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ESCOLA TÉCNICA ESTADUAL ADHEMAR BATISTA HEMÉRITAS Curso: Técnico em Farmácia 1º Módulo APOSTILA DE MICROBIOLOGIA E IMUMOLOGIA A apostila foi revisada e adaptada pela Prof. Tatyana Carmona, de acordo com os novos parâmetros estipulados pelo Centro Paula Souza para 2012 para esta componente curricular. Este material deve ser utilizado como referencial orientativo em aulas teóricas e não substitui livros ou artigos científicos. São Paulo 2016 NOME DO ALUNO: _____________________________________________ 1° ____ 2 BASES TECNOLÓGICAS 1. Noções de citologia vegetal e animal: principais organelas classificação eucariótica e procariotica 2. Bactérias: organização estrutural; classificação; tipos de reprodução; bactérias gram-positivas e gram-negativas; principais doenças causadas por bactérias; 3. Fungos: organização estrutural; classificação tipos de reprodução importância histórica dos fungos na produção de medicamentos principais doenças causadas por fungos 4. Vírus: organização estrutural; classificação: o ribovírus o desoxiribovírus tipos de replicação; dificuldades na obtenção de drogas anti-virais; principais doenças causadas por vírus; 5. Práticas de Microscopia: técnica de esfregaço; identificação e classificação bacteriana pelo método de coloração de Gram e Ziehl-Neelsen; identificação e classificação de fungos pelos métodos hidróxido de potássio (KOH) ou hidróxido de sódio (NaOH), tinta nanquim (tinta da China); 6. Práticas de semeadura: preparo de meio de cultura: meios seletivos, diferenciais e enriquecedores; técnicas de semeadura em profundidade, pour plate, em superfície, esgotamento e repique; 7. Noções de esterilização, desinfecção e descarte de material contaminado: conceitos; métodos; técnicas; 8. Sistema Imunológico: características fisiológicas; definição e função dos componentes: o timo o baço o sistema linfático o medula óssea o células sangüíneas brancas ( Linfócitos, leucócitos, Células B e T ) o anticorpos o sistema complemento o hormônios 9. Imunidade inata e adquirida; 10. Imunização ativa e passiva (soros e vacinas); 11. Noções de doenças autoimunes; 12. Noções de imunodeficiências e imunosupressores; 3 Capítulo1 - Introdução à Microbiologia A Microbiologia é uma ciência que estuda a vida microscópica e está dividida em Bacteriologia (bactérias), Ficologia (algas), Micologia (fungos), Protozoologia (protozoários) e Virologia (vírus). Na antiguidade as doenças eram consideradas castigo dos Deuses, espíritos ou que acometiam pessoas de sangue ruim. Foi somente no século XIX, que um pesquisador francês chamado Louis Pasteur, consolidou a teoria de que as doenças eram causadas por seres muito pequenos, invisíveis a olho nu, os microrganismos. A visualização de tais microrganismos só seria possível através de microscópios. Embora muitos nomes sejam mencionados na disputa pela autoria do primeiro microscópio (Hans Janssen inventa um microscópio rudimentar, que inicialmente possuía apenas uma lente), não seria prudente indicar um único nome, pois o microscópio como o conhecemos é obra de uma evolução técnica. É fruto do trabalho de muitos pesquisadores e cientistas, tal como Antony Van Leeuwenhoek que em 1590 constatou a presença dos glóbulos vermelhos no sangue e a existência de espermatozóides, sendo um dos pioneiros no avanço da biologia celular. Foi em 1877 que as teorias sobre o Poder de Resolução de D’Abbe foram publicadas e a partir daí foram feitos diversos aperfeiçoamentos nas lentes e em seu poder de resolução. No entanto, a microbiologia teve significativos progressos nos primeiros 30 anos do século XX, devido ao surgimento de inúmeras doenças e também ao desenvolvimento da microscopia eletrônica, que permite aumentos de mais de 400.000 vezes. A B Microscópios utilizados Leeuwenhoek (A) e por Robert Hooke para visualizar as células da cortiça (B). Microbiologia: Mikros (pequeno) + Bio (vida) + logos (ciência) 4 C D Microscópios ópticos ou de luz (C) e eletrônico (D). - Origem da Vida Estudiosos mais antigos acreditavam que os seres vivos surgiam espontaneamente da matéria bruta – hipótese da geração espontânea, também chamada de Abiogênese. Entretanto, por meio de diversos experimentos, executados por cientistas, como Redi, Needham, Spallanzani e Pasteur, foi possível descartar essa hipótese, adotando a Biogênese, que afirma que os microrganismos surgem a partir de outros preexistentes. A Biogênese não explica como se dá o processo de surgimento do 1º ser vivo. Assim, existem algumas explicações, sendo a origem por Evolução Química a mais aceita. Essa teoria propõe que a vida surgiu a partir do arranjo entre moléculas mais simples (coacervatos ou coacervados), aliadas a condições ambientais da Terra Primitiva, formando moléculas cada vez mais complexas, até o surgimento de estruturas dotadas de metabolismo e capazes de se autoduplicar, dando origem aos primeiros seres vivos. Oparin e Haldane são os precursores dessa hipótese, proposta em 1924. Urey e Miller desenvolveram aparato em 1954 para testar e comprovar a hipótese. Arranjo da estrutura de coacervados. 5 Surgimento das Células Eucariontes A partir de procariontes anaeróbios, devido ao dobramento da membrana, que justifica o aparecimento de organelas e carioteca. Além disso, poderiam englobar bactérias como fonte de alimento. Neste caso bactérias aeróbias foram mantidas no citoplasma e não forma degradadas devido ao alto rendimento energético deste metabolismo. Ao longo dos milhares de anos estas bactérias teriam dado origem às mitocôndrias. Após esta interação, sugere-se que algumas destas células também incorporaram bactérias fotossintetizantes (cianobactérias). Desta interação vantajosa poderiam ter originado células eucariontes portadoras de cloroplastos. Estes eventos explicam o surgimento da célula eucarionte animal e vegetal, também conhecida como Teoria da Endossimbiose. 6 - Sistema de Classificação dos Seres Vivos Linnaeus (séc. XVIII): Reinos Animal e Vegetal. Haeckel (1866): introdução do reino Protista. Whittaker (1969): Propôs os 5 Reinos, divididos principalmente pelas características morfológicas e fisiológicas. Monera: Procariontes (bactérias e cianobactérias). Protista: Eucariontes uni e pluricelulares (protozoários e algas). Fungi: Eucariontes aclorofilados (fungos). Plantae: Vegetais (de briófitas a angiospermas). Animalia: Animais (de espongiários a mamíferos). Woese (1977): Agrupa os seres vivos em 3 grandes domínios. Archaea: Organismos procariontes, que vivem em condições bem extremas (provavelmente em condições semelhantes às da Terra primitiva), como fontes termais, ambientes extremamente salinos ou com o pH muito baixo ou muito alto. Bacteria: Organismos procariontes causadores das doenças no homem, encontradas no solo, o ar na água, ou seja, no ambiente de modo geral. Eukarya: Organismos eucariontes, como protozoários, algas, fungos, vegetais e animais. Classificação dos seres vivos, de acordo com Whittaker (1969). 7 1 – Segundo a classificação de Whittaker, em qual Reino estão as bactérias e os fungos respectivamente? _____________________________________________________ _____________________________________________________ 2 – Segundo a classificação mais atual (Woese)em qual domínio está inserida a bactéria Vibrio cholerae, causadora da cólera? _____________________________________________________ _____________________________________________________ 3- Sobre a origem da vida, duas teorias sustentaram a polêmica no meio científico até o final do século XIX. Seriam as teorias da Abiogênese e da Biogênese. Faça um comentário sucinto sobre estas teorias. _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ ____________________________________________________ Classificação dos seres vivos, de acordo com Woese (1977). Exercícios 8 O MARAVILHOSO FENÔMENO DA VIDA Texto adaptado da Revista Ciência Hoje, publicado em 15/03/2013. Texto original redigido por Adilson de Oliveira (Departamento de Física / UFSCar) Um dos fenômenos mais maravilhosos que existem é a vida. Qualquer um já se emocionou ao ver o nascimento de uma criança ou de um animal. Nascem pequenos e frágeis, totalmente dependentes, mas depois crescem e se tornam aptos a se reproduzir e dar continuidade à espécie. Mas como surgiu a vida em nosso planeta? Como essa vida poderá ser preservada, se ao longo do tempo observamos o desaparecimento de inúmeras espécies? Essas são questões extremamente complexas e que não têm respostas definitivas. Também não tenho a pretensão de apresentar qualquer resposta, mas podemos refletir um pouco sobre como a matéria conseguiu se organizar e como a natureza pôde produzir seres tão complexos como nós, que são capazes de pensar sobre isso. Sabemos que somos feitos de átomos e estes têm uma estrutura nuclear composta por prótons (partículas com carga elétrica positiva) e nêutrons (sem carga elétrica). Ao redor do núcleo estão os elétrons (com carga elétrica negativa), que permitem que os átomos se combinem formando moléculas. Essas combinações geram estruturas que podem ser simples, com apenas dois átomos, como o gás hidrogênio (H2), ou complexas, com vários átomos, como a molécula de DNA (ácido desoxirribonucleico), responsável pelo código genético. Por meio da combinação de átomos, desenvolvemos materiais que não existem na natureza e construímos equipamentos extremamente complexos. Mas nenhum deles, até hoje, conseguiu alcançar o grau de sofisticação das formas de vida que conhecemos. A quantidade de informações existentes no código genético das espécies mais primitivas é muito superior à de qualquer dispositivo que possamos imaginar. Os seres vivos, segundo as evidências científicas que temos, são resultado de inúmeras experiências feitas pela própria natureza ao longo de bilhões de anos. As plantas conseguem se desenvolver a partir da energia captada da luz solar e usada no processo de fotossíntese, que transforma gás carbônico em carboidratos (e utiliza outros elementos também). Um dos subprodutos desse processo é o oxigênio. Os animais, por sua vez, usam as plantas e outros animais como fonte de energia, que é extraída das ligações químicas desses seres durante o processo de digestão. Quando privamos um organismo das suas fontes de energia, ele morre e toda a sua estrutura se degrada rapidamente. Isso acontece porque na natureza há uma tendência de todos os sistemas, com o passar do tempo, se desorganizarem. Atividade com Texto 9 Para que a vida surja, é preciso certo grau de ordem. Quem cumpre essa tarefa é a molécula de DNA, que garante também a continuação da vida, ao fazer com que cada nova geração receba as informações do código genético de seus antecessores. Os DNAs de todas as formas de vida do nosso planeta são formados a partir das mesmas bases nucleicas, embora com graus de sofisticação diferentes. Essa é uma das evidências importantes da evolução. Todos os seres vivos, de alguma maneira, são aparentados, pois compartilham a mesma química fundamental. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Texto original disponível em: http://cienciahoje.uol.com.br/colunas/fisica-sem-misterio/o-maravilhoso-fenomeno-da- vida Sugestão de Leitura: http://cienciahoje.uol.com.br/colunas/fisica-sem-misterio/o-caos-e-a-ordem (Em uma folha separada responda e entregue as questões abaixo) 1- De acordo com o texto, comente a relação desta revisão com o surgimento da vida na Terra e com a evolução da estrutura celular. 10 Capítulo 2 - Vírus “Micro-organismo de grande simplicidade ou molécula de grande complexidade”. Em 1935, Wendell M. Stanley (Prêmio Nobel de Química em 1946) da Universidade de Rockfeller, descobriu através de um experimento simples que partículas aparentemente inanimadas in vitro, em forma de cristais, eram capazes de causar uma doença quando entravam em contato com células saudáveis de mudas de tabaco. Stanley concluiu então, a existência de uma forma de vida patogênica chamado por ele de ser inanimado, mas funcional. Não sabemos explicar ao certo o que é vida, mas sabemos identificar características presentes nos seres vivos. Para ser considerado vivo, o ser deve apresentar todas as características abaixo: 1. Composição química complexa: Nos seres vivos os elementos químicos mais abundantes são representados pelo oxigênio (O), hidrogênio (H), carbono (C) e nitrogênio (N), formando moléculas como água, carboidratos, lipídeos e proteínas. 2. Organização celular: A “Teoria Celular” diz que todo ser vivo é constituído por pelo menos uma célula, podendo esta ser procarionte ou eucarionte. 3. Capacidade de responder a estímulos: Todo ser vivo deve perceber e reagir a estímulos (luz, gravidade, substâncias químicas). 4. Busca de energia: Seres autótrofos têm a capacidade de sintetizar seu próprio alimento através da fotossíntese ou da quimiossíntese. Seres heterótrofos precisam buscar energia, alimentando-se através de moléculas provenientes de outros seres. 5. Reprodução: Esse processo garante a manutenção da espécie. Pode ser assexuada ou sexuada. 6. Evolução: Modificações sofridas pelos seres, que levam a uma maior adaptação ao meio em que vivem. Ocorrem através de mutações no material genético. As mutações desvantajosas tendem a desaparecer, enquanto mutações vantajosas tendem a permanecer na espécie e serem passadas aos descendentes. Os vírus possuem apenas a capacidade de reprodução (apenas quando estão dentro de uma célula viva, pois utilizam o metabolismo dessa célula) e evolução. Vírus não são considerados seres vivos! 11 - Diferenças fundamentais entre vírus e as células vivas Vírus não possuem estrutura celular (são formados por proteínas e ácido nucléico). Vírus possuem DNA ou RNA, já as células possuem os dois. Os vírus só se replicam por intermédio de uma célula viva. - Características comuns a todos os vírus Todo vírus é um parasita intracelular obrigatório, ou seja, só conseguem crescer e reproduzir-se dentro de uma célula viva. Os vírus apresentam o sempre o mesmo processo de replicação. - Organização Estrutural Tamanho: varia de 20 nm a 25 nm. 1 nm (nanômetro) = corresponde a 10-3 µm (micrometro) e também a 10-6 mm (milímetro). Cada partícula viral ou virion é constituída por: Ácido nucléico: DNA ou RNA, mas nunca ambos. Capsídeo: invólucro formado por proteínas. Capsômero: cada uma das subunidades que forma a capsídeo. Envelope ou Envoltório (invólucro): presente em alguns vírus é formado por glicoproteínas e lipídeos (como uma membrana plasmática). Vírus com envelope são chamados de envelopados e vírus sem envelope são chamados denus ou não envelopados. 12 – Tipos Morfológicos a) Icosaédricos: 20 faces triangulares. Exemplos: Vírus da Poliomielite e Herpesvirus. b) Helicoidais ou tubulares: Formato de hélice. Exemplos: Vírus Mosaico do Tabaco e Vírus da Caxumba. 13 c) Complexos: São pleomórficos (assumem várias formas), pois o envelope não é rígido. Exemplo: Formas do Vírus da Varíola (‘Pox Virus”), Bacteriófagos. 1 - Cite uma característica comum às células vivas e aos vírus. _____________________________________________________ _____________________________________________________ 2 – Os vírus não são considerados células porque: a) possuem somente um cromossomo e são muito pequenos. b) não possuem mitocôndrias e o retículo endoplasmático é pouco desenvolvido. c) não têm membrana plasmática nem metabolismo próprio. d) parasitam plantas e animais e dependem de outras células para sobreviver. e) seu material genético sofre muitas mutações e é constituído apenas por RNA. 3 – (PUC-MG) Dentre os componentes abaixo, o vírus possui: a) membrana citoplasmática. b) membrana nuclear. c) DNA ou RNA. d) clorofila. e) mitocôndrias. – Classificação quanto ao material genético Desoxivirus: Vírus que possuem DNA como material genético. Exemplos: Bacteriófago, Vírus da Varíola e Herpesvirus. Ribovírus: Vírus que possuem RNA como material genético. Exemplos: Influenza, Febre Amarela, Dengue e Encefalites. Retrovírus: Além de possuírem RNA como material genético, possui uma enzima chamada transcriptase reversa que produz um “molde” do seu material, porém na forma de DNA. Como o seu processo de replicação é mais rápido esses tipo de vírus sofre muitas mutações (HIV, HTLV). Exercícios 14 – Etapas da Replicação Viral 1. Adsorção 2. Penetração 3. Desnudamento 4. Expressão gênica (transcrição e tradução) 5. Replicação do Genoma 6. Morfogênese / Maturação 7. Egresso 1 – Adsorção: O vírus entra em contato com a superfície celular. É uma ligação específica entre as partículas virais e determinadas partículas da superfície da célula hospedeira. Ocorre em duas etapas: A primeira é preliminar e ocorre por ligações iônicas. É facilmente reversível (mudança de pH, temperatura, salinidade). A segunda é firme e irreversível. 15 2 – Penetração: Ocorre por diversas maneiras: A – Fusão com a membrana plasmática. B – Fusão mediada por clatrina. C – Fusão mediada por caviolina. D, E – Penetração após endocitose mediada por lipídios. 3 – Desnudamento: Exposição do genoma (remoção do capsídeo). 4 – Expressão Gênica: Estratégias de produção de RNAm e expressão gênica das diferentes classes de vírus (DNA ou RNA). 5 – Replicação do Genoma: Replicação ativa do ácido nucléico e a síntese de proteínas virais. Além do ATP celular, os vírus requerem o uso dos ribossomos da célula, do RNA e algumas enzimas. 6 – Morfogênese / Maturação: A morfogênese é o processo de montagem das partículas víricas. Ocorre no final do ciclo replicativo. A maturação corresponde à aquisição da capacidade infectiva. 16 7 – Egresso Vírus sem envelope – Vírus nu já sai pronto do citoplasma sendo liberados quando ocorre a destruição das células infectadas. Vírus com envelope: Após a maturação saem das células por brotamento (exocitose) com ou sem lise (quebra) celular. - Dificuldades na obtenção de drogas antivirais Antiviral ideal: Deve interromper a replicação do vírus sem afetar significativamente o metabolismo das células do hospedeiro. Pontos de Atuação dos Antivirais Adsorção ou penetração (Tamiflu). Transcrição, tradução ou replicação viral (anti – HIV). Montagem e Liberação do vírus (Rifamicina). 17 1 – (VUNESP) O vírus responsável pela síndrome da imunodeficiência adquirida (AIDS) é um retrovírus. Qual é o tipo de ácido nucléico que constitui o material genético dos retrovírus? A denominação retrovírus refere-se a que características desse vírus? _____________________________________________________ _____________________________________________________ 2 – (UNICAMP) AIDS é uma doença que, sem dúvida, ameaça a humanidade. As tentativas para o desenvolvimento de uma vacina têm sido infrutíferas. Explique, do ponto de vista genético, qual a causa desse insucesso. _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ 3 – Cite duas diferenças entre uma molécula de DNA e uma molécula de RNA. _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ 4 – “Os doentes com AIDS apresentam maior sensibilidade ás moléstias infecto- contagiosas”. Justifique essa afirmação, relacionando-a com a função desempenhada pela célula parasitada pelo HIV. _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ 5 - (FATEC/SP) O HIV – Vírus da Imunodeficiência Humana – é responsável pelo desencadeamento da AIDS. A respeito dele podemos afirmar que: a) é transmitido unicamente através do mosquito Aedes. b) só se reproduz no hospedeiro intermediário. c) é um parasita intracelular obrigatório. d) é sensível aos antibióticos, como a penicilina. e) apresenta grande afinidade com as células gaméticas. Exercícios 18 A AIDS não é mortal. Mortais somos todos nós. A AIDS surgiu nos anos 80 como uma doença mortal e sem cura. Um vírus, transmitido pela relação sexual ou pelo sangue, entrava no sistema imunitário e protegido, por estar dentro dele, o destruía de forma inexorável, deixando suas vítimas expostas a todo tipo de doenças que, em última análise, determinavam numa morte rápida, trágica e sem remédio. Associando sexo e morte, a AIDS transformou-se na bomba do século vinte, que pretendia haver liberado o sexo e estar anulando gradualmente a morte. De repente, a ciência estava impotente diante de um vírus e a morte era de novo inevitável. O conhecimento inicial sobre a AIDS definiu uma teoria de que não havia possibilidade de cura, era uma doença incurável. Toda pessoa afetada, tocada, atingida pelo vírus HIV estava duplamente condenada. Primeiro, a morrer como todas as pessoas e segundo, a morrer muito mais rápida e tragicamente do que todas as demais, como se pudesse haver uma dose dupla de morte para uma única pessoa. Esse nascimento trágico determinou até agora as atitudes básicas diante da AIDS: o medo, a impotência, a fuga, a clandestinidade, a omissão, o terror e o abandono. Na contramão, vieram os que lutaram contra o preconceito e o pânico e pregavam a solidariedade como o único remédio disponível para curar os terrores de tal epidemia. Mas vinham também com a idéia da morte nas mãos. As pessoas afetadas pelo vírus se viram diante do trágico e não de uma doença. Os cientistas se viram diante da impotência da cura e não do desafio da descoberta que tem que inventar caminhos. Os governos praticaram o terrorismo e incorporaram todos os preconceitos que a sociedade inspirava, decretando, na maioria dos casos, a morte civil dos portadores do vírus fatal. Diante de uma epidemia fatal, que atacava homossexuais, drogados e hemofílicos, os governos optaram portentar proteger - através de campanhas terroristas - aqueles que não tinham sido contaminados e deixar no abandono as "minorias" que já haviam sido tocadas pela fatalidade, cuja via era o sexo promíscuo ou o sangue contaminado e cujo destino era a morte. Os hemofílicos eram as vítimas inocentes de uma tragédia onde os verdadeiros culpados, os promíscuos sexuais e os drogados, pagariam com a morte em conseqüência de seus próprios atos. O vírus da AIDS era uma espécie de guilhotina que caía sobre a cabeça dos culpados. Muita gente tomou carona no vírus para propagar suas idéias, valores e preconceitos. Dez anos se passaram. Muita coisa mudou e não passou ao conhecimento do público, outras continuam iguais apesar de todas essas mudanças. O conhecimento científico trabalha hoje com a idéia da possibilidade da cura ou controle da doença: foram criados remédios que controlam o desenvolvimento do vírus (AZT), os virostáticos, e estão sendo pesquisados remédios que poderão destruir o próprio vírus, os viricidas. Cerca de 11 tipos de vacinas estão sendo testadas, o que poderia abrir a porta para a prevenção em massa das populações não afetadas e para o controle da doença nas pessoas já atingidas. As pessoas infectadas pelo vírus, os soropositivos, que, no princípio se pensava, podiam viver somente alguns poucos anos, têm hoje uma expectativa média de vida, sem o desenvolvimento da doença, da ordem de 9 a 10 anos, e admite-se até que Atividade com Texto 19 uma porcentagem delas possa não desenvolver a doença. No campo da clínica médica, o monitoramento dos soropositivos e o tratamento das pessoas com AIDS foram passos importantes para prolongar e melhorar a qualidade de vida das pessoas. Em muitos países, não no Brasil, a qualidade das campanhas educativas vai produzindo efeitos, contribuindo para a modificação de hábitos que ajudam na prevenção. A idéia dos grupos de risco, que servia para isolar e discriminar as vítimas, foi abandonada. Fala-se hoje em comportamentos de risco e sabe-se que, em tese, todas as pessoas podem vir a serem afetadas pela epidemia: heterossexuais, bissexuais, homossexuais, homens, mulheres de todas as idades. A mais importante de todas as mudanças, no entanto, é que hoje se pode dizer que a AIDS ainda não tem cura, mas poderá ter. Que a AIDS é curável e que a cura ou o controle da doença é uma questão de tempo. Uma pessoa infectada hoje pelo vírus pode organizar sua vida na expectativa de viver uma década em condições de normalidade, tempo talvez suficiente para que se anuncie a cura definitiva da doença. Acabar com o mito da fatalidade da AIDS é absolutamente necessário para que possamos mudar os comportamentos e as atitudes das pessoas e dos governos. É necessário ver a AIDS como uma doença que poderá ser curada, tratada e controlada e não como morte imediata e inelutável. No caldo de cultura do terror e do fatalismo, não há mudança possível. As pessoas continuarão a contaminar seus parceiros ou parceiras. As pessoas que ainda não foram contaminadas não estarão dispostas a se confrontar com algo que não tem saída, nem salvação. Do terror das campanhas se foge. Da fatalidade se tenta escapar. Qualquer racionalidade é vista como absurda ou como heroísmo sem futuro. É necessário comunicar a toda a sociedade que a ciência avançou e avança e que os dias da AIDS estão contados. A esperança não é um ato de irracionalidade, é uma esperança que anda de braços dados com a vida e com a solidariedade. Viver sob o signo da morte não é viver. Se a morte é inelutável, o importante é saber viver, e para isso é importante reduzir o vírus da AIDS à sua real dimensão: um desafio a ser vencido. É fundamental, portanto, reafirmar que esse vírus não é mortal. Mortais somos todos nós. Isso sim é o inelutável e faz parte da vida. Texto de Herbert de Sousa – “Betinho”. (Em uma folha separada responda e entregue as questões abaixo) 1 - Comente o texto dando ênfase a pontos como “grupo de risco”, “comportamento de risco”, “cura da AIDS”, “preconceito” e “medidas preventivas”. 2 – “É fundamental, portanto, reafirmar que esse vírus não é mortal. Mortais somos todos nós”. Comente, do ponto de vista biológico essa afirmação. 20 Capítulo 3 – Bactérias São organismos unicelulares, procariontes (sem núcleo) e podem viver isoladas ou em colônias. Podem ser heterótrofos ou autótrofos (algas azuis ou cianobactérias). Habitam os mais diversos meios e podem ser de vida livre ou parasitas. - Organização Estrutural Cápsula: Mais comuns em bactérias patogênicas e possui várias funções como proteção contra a fagocitose e desidratação e aderência as superfícies. É composta de polissacarídeos e proteínas. Parede Celular: Por ser rígida é responsável pela forma da bactéria. Composta por açúcares e aminoácidos. Fornece proteção à estrutura celular. Membrana Celular: Delimita o meio interno do externo de acordo com a concentração da célula através dos transportes de membrana devido à permeabilidade seletiva (difusão, difusão facilitada, osmose e transporte ativo). Composta por lipídios e proteínas, como toda membrana celular, segue o modelo do “mosaico fluido”. Citoplasma: Massa gelatinosa. Formada principalmente por água. Inclusões citoplasmáticas: Imersas no citoplasma e podem ser moléculas de amido, glicogênio, lipídios, pigmentos. Ribossomos: Única organela presente em células procariontes, com função de síntese protéica. Material Genético: ácido nucléico (DNA e RNA) que fica imerso no citoplasma. Nos procariontes, é definido como uma massa denominada nucleóide. Plasmídeo: Molécula de DNA circular (adicional), que fornece plasticidade genética. Possuem funções metabólicas variadas, tal como os “plasmídeos R”, que fornecem mecanismos de resistência aos antibióticos. Mesossomo: Invaginação da membrana plasmática. Área de intensa atividade enzimática e local de ancoragem do material genético. Flagelo: Presente em apenas algumas bactérias. Tem função de locomoção. Fímbrias ou Pili: Cerdas com função de unir as bactérias para a reprodução. - Classificação: Arranjo Bacteriano Cocos: Esféricas. Medem aproximadamente 0,5µm de diâmetro. Podem arranjar-se de diversas maneiras: cocos, diplococos, estafilococos, estreptococos e sarcina. Bacilos: Cilíndricas ou em forma de bastão. Com ou sem flagelo. Medem de 0,5µm a 20µm de comprimento. Espiral: Formato espiralado ou de saca-rolhas. Espiroquetas não possuem flagelo e espirilos possuem flagelo. 21 Endósporos: Formam-se dentro da célula e são exclusivos das bactérias. Possuem parede espessa e resistem às alterações físicas e químicas do ambiente (calor, desidratação, desinfetante). Comuns nos gêneros Clostridium e Bacillus. 22 - Tipos de Reprodução Assexuada: Sem recombinação do material genético. Pode ocorrer por bipartição ou cissiparidade. 1. Divide o material genético. 2. Duplica o mesossomo. 3. Divide a célula. Sexuada: Recombinação do material genético. Transformação: A bactéria absorve fragmentos de DNA exógeno e os incorpora ao seu material genético. Conjugação: Transferência de material genético de uma bactéria para outra, através de uma ponte citoplasmática. 23 Transdução: A bactéria é infectada por um vírus e há transporte de material genético de uma bactéria para outra através do vírus. - Bactérias Gram-positivas e Gram-negativas Classificação feita de acordo com a coloração da bactéria, após aplicação de uma técnica conhecida como Coloração de Gram. Bactérias Gram-positivas: coram-se em AZUL. Bactérias Gram-negativas: coram-se em ROSA. Gram-positivas: Parede celular rica em peptidoglicano(que confere maior resistência), o que a torna mais espessa. Exemplos: Bacillus cereus (intoxicações alimentares), Bacillus anthrasis (antraz) Gram-negativas: Parede mais fina, portanto com menos peptidoglicano, mas possuem uma composição mais complexa. Possuem uma membrana que reveste a parede celular formada por fosfolipídios, lipoproteínas e lipopolissacarídios. Esses lipídeos podem atuar como antígeno, causando febre, diarréia, hemólise (causando choque, que pode ser fatal). Exemplos: Yersinia pestis (peste), Salmonella (gastroenterites), Shigella (infecção intestinas), Escherichia coli (entero-hemorrágica) e Pseudomonas (infecção de pouca importância e comuns como a otite do nadador). 24 – Coloração de Gram Formulada por Christian Gram em 1884. 1. Esfregaço. 2. Fixação (no fogo). 3. Coloração com cristal violeta (1 a 2 minutos). 4. Coloração com iodo ou lugol (1 minuto). 5. Primeira lavagem com água. 6. Tratamento com solvente (5 a 10 segundos de álcool). 7. Segunda lavagem com água. 8. Coloração com safranina ou fucsina (1 a 2 minutos) para contraste. 9. Terceira lavagem com água. 10. Secar e observar ao microscópio. – Mecanismos de ação dos antimicrobianos 1. Inibição da síntese da parede celular: Elevado índice terapêutico. Impede a ligação entre as moléculas de peptidoglicanos, ocasionando uma perda na rigidez da parede celular e a degradação da parede. Exemplo: Penicilinas, Ampicilinas e Cefalosporinas. 2. Ligação à membrana citoplasmática: Baixa toxicidade. Alteram a permeabilidade da membrana. São bons contra bactérias Gram-negativas, porque agem também na membrana externa. Exemplos: Polimixinas e Ionóforos. 3 – Inibição da síntese de ácidos nucléicos e proteínas (DNA, RNA e ribossomos). Bloqueiam a duplicação, a transcrição e a tradução. Exemplos: Novobiocina, Rifampicina, Tetraciclina e Eritromocina. 25 – Resistência Microbiana Resistência O uso indiscriminado de antimicrobianos exerce uma enorme pressão seletiva para a manutenção e ampliação da resistência bacteriana. Tipos de Resistência Natural: A bactéria não possui a estrutura ou a via metabólica alvo. Ex: Mycoplasma pneumonae. Adquirida: São ocasionais diante da pressão seletiva sobre as bactérias. Podem ocorrer por mutações ou recombinações que ocorrem durante a reprodução sexuada. Mecanismos de Resistência Impermeabilidade à droga: Parede impermeável ao composto. Ex: Mudança no diâmetro das porinas. Alteração do sítio de ação do antimicrobiano: Um gene bacteriano pode atuar para modificar um alvo, tornando-o menos vulnerável a determinado antimicrobiano. Um gene transportado por plasmídeo codifica uma enzima que inativa os alvos ou altera a ligação dos antimicrobianos. Ex: Mudança na forma das porinas, alteração da forma das enzimas que codificam os ácidos nucléicos assim o antibiótico não se liga a enzima. Inativação Enzimática: Bactérias possuem enzimas que quebram determinados antibióticos. Ex: As enzimas β-lactamases hidrolisam as ligações do anel beta- lactâmico dos antibióticos. Bombeamento para o meio: Efluxo da droga por transporte ativo. 1- Complete a figura abaixo com os nomes das estruturas indicadas: Exercícios 26 2 – Dê o nome das formas bacterianas representadas abaixo: _______________________ ________________________________ _________________________ _____________________________________ _______________________________ ______________________ 3 - A Escherichia coli é um procarionte. Isto significa que: a) É parasita obrigatório. b) Não apresenta ribossomos. c) Não apresenta núcleo organizado. d) Não apresenta DNA como material genético. e) Nunca apresenta parede celular. 4 - As bactérias apresentam os mecanismos de transferência de genes, transformação, transdução e conjugação, que aumentam a diversidade genética. Com relação a esses processos, assinale a afirmativa CORRETA. a) A transdução consiste na transferência de fragmentos de DNA diretamente de uma bactéria doadora para uma receptora. 27 b) A conjugação ocorre pela transferência de fragmentos de DNA de uma bactéria para outra por meio de vírus (bacteriófagos). c) A transformação bacteriana se dá pela absorção de fragmentos de DNA que estão dispersos no ambiente, provenientes de bactérias mortas e decompostas. d) A transdução é um processo em que o material genético é transferido através de um canal que conecta duas bactérias denominado “pêlo sexual” ou “pili”. 5 - A figura representa o desenho esquemático de uma célula bacteriana. Como todo ser vivo, este também se reproduz e transmite as informações genéticas à sua descendência, através do seu DNA. A alternativa que cita os dois componentes celulares bacterianos que contêm DNA é: a) Nucleóide e mesossomo. b) Parede celular e plasmídio. c) Plasmídio e nucleóide. d) Fímbrias e ribossomo. e) Membrana plasmática e mesossomo. 6 – Explique a conjugação bacteriana. _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ 28 7 – Qual a cor das bactérias gram-positivas e gram-negativas (respectivamente) após a técnica da Coloração de Gram? _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ 8 – Dê 2 exemplos de bactérias gram-negativas e as doenças causadas por elas. _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ 9 – Explique o modo de ação da Penicilina. _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ 10 – Explique o modo de ação das Polimixinas. _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ 11 – Quais são os tipos de resistência microbiana. _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ 29 Superinteressante – Junho / 1994 ANTIBIÓTICOS X BACTÉRIAS: A CORRIDA DO SÉCULO Os antibióticos estão perdendo terreno para as bactérias, que estão cada vez mais resistentes. Lúcia Helena de Oliveira Os antibióticos estão perdendo a competição para as bactérias. Em 1928, eles dispararam na frente e prometiam acabar com todas as infecções. Agora, começam a derrapar e já se deixam ultrapassar. O quadro é preocupante. Já há quem fale no fim da era dos antibióticos. É preciso buscar outros tipos de remédio. Numa experiência, cientistas ingleses misturaram duas espécies de bactérias, a Staphylococcus aureus e a Enterococcus. A primeira era quase imbatível, porque já tinha deixado para trás os mais de 200 tipos de antibióticos conhecidos, com exceção de um deles, a Vancomicina. A segundaespécie, por sua vez, sabia o que fazer para derrotar justamente a tal Vancomicina — e foi esse segredo que transmitiu às Staphylococcus aureus, passados alguns dias de convivência em tubo de ensaio. Isso aconteceu há dois anos, em um laboratório da Faculdade de Medicina de Londres, na Inglaterra. Mas não há rastros do estudo, a não ser uma pilha de papéis, relatando o ocorrido. Pois os pesquisadores ficaram tão aterrorizados com o que viram — um micróbio capaz de vencer qualquer remédio — que tocaram fogo no material utilizado. Afinal, Staphylococcus é um dos germes mais comuns nas infecções dos cortes cirúrgicos. Em tese, se não puder ser combatido, uma reles operação de apêndice passará a oferecer graves riscos. O pior é que os médicos têm certeza: mais dia, menos dia, numa manobra genética, a bactéria aprenderá sozinha a se defender da Vancomicina. É só uma questão de tempo. Desde que Alexander Fleming descobriu o primeiro antibiótico, a penicilina, em 1928, o homem e a bactéria disputam uma corrida — e a liderança da competição vem se alternando o tempo todo. A previsão, porém, é de que os antibióticos, as drogas milagrosas do século XX, terminem vencidos pela bactéria, um dos seres mais primitivos na face da Terra. Se isso de fato acontecer, a humanidade fará uma viagem no tempo em marcha à ré: voltará à era em que mulheres morriam de parto por causa de contaminação no sangue, quando uma simples infecção de ouvido infantil podia se metamorfosear numa terrível meningite e pequenos cortes, às vezes, provocavam até complicações fatais. Ninguém imaginaria um cenário tão funesto, há pouco mais de dez anos. No início dos anos 80, a impressão que se tinha era de que, para quase todo mal, havia remédio. Especialmente, em casos de infecções bacterianas, já que triunfavam os antibióticos — medicamentos cujo nome significa “antivida”, mas que, na realidade, só agem sobre Atividade com Texto 30 bactérias. Assim, a ciência médica se declarou vitoriosa e voltou para casa cedo demais. Hoje em dia, não existe absolutamente uma única bactéria que não seja capaz de se desviar, na melhor das hipóteses, de dois antibióticos. Algumas espécies, aliás, já derrotam os mais importantes grupos dessas drogas. A bactéria pode ser comparada a um carro de F-1, que não largou na frente, mas acabou dominando a prova. Atualmente, dois em cada sete novos casos de tuberculose no planeta são provocados por micróbios ultra-resistentes. Por isso, 5% dos tuberculosos acabam morrendo, mesmo em países do chamado Primeiro Mundo. Na África do Sul, por sua vez, ainda nos anos 70, apareceram as primeiras versões de Pneumococos resistentes a remédios. Estas bactérias geralmente estão envolvidas nas inflamações de ouvido que acometem as crianças e nas meningites. Pois bem: nos primeiros anos 80, as Pneumococos resistentes chegaram à Europa e, pouco depois, desembarcaram nos Estados Unidos. Segundo o Centro de Controle e Prevenção de Doenças deste país, só no ano passado 13 300 americanos morreram em hospitais, vitimados por essa espécie imbatível. “Os germes resistentes se espalham por toda a Terra, em menor ou maior prazo”, adverte o infectologista Antonio Carlos Campos Pignatari, professor da Escola Paulista de Medicina, que passou dois anos na Universidade de Iowa, Estados Unidos, investigando bactérias resistentes. “A situação é muito séria.” De volta ao Brasil, Campos Pignatari continuou perseguindo esses micróbios, em diversas pesquisas. De acordo com o médico, ironicamente, o fenômeno da resistência é provocada pelo próprio antibiótico. Cada dose é uma bela chance para as bactérias resistentes crescerem e aparecerem. Pignatari mostra uma plaquinha de vidro, dessas usadas em microscópio, e explica: “Aqui, cabem bilhões de bactérias. E, como em qualquer população, há diferenças entre os indivíduos. Do mesmo modo como existem pessoas loiras e morenas, baixas e altas, gordas e magras — todas igualmente seres humanos —, numa colônia de bactérias de uma mesma espécie devem existir aquelas com alguma característica, capaz de torná-las resistentes”. O antibiótico mata ou paralisa os exemplares que não possuem a marca da resistência. Com corantes, Pignatari pode enxergar na lâmina uma minoria reluzente, que resistiu ao medicamento. “Isso sempre acontece, em qualquer infecção”, conta. “Mas, claro, no caso de uma simples amigdalite, a gente supõe que as próprias células de defesa do organismo consigam destruir os micróbios que insistem em viver”, exemplifica. “Portanto, o fim dos antibióticos não preocupa tanto, nas infecções simples. O problema é quando o paciente está debilitado, como quem se encontra numa UTI. Ou, sobretudo, quando a bactéria cai na corrente sangüínea, como ocorre nos cortes infeccionados.” Então, sem freios, a turma de micróbios restante começará a se reproduzir. Uma única bactéria deixa nada menos do que 16,7 milhões de herdeiros, em 24 horas. Nessa situação, o quadro típico é o do paciente que começa a melhorar após as primeiras doses de antibiótico; em seguida, tem uma recaída fatal. O pior é que as sobreviventes são capazes de ensinar a outras bactérias o truque para enfrentar as drogas com as quais competem como fez a Enterococcus ao chegar perto da Staphylococcus aureus, naquela experiência inglesa, realizada há dois anos. Os micróbios se encostam como em um abraço. Daí abrem-se poros nas membranas, por onde a bactéria resistente passa um plasmídeo da resistência ao outro germe. Plasmídeo é um pedaço circular de DNA, que as bactérias costumam desprender. Foi desse jeito, por exemplo, que o micróbio causador da cólera se tornou resistente aos antibióticos 31 comuns: em um encontro casual, ele ganhou o gene da resistência de certas bactérias inofensivas, habitantes do intestino. Afinal, por causa do local privilegiado onde vivem, essas bactérias entram em contato com todos os antibióticos orais que uma pessoa ingere no decorrer da vida. Logo, aprendem a se defender de todos eles. E, eventualmente, transmitem a estratégia genética a outros germes. Os micróbios podem também antecipar eventuais confrontos. Em um trabalho realizado pela equipe chefiada por Pignatari, na Escola Paulista de Medicina, os pesquisadores testaram a reação de bactérias Pseudomonas — outro terror dos hospitais — diante de amostras de um dos últimos hits em matéria de antibióticos. Mais precisamente, o remédio analisado era a chamada Cefalosporina de terceira geração. Por trás do nome imponente, estava a esperança da indústria farmacêutica de colocar um remédio tremendamente eficaz no mercado. Na época, há dois anos, o medicamento nem estava disponível nas prateleiras das farmácias. Mas, danadas, as bactérias simplesmente ignoraram o novo adversário. “Elas desenvolvem mecanismos para ficar fora do alcance de uma série de moléculas parecidas”, explica a supervisora farmacêutica da equipe, Irani Lúcia Leme. “Desse modo, nunca ficam resistentes a um antibiótico apenas, mas a um grupo de antibióticos. A possibilidade de se criar uma droga eficaz diminui, porque sua molécula teria de ser completamente diferente de tudo o que as bactérias já conhecem.” Segundo Irani, as dificuldades são tantas que, muitas vezes, as bactérias obrigam os médicos a tirar medicamentos do fundo do baú. É o que fez, recentemente, a Acinetobacter, micróbio que fixa residência nas mãos. Daí são capazes de pular para lençóis, seringas, esparadrapos — em última análise, para o organismo de um paciente. Às vezes, aliás, sua origem é a mão do próprio. Se o pior acontece, isto é, se a bactéria causa uma infecção, só há uma arma para combatê-la, uma droga criada nos anos 50, a polimicina B — que foi logo aposentada, por causa dos efeitos colaterais, extremamente tóxicos. Mas, no caso atual, é o único remédio. Irani e seus colegas encontrarama Acinetobacter em nove dos principais hospitais paulistanos — privados e públicos —, em um hospital de Campinas, em São Paulo; em outro, na Paraíba. Uma das tarefas da pesquisadora é organizar um banco de bactérias, que atualmente reúne cerca de 2 000 colônias de micróbios resistentes, capturados em diversos hospitais. Os germes são conservados, vivos, em minúsculos frascos, com leite desnatado. Assim, toda vez que ocorre um surto de infecção hospitalar, investigam-se os genes das bactérias causadoras e se fazem comparações com a bagagem genética dos germes da coleção. É possível, assim, descobrir a origem do micróbio e elaborar teorias sobre como foi parar em determinada enfermaria. “Esse tipo de estudo é fundamental para evitar novas infecções”, opina o infectologista Carlos Alberto Pires Pereira, do Hospital São Paulo, um dos pioneiros em controle dos antibióticos no Brasil. Desde 1989, antes de receitarem algum dos antibióticos presentes numa lista de dezoito dessas drogas — os mais caros e mais potentes —, os médicos do hospital consultam Carlos Alberto Pereira. “Naquele primeiro ano de controle, 17,5% dos pedidos de receita foram recusados, por serem inadequados”, lembra o médico. “Ou os antibióticos não eram necessários ou o tipo escolhido estava errado para aquele determinado paciente.” Consertando esses enganos, sugerindo aos colegas alternativas de tratamento para evitar a droga solicitada, Pereira vem obtendo uma economia de 250 000 dólares 32 por ano. “Este, no entanto, não é o principal objetivo do controle. Sua maior função é impedir a proliferação das bactérias resistentes.” A Organização Mundial de Saúde estima que metade das prescrições de antibióticos são inoportunas e, como se sabe, cada vez que se toma um desses remédios na hora e na dose erradas, aumentam as chances de micróbios resistentes se desenvolverem. Às vezes, no entanto, o antibiótico entra no organismo de carona nos alimentos. Pois os animais de criação recebem, em média, trinta vezes mais dessas drogas do que os seres humanos. A razão disso não é só prevenir doenças: os remédios fazem os bichos crescer mais depressa, o que interessa aos criadores. O resultado é que as chamadas infecções alimentares — confundidas muitas vezes com intoxicações — podem ser fatais. A bactéria salmonela encontrada na carne é praticamente indestrutível por medicamentos. Como esses germes são freqüentes, a sorte das pessoas é que o calor do cozimento consegue liquidá-los. Em um bife mal passado, porém, mora o perigo. Nos Estados Unidos, no ano passado, 6 milhões e meio de pessoas caíram doentes, após uma refeição; 500 000 morreram, entre elas, três crianças que comeram hambúrguer contaminado na famosa rede Jack-in-the-Box. Será que não haveria uma droga milagrosa, capaz de resolver esses casos? É difícil responder. Até meados dos anos 80, os farmacologistas tinham sempre um novo antibiótico guardado na manga, prontinho para ser lançado. Mas, em 1990, foi aprovado um único antibiótico novo; em 1991, cinco; em 1992, três, no ano passado, apenas um. “É sempre muito difícil desenvolver um remédio”, defende o farmacêutico Lauro Moretto, da Universidade de São Paulo. “Em vez de lamentar, as pessoas deveriam comemorar que, ao menos, apareceu mais uma droga, para combater as infecções.” A questão é que, por melhores que sejam, 5.os antibióticos novinhos em folha.5 não são eficientes por mais do que cinco anos — vida média calculada para esse tipo de droga, hoje. “Antigamente, até surgirem bactérias com sinais de resistência a uma droga, demorava uns dez anos”, comenta o infectologista André Vilela Lomar, do Hospital Albert Einstein, em São Paulo. “Agora, a saída passageira é associar antibióticos, na tentativa de um reforçar o efeito do outro.” No futuro, a solução poderá ser encontrada no meio do mato — ao menos, é nisso que aposta o farmacêutico Jayme Sertié, da USP. Famoso por caçar matérias-primas para medicamentos nas plantas, Sertié acredita que as espécies vegetais contêm substâncias antimicrobianas. “Os antibióticos atuais são extraídos de fungos ou outras bactérias”, explica. “São, na realidade, verdadeiros venenos produzidos para servir de defesa contra espécies de micróbios inimigos. Eles têm várias semelhanças e só uma planta poderia conter uma molécula de estrutura completamente diferente, capaz de pegar as bactérias de surpresa.” 33 Outra linha de pesquisa é cancelar a corrida bactérias versus remédios. Estes seriam substituídos por outros micróbios. Faz sentido. Bactérias resistentes não são sinônimas de superbactérias. “Se fosse assim, elas seriam maioria”, raciocina Pignatari, da Escola Paulista de Medicina. “No entanto, sempre estão em minoria e só têm chance de proliferar quando as menos resistentes desaparecem, em razão dos antibióticos.” A idéia é que, na competição bactérias versus bactérias que existe naturalmente no organismo humano — o ecossistema dos micróbios —, as menos resistentes às drogas teriam alguma vantagem biológica, ainda desconhecida, que as tornariam mais capazes de colonizar e ocupar o lugar das resistentes. Ou seja, é bactéria desalojando bactéria. “Por isso, há quem imagine aplicar nos pacientes um spray de germes inofensivos, nos pontos do organismo mais sujeitos à invasão de micróbios resistentes”, conta o infectologista. “Assim, eles não achariam espaço para formar colônias e causar doenças.” Ninguém prevê o desaparecimento absoluto dos antibióticos. Mas daqui para a frente seu uso deverá ser limitado. (Em uma folha separada responda e entregue as questões abaixo) 1 – Explique o experimento realizado na Faculdade de Medicina em Londres, envolvendo duas espécies de bactérias. 2 – Antibióticos podem ser utilizados para combater doenças causadas por vírus? Justifique sua resposta. 3 – Através de qual mecanismo estudado as bactérias do experimento citado no texto conseguiram trocar o gene que conferiu resistência a uma delas? 4 – Por que é tão difícil criar um antibiótico que seja eficaz por muito tempo? 5 - Um pesquisador, procurando relacionar o uso de antibióticos com o desenvolvimento de resistência das bactérias, fez a seguinte afirmação: “As bactérias desenvolveram resistência aos antibióticos, devido ao uso frequente e indiscriminado no tratamento das infecções.” Essa teoria não é mais aceita atualmente. Como você explicaria o fenômeno em questão? 34 Capítulo 4 - Fungos A MICOLOGIA refere-se ao estudo do Reino Fungi, o qual inclui os seres eucariontes, heterótrofos (por absorção), aclorofilados e que habitam os mais variados ambientes, principalmente aqueles com temperaturas elevadas e ricos em umidade. Podem ser uni (ex: leveduras) ou pluricelulares (ex: fungos filamentosos). Existem, aproximadamente, 200.000 espécies descritas das quais apenas 100 são patogênicas aos vegetais e animais. Saprófitos: Alimentam-se absorvendo matéria orgânica em decomposição. Parasitas: Vivem associados a outros organismos vivos, dos quais retiram os meios para sua sobrevivência, prejudicando o organismo parasitado. Neste grupo estão os fungos causadores de micoses. Organização Estrutural Possuem as mesmas organelas das células eucariontes animais, exceto por algumas particularidades como: Parede celular de quitina (carboidrato presente no exoesqueleto de artrópodes). Reserva de glicogênio (carboidrato com função de reserva energética para as células animais, armazenado nos músculos e fígado). TIPOS DE HIFAS Não septadas: cenocíticas. Septadas: monocariótica e dicarióticas. Célula Talo Hifa Micélio 35 Reprodução Pode ser assexuada ou sexuada. A maioria dos fungos patogênicos são conhecidos por não apresentarem a fase sexuada. A reprodução assexuadapode ocorrer por liberação de esporos assexuados (conídios), brotamento ou fragmentação. A B Brotamento em leveduras. Fragmentação das hifas. Formação de esporos Esporos assexuados: esporos vegetativos os quais as células filhas são idênticas às células parientais. Esporos sexuados: são formados a partir da união de hifas especializadas, havendo a recombinação; há a união de núcleos haplóides (n) que formam um zigoto (2n). Classificação dos Fungos FICOMICETOS Hifas cenocíticas. Nunca formam corpo de frutificação. Micélio ramificado e desorganizado. Algumas hifas formam rizóides absorventes. Formam esporângios que produzem esporos (mitóticos). 36 A grande maioria dos ficomicetos vive como decompositores, mas podem ser aquáticos ou terrestres, unicelulares ou pluricelulares Neste grupo é conhecido o bolor preto do pão que pertence ao gênero Rhizopus. ASCOMICETOS Hifas septadas monocarióticas. Micro e macroscópicos. Podem formar corpo de frutificação conhecido como ascocarpo que produzem esporos, os ascósporos. Exemplos: Saccharomyces, Penicillium, Aspergillus, Tuber (trufas). 37 BASIDIOMICETOS Hifas dicarióticas. Formam corpo de frutificação conhecido como basidiocarpo, que produzem esporos, os basidiósporos. Os esporos germinam e formam hifas unicarióticas. Duas hifas aproximam-se e fundem uma célula que passa a ter dois núcleos. Essa célula formará o corpo de frutificação. Exemplos: Champignon, Amanita, Polyporus (“orelha de pau”). 38 DEUTEROMICETOS (“Fungos Imperfeitos”) São fungos cuja reprodução sexuada é desconhecida. Incluem neste grupo aqueles causadores de micoses (fungos dimórficos – fase leveduriforme). Ex: Candidíase. Importância dos fungos Industria alimentícia: produção de pães, bolos, bebidas, iogurtes, queijos. Algumas espécies de fungos são comestíveis. São decompositores da matéria orgânica. Produção de medicamentos. Interesse médico, por causarem doenças em vegetais e animais. 39 Medicamentos antifúngicos Os antifúngicos são usados para tratamento de infecções causadas por fungos. Estes organismos podem infectar: pele, unhas, trato genital, respiratório e digestivo. Os antifúngicos tópicos estão disponíveis em cremes, pomadas, pós, líquidos ou xampus. Os antifúngicos sistêmicos podem ser administrados por ingestão ou intravenosos. 1 – Que tipos de hifas se come quando é ingerido o bolor comum e o champignon? _____________________________________________________ _____________________________________________________ 2 – Considerando-se a estrutura das células dos fungos, cite duas características fundamentais desse grupo. _____________________________________________________ _____________________________________________________ 3 – O Reino Fungi possui milhares de espécies, entre elas fungos de importância ecológica e/ou econômica. a) Explique, sucintamente, por que os fungos, juntamente com as bactérias heterotróficas, são ecologicamente tão importantes. _____________________________________________________ _____________________________________________________ b) Por que alguns fungos como Aspergillus flavus que crescem em sementes estocadas de milho, trigo e amendoim, são danosas á saúde humana mesmo depois do fungo ter sido eliminado dessas sementes? _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ c) Planta ou animal? Os fungos não são nem uma coisa nem outra. Cite uma característica dos fungos que se assemelha aos animais e uma outra que se assemelha às plantas. _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ Exercícios 40 4 - Cite alguns benefícios e prejuízos causados pelos fungos ao homem. _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ 5 - Como é que o fungo consegue se espalhar pelo ambiente? _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ 7 - (UFBA) Encontra-se, às vezes, em certos ambientes, pedaços de pão recobertos por bolor. Explica-se esse fato porque o bolor representa: a) uma colônia de bactérias que se desenvolveu a partir de uma única bactéria que contaminou o pão. b) o levedo usado no preparo do pão, que se desenvolveu e tomou uma coloração escura. c) um agrupamento de microrganismo que aparecem no pão, por geração espontânea. d) um conjunto de fungos originados de esporos existentes no ar e que se desenvolveram no pão. e) o apodrecimento da farinha utilizada no fabrico do pão. 8 - (Mackenzie-SP) Assinale a alternativa incorreta a respeito dos fungos. a) Existem espécies parasitas. b) Existem alguns tipos unicelulares. c) Possuem reprodução sexuada e assexuada. d) Tem nutrição heterotrófica. e) As suas hifas contêm basicamente celulose. 9 - Informe o modo pelo qual os cogumelos digerem os alimentos necessários à sua sobrevivência. _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ 10 - No processo de fabricação do pão, um ingrediente indispensável é o fermento, constituído por organismos anaeróbicos facultativos. a) Que organismos formam o fermento? _____________________________________________________ _____________________________________________________ b) Por que o fermento faz o pão crescer? _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ 41 Revista Veja 16 / 08 / 2000. “O MAIOR SER VIVO” Cientistas descobrem em uma floresta dos Estados Unidos um fungo gigantesco que ocupa área equivalente a 47 estádios do Maracanã. Bia Barbosa Atividade com Texto 42 (Em uma folha separada responda e entregue as questões abaixo) 1- “Os fungos constituem um Reino a parte entre os seres vivos”. Comente esta afirmação com base em que você aprendeu sobre as características do grupo. 2- De acordo com a descrição do fungo Armillaria ostoyae, qual a sua classificação? Justifique. 3- O texto comenta sobre o fato do fungo descoberto não ser estimado em escala. Discuta com base na característica morfológica e disseminação dos fungos. 4- O que significa “os cogumelos são apenas a ponta do iceberg”? 5- Refletindo sobre a nutrição dos fungos, relacione com a sua importância ecológica? 6- Por que os cientistas afirmam que se trata de um único ser? Reflita sobre os elementos científicos que permitem este diagnóstico. 43 Capítulo 5 – Doenças Causadas por Vírus, Bactérias e Fungos Os vírus são agentes infecciosos diminutos, constituídos por ácido nucleico e proteína. Os vírus podem parasitar bactérias, fungos, plantas e animais. Como são acelulares, só têm metabolismo quando estão no interior de células hospedeiras específicas, não existe consenso entre os cientistas quanto ao fato de poderem ou não ser classificados como seres vivos. O tratamento de doenças causadas por vírus dependerá do agente causador e das regiões acometidas sendo utilizadas medidas paliativas até que o vírusseja eliminado naturalmente do organismo ou prevenir complicações para melhor qualidade de vida ao paciente, quando o vírus permanece no organismo. A maioria das doenças conhecidas e graves causadas por vírus pode ser prevenida pela vacinação. As bactérias e os fungos exercem diversas funções ecológicas, como decompositores; e podem se relacionar com outros organismos, tanto de forma harmônica (quando ambos têm benefícios na interação), quanto desarmônica. Nesse último caso, podem parasitar a espécie humana. Cerca de metade das doenças humanas são provocadas por bactérias. Essas infecções ocorrem, geralmente, pela inalação ou ingestão e suas manifestações são variadas. Pele, sistema respiratório e sistema digestório são algumas das regiões que podem ser acometidas. A prevenção da maioria dessas doenças pode ser feita por meio da vacinação e adoção de medidas específicas, como lavar as mãos com frequência, e lavar e/ou ferver os alimentos antes de ingeri-los. Existem fungos que produzem toxinas que podem eliminar bactérias, como a penicilina produzida pelo Penicillium e serviu de ponto de partida para a criação de novos antibióticos. É importante lembrar que, no entanto, tais remédios, quando mal administrados, podem provocar a seleção de bactérias mais resistentes, possibilitando a piora do quadro da pessoa acometida e, favorecer cepas de “superbactérias”. Por esse motivo, é que os antibióticos e antifúgicos só devem ser utilizados quando são solicitados pelos médicos, nas doses e com a frequência de uso indicada. A lista abaixo contém alguns exemplos de doenças causadas por vírus, bactérias e fungos: VÍRUS Doença Contágio Ciclo de Vida Profilaxia Hidrofobia (Raiva) Mordida de animais (cães, gatos, morcegos). Doença mortal. O vírus penetra pelo ferimento da mordida (se encontra na saliva do animal), atinge o cérebro, onde se multiplica causando danos irreversíveis ao sistema nervoso. Vacinar anualmente cães e gatos, a partir de 03 meses de idade. Retirada de cães e gatos das ruas, pois estes não têm donos e dificilmente serão vacinados. Gripes e Resfriados Gotículas de saliva no ar ou pelas roupas e objetos contaminados. Atacam as vias respiratórias superiores, raramente atingem os pulmões. Causam dores de cabeça. A gripe espanhola (começo do século) e asiática (anos 50) são casos de gripes que mataram milhões de pessoas. Em casos de epidemias devem ser feitas vacinações em massa como medida 44 preventiva. Dengue Picada do mosquito, penetração com a saliva do Aedes aegypti. Provoca febre, dores musculares e hemorragias generalizas, podendo ser fatal. Tais sintomas variam de acordo com a cepa do vírus. Único combate é a destruição das larvas do mosquito que se desenvolvem em água parada em pneus velhos, latas e caixas d’água destampadas. Febre Amarela Picada do mosquito, penetração com a saliva do Aedes aegypti. O vírus, pelo sangue, vai até o fígado, rins ou baço causando erupção na pele, náuseas e hemorragias nos órgãos. Vacinação e combates aos focos que favorecem o desenvolvimento das larvas do mosquito (água parada). Poliomielite (Paralisia Infantil) Vírus penetram pela boca e se reproduzem no intestino. Os vírus chegam ao sistema nervoso pela corrente sangüínea afetando as células nervosas causando paralisia e atrofia muscular geralmente nos membros inferiores (pernas). Vacinação é o melhor meio de se evitar a doença. Caxumba Gotículas de saliva no ar expelidas pelo doente, ou pelas roupas e objetos contaminados. Os vírus atacam principalmente as glândulas salivares que ficam inchadas. Pode haver agravamento da caxumba se os vírus atingirem os testículos, os ovários ou o cérebro. Vacinação é o melhor meio de se evitar a doença. A I D S O contágio se dá por relações sexuais, transfusões de sangue e uso de seringas e agulhas compartilhadas. Atacam os linfócitos T-CD4 (helpers). Os vírus se ligam ás proteínas presentes nos linfócitos. O mais novo tratamento da doença é o COQUETEL TRÍPLICE. O coquetel é formado por AZT e 3TC (inibidores da enzima trascriptase reversa), e uma droga conhecida com inibidora da protease. 45 BACTÉRIAS Doença Bactéria Transmissão Sintomas Tétano Clostridium tetani (bacilo) Ferimentos profundos, provocados por objetos contaminados. Enrijecimento muscular. Tuberculose Mycobacterium tuberculosis (bacilo de Koch) Saliva, catarro. Tosse, expectoração, cansaço, sudorese noturna. Lepra Mycobacterium leprae Secreções em contato com narinas, boca e pele. Lesões cutâneas, perda da sensibilidade e manchas na pele. Disenteria bacilar Shigella disenteriea Contaminação fecal de alimentos. Febre, cólicas, e diarréia. Peste Yersinia pestis Picada de pulgas de ratos. Inflamação e ruptura de gânglios linfáticos (bulbões). Cólera Vibrio cholerae Contaminação fecal da água e alimentos. Diarréia e forte desidratação. Leptospirose Leptospira isterohemorrhagiae Ferimentos e mucosas em contato com águas contaminadas por urina de ratos. Febre, dores musculares e lesão hepática. Meningite meningocócica Neisseria meningitidis Secreções nasobucais Febre, vômito e rigidez na nuca. FUNGOS Doença Fungo Transmissão Sintomas Candidíase Candida albicans Relações sexuais e contato com mucosas lesionadas Corrimentos brancos, coceira, vermelhidão nos órgãos sexuais e ardência ao urinar. Na forma oral surgem aftas brancas. Aspergilose Pulmonar Aspergillus fumigatus Água e alimentos contaminados. Tosse com sangue, expectoração e falta de ar. Dermatofitose ou micose. Trichophyton sp., Microsporum sp. Contato direto Lesões escamosas, manchas avermelhadas ou brancas etc. 46 1- (UnB-DF) A dona-de-casa deve encher os latões de ferro e a caixa-d´água rapidamente para não desperdiçar água. Depois, a água é estocada e usada para beber, para fazer comida, lavar louça, tomar banho – e expor a família ao risco de pegar dengue. É isso mesmo: na casa de todas as família dos dois conjuntos, a água parada nos baldes – sem qualquer proteção para evitar que seja contaminada – transforma-se em piscina para o Aedes aegypti, que já infectou dezessete pessoas da comunidade desde janeiro. Falta água e sobra dengue no Guará II. In: Correio Brasiliense, 19 maio 1999 (com adaptações). Acerca do assunto desenvolvido no texto, julgue os seguintes itens: ( ) A dengue caracteriza-se pelo aparecimento de febres altas e fortes dores no corpo, podendo causar a morte. ( ) O simples contato do Aedes aegypti com a água parada torna-a contaminada e, portanto, potencial transmissora da dengue. ( ) Para “evitar que seja contaminada” pelo Aedes aegypti a água estocada nos recipientes referidos no texto, é suficiente fervê-la antes da estocagem. ( ) O homem é hospedeiro no ciclo do Aedes aegypti. 2- (Fuvest-SP) Os antibióticos atuam contra os agentes causadores das seguintes doenças: a) tuberculose, coqueluche e hepatite. b) tuberculose, sífilis e gripe. c) tétano, sífilis e gripe. d) tuberculose, coqueluche e sífilis. e) coqueluche, sífilis e sarampo. 3- (Fuvest-SP) A tabela seguinte apresenta algumas doenças, seus sintomas, formas de transmissão e agentes transmissores: Doenças Sintoma Transmissão por Agente transmissor Tétano Febre e rigidez muscular I II III Febre alta, tosse e manchas vermelhas na pele Contato com indivíduos portadores da enfermidade IV Cólera V Ingestão de águaou alimentos contaminados Bactéria A tabela estará corretamente preenchida quando os espaços I, II, III, IV e V forem substituídos por: Exercícios 47 I II III IV V a) Feridas produzidas por objetos sujos. Bactéria Sarampo Vírus Diarréia e vômitos b) Feridas produzidas por objetos sujos. Vírus Sarampo Vírus Febre alta e dores de cabeça c) Penetração ativa através da pele e mucosas Protozoário Meningite Vírus Diarréia e vômitos d) Ingestão de água ou alimentos contaminados Bactéria Meningite Bactéria Febre alta e dores de cabeça e) Ingestão de água ou alimentos contaminados Bactéria Malária Bactéria Alterações do sistema nervoso Definir uma doença causada por vírus, bactérias ou fungos (aguardar a orientação do professor). Pesquisar o microrganismo causador, as formas de transmissão, os sintomas, o diagnóstico, os tratamentos e as medidas profiláticas da doença escolhida. Preparar uma apresentação para a sala. Entregar a apresentação e o trabalho teórico (seguindo regras da ABNT). *Esta atividade é definida por orientação do professor durante o semestre, tal com as datas e conteúdo dos seminários. Seminários* 48 Capítulo 6 – Introdução a Imunologia A IMUNOLOGIA refere-se ao estudo dos mecanismos pelos quais o organismo é capaz de reconhecer e eliminar substâncias heterólogas ou antígenas (estranhas a sua composição química). Estuda a resposta imune mediada pela relação entre Antígeno – Anticorpo (Ag-Ac). Neste contexto, há um conjunto de células, tecidos, órgãos e moléculas que os humanos e outros seres vivos usam para a eliminação de agentes ou moléculas estranhas, inclusive o câncer, com a finalidade de se manter a homeostasia do organismo. A imunologia é uma ciência recente. Sua origem é atribuída a Edward Jenner, que, em 1796, verificou proteção induzida pelo cowpox (vírus da varíola bovina) contra a varíola humana, nomeando tal processo da vacinação. No entanto, é sabido que, na antiguidade, os chineses já inalavam o pó das crostas secas das pústulas de varíola ou as inseriam em pequenos cortes na pele, em busca de proteção. Os mecanismos fisiológicos do sistema imune consistem numa resposta coordenada de células e moléculas diante dos organismos infecciosos e dos demais ativadores, o que leva ao aparecimento de respostas específicas e seletivas, inclusive com memória imunitária, que pode ser criada artificialmente, através das vacinas. FORMAS DE IMUNIDADE O sistema imune é composto pelo sistema inato (não específico) e o sistema imune adquirido (específico - protege contra re-exposição ao mesmo patógeno). SISTEMA IMUNOLÓGICO INATO É primeira linha de defesa contra organismos invasores. Trata-se do conjunto de formas de imunidade que nasce com o indivíduo, sem necessidade de introdução de substâncias ou estruturas no organismo. Via de Entrada de Patógenos Vias aéreas (gotículas inaladas). Trato gastro intestinal (água ou alimentos contaminados). Trato reprodutivo (contato físico). Epitélio externo (contato físico, ferimentos ou arronhões, picadas de insetos). Quando os patógenos penetram na pele, a imunidade inata entra em ação através de células fagocitárias (realizam a fagocitose, processo de digestão intracelular de partículas). Barreiras Mecânicas Anatômicas Pele e mucosas, muco do intestino, oscilação dos cílios bronco-pulmonares. Ácidos graxos no suor inibem o crescimento de bactéria. Ácido clorídrico do estômago. Lisozimas e fosfolipases encontrados na lágrima, saliva e secreção nasal podem destruir a parede celular da bactéria e dissolver as membranas bacterianas. Flora natural compete por nutrientes com a flora patogênica e impede que haja colonização de tecidos. 49 Barreiras Humorais e Celulares Lesão e penetração de patógenos em tecidos provoca a inflamação aguda (edema e o recrutamento de células fagocitárias). Com o aumento da permeabilidade vascular e recrutamento de células fagocitárias formam-se complexos antígeno-leucócito, antígeno-anticorpo que se ligam na superfície do patógeno). Células da Resposta Imunológica Inata São aquelas que estão presentes e prontas para serem mobilizados em uma infecção qualquer ou lesão tecidual. Macrófagos: apresentadores de antígenos (tecidos). Monócitos: presentes no sangue periférico (diferenciam em macrófagos). Neutrófilos: fagócitos circulantes. Natural Killer (NK): citotoxidade celular (citocinas). Eosinófilos: controla resposta inflamatória pela liberação de histamina. SISTEMA IMUNOLÓGICO ADAPTATIVO OU ADQUIRIDO ADAPTATIVA requer tempo para reagir contra um patógeno. Trata-se da memória imunológica, pelo reconhecimento de moléculas específicas e reage rápido à exposição subseqüente do mesmo organismo. IMUNIDADE PASSIVA São introduzidos no organismo anticorpos já prontos que atuam diretamente contra antígeno (geralmente toxinas). No entanto pode haver casos em que a imunidade é transferida da mãe para o feto através da transferência placentária ou transferência pelo colostro, nestes casos não há memória imunológica prolongada. Ex: Soros anti-rábico, anti-ofídico, anti-aracnidíco (quando há mordida ou picada de animais peçonhentos). IMUNIDADE ATIVA Refere-se à imunidade produzida pelo organismo após exposição aos antígenos. Estimula o mecanismo de memória imunológica (produção de linfócitos T e B de memória) devido ao processo de apresentação de antígenos. Ex: Vacinas – inoculação de antígeno atenuado (vivo e não patogênico) ou de antígeno inativado (fragmentos do vírus ou bactéria). Resposta imunológica a partir da vacinação. 50 Anticorpos: proteínas chamadas de imunoglobulinas (Ig) presentes no sangue que são produzidas a partir dos linfócitos (tipo de leucócito). É produzido a partir do contato com um antígeno (especificidade). Estrutura do Anticorpo TIPOS DE ANTÍGENOS Fazem parte da estrutura de vírus, bactérias fungos ou toxinas produzidas por seres vivos. Podem ser substâncias produzidas por organismos da mesma espécie (antígenos de órgãos transplantados, grupos sanguíneos). COMPOSIÇÃO DO SANGUE E SISTEMA IMUNE Adulto: em média, 5 litros de sangue. Elementos sanguíneos: hemácias (glóbulos vermelhos; eritrócitos ricos em hemoglobina que tem afinidade e transporta O2 no organismo); leucócitos (glóbulos brancos; células de defesa do organismo); plaquetas (proteínas ou fragmentos anucleados que atuam na coagulação sanguínea); plasma (parte líquida do sangue). TIPOS DE LEUCÓCITOS Os leucócitos promovem a proteção do organismo de duas maneiras, a primeira delas é a fagocitose, sendo responsável pela destruição direta dos antígenos; a segunda é através de anticorpos e sensibilização de linfócitos contra os antígenos. Os leucócitos são diferenciados pelo formato do núcleo, pela presença de grânulos no citoplasma (granulócitos: neutrófilos, eosinófilos e basófilos) ou não (agranulócitos: linfócitos e monócitos). Os granulócitos ficam armazenados no interior da medula óssea e quando requisitados, são liberados no sistema circulatório. 51 Tipos de leucócitos presentes no organismo. Os linfócitos são classificados em “T” e “B”. Os linfócitos T possuem um ciclo de vida maior, podendo chegar a anos, formando-se na medula óssea e migrando posteriormente até o timo. Os linfócitos B vivem menos, algumas semanas, e também são formados na medula óssea e, quando estimulados, migram para o tecido conjuntivo, convertendo-se em plasmócitos, produtores de anticorpos. MEDULA ÓSSEA Tecido hematopoiético gelatinoso que preenche a cavidade interna de vários ossos e
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