. As septicemias neonatais estão frequentemente relacionadas a infecções no trato genital materno. Streptococcus pyogenes, um patógeno humano, eventualmente causa mastite bovina, tonsilite em cães e linfangite em potros. S. suis, que pode causar infecções graves em indivíduos que trabalham com suínos. As vacinas para controle de infecções estreptocócicas são geralmente ineficazes. Estreptococos patogênicos, seus habitat, hospedeiros e consequências na infecção GARROTILHO Doença febril, altamente contagiosa que ocorre entre os equinos, sendo causada por Streptococcus equi (S. equi subsp. equi), envolvendo o trato respiratório superior com abscessos nos linfonodos regionais. Epidemiologia: acomete em geral equinos jovens S. equi podem ser eliminados por ate 4 semanas após sinais clínicos Sinais clínicos: Os linfonodos submandibulares são afetados afetados e, eventualmente, podem romper-se descarregando material purulento A morbidade pode chegar a 100%, e a taxa de mortalidade ≥ 5%. Reinfeccao pode ocorrer em alguns equinos recuperados. Streptococcus zooepidemicus e Streptococcus equisimilis, devem ser diferenciadas de S. equi. Garrotilho bastardo =abscessos em muitos órgãos; complicação em cerca de 1% dos animais afetados. Diagnóstico: Sinais clínicos e historia de exposição recente a animais suspeitos As colônias sao geralmente mucoides, com mais de 4 mm de diâmetro, apresentando zona larga de beta-hemólise. Streptococcus equi deve ser diferenciado de outros estreptococos (S. equisimilis e de S. zooepidemicus) Tratamento e controle Administração de penicilina para equinos; isolamento dos doentes; vacina inativada INFECÇÕES POR STREPTOCOCCUS SUIS S. suis → associado a doenças como meningite, artrite, septicemia e broncopneumonia em suínos de todas as idades, além de casos esporádicos de endocardite, morte neonatal e aborto. Características sorológicas e bioquímicas dos isolados: grupo D de Lancefield: 34 sorotipos com virulência variada. Cerca de 70% dos isolados de S. suis pertencem aos sorotipos 1 a 9 e ao sorotipo ., o qual tem tanto antígenos tipo 1 como tipo 2. Destes, o sorotipo 2 e o mais prevalente, com taxas de portador superiores a 90%. Testes comerciais: S. suis I e S. suis II INFECÇÕES POR STREPTOCOCCUS SUIS Sinais clínicos e epidemiologia: portadores assintomáticos abrigam S. suis no tecido tonsilar. criações intensivas: confinamento Meningite: frequentemente fatal, e caracterizada por febre, tremores, incoordenação, opistotono e convulsões Controle: bacteria tende a tornar-se endêmica no rebanho Algumas linhagens de S. suis são suscetíveis a penicilina ou a ampicilina. Penicilinas profiláticas de ação prolongada administradas por porcas uma semana antes do parto e em leitões durante as duas primeiras semanas de vida. MASTITE ESTREPTOCÓCICA BOVINA Streptococcus agalactiae, S. dysgalactiae e S. uberis S. agalactiae coloniza ductos galactóforos e produz infecção persistente com períodos de mastite aguda. S. dysgalactiae, encontrado na cavidade oral, no trato genital e sobre a pele da glândula mamaria, causa mastite aguda. S. uberis, um habitante normal da pele, das tonsilas e da mucosa vaginal, e a principal causa de mastite aguda, geralmente sem sinais sistemicos. Enterococcus faecalis, S. pyogenes e S. Zooepidemicus: menos frequentes MASTITE ESTREPTOCÓCICA BOVINA Diagnóstico: Sinais clínicos incluem inflamação do tecido mamário e coágulos no leite. Amostras de leite devem ser cuidadosamente coletadas para evitar contaminação. Cultivo em ágar-sangue, em meio de Edwards e em ágar MacConkey e incubadas aerobiamente a 37°C por 24 a 48 h. Testes de fermentação de açúcares MASTITE ESTREPTOCÓCICA BOVINA Diferenciação entre as espécies: Bacteriologia Geral Introdução Células Microbianas Morfologia celular ESTRUTURAS CELULARES MICROBIANAS E SUAS FUNÇÕES Membrana citoplasmática Membrana citoplasmática: principais funções Parede Celular: bactérias Coloração de Gram Coloração de Gram Parede Celular: micobactérias Coloração de Ziehl Nielsen Coloração de Ziehl Nielsen Cápsulas e camadas limosas Fímbrias e pili Flagelos Inclusões celulares (armazenamento) Endósporos Componentes estruturais das células bacterianas Fisiologia bacteriana Principais exigências nutricionais para o crescimento bacteriano Fisiologia bacteriana Metabolismo bacteriano As principais vias metabólicas Classificação dos microrganismos em relação às fontes de energia e de carbono Temperatura pH Osmolaridade Oxigênio Oxigênio Crescimento e divisão Material Genético FLUXO DA INFORMAÇÃO GÊNICA Processos de transferência de genes Cocos Gram positivos Número do slide 36 Número do slide 37 Esquema para identificação Estafilococos coagulase-positivos Estafilococos coagulase-negativos Diferenciação entre as espécies: Diferenciação entre as espécies: Número do slide 43 Número do slide 44 Número do slide 45 Número do slide 46 Staphylococcus aureus Staphylococcus aureus Staphylococcus aureus Fatores de Virulência: S. aureus Efeitos patogênicos de fatores de virulência Efeitos patogênicos de fatores de virulência MASTITE ESTAFILOCÓCICA BOVINA MASTITE ESTAFILOCÓCICA BOVINA MASTITE ESTAFILOCÓCICA BOVINA (Tratamento) PIEMIA PELO CARRAPATO Epidermite exudativa Epidermite exudativa Epidermite exudativa BOTRIOMICOSE Número do slide 61 INFECÇÕES ESTAFILOCÓCICAS EM CÃES E GATOS Número do slide 63 Família Streptococcaceae�Gênero Streptococcus�98 espécies e 17 subespécies Principais doenças estreptocócicas Espécies de interesse veterinário Classificação Número do slide 68 Número do slide 69 Hemólise Hemólise Grupos de espécies de Streptococcus Fatores de Virulência Número do slide 74 Número do slide 75 Número do slide 76 Número do slide 77 Procedimentos diagnósticos Número do slide 79 Identificação de Streptococcus Identificação de Streptococcus Infecção clínica Estreptococos patogênicos, seus habitat, hospedeiros e consequências na infecção GARROTILHO Número do slide 85 Número do slide 86 INFECÇÕES POR STREPTOCOCCUS SUIS INFECÇÕES POR STREPTOCOCCUS SUIS Número do slide 89 MASTITE ESTREPTOCÓCICA BOVINA MASTITE ESTREPTOCÓCICA BOVINA MASTITE ESTREPTOCÓCICA BOVINA Número do slide 93
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