introdução a microbiologia e resistencia bacteriana

Prévia do material em texto

Microbiologia 1º bimestre
Introdução a microbiologia
Microrganismos: forma de vida que não pode ser visualizada sem auxílio de um microscópio
Reino monera seres unicelulares, como bactérias
Reino protista seres unicelulares, eucariotos como protozoários e algas eucariontes
Reino fungi seres uni ou pluricelulares, eucariotos como fungos elementares e fungos superiores
	Microrganismos podem ser:
	Unicelulares: células únicas bactérias, leveduras, algas e protozoários
	Multicelulares: grupos de células fungos filamentosos, algas
	Acelulares: não constituídos por células vírus
Nomenclatura dos microrganismos:
Nomes científicos são escritos no latim
Dois nomes: o primeiro é o gênero e o segundo é o epíteto específico
Devem ser escritos em itálico ou serem grifados
Bactérias 
Unicelulares
Procariotos (material genético não envolto por membrana nuclear)
Apresentam várias formas, dentre ela: bastonetes, cocos, espirilos e vibrios
Podem apresentar arranjos: pares, cadeias, cachos
Parede celular de peptídeoglicano, um carboidrato complexo
Reprodução por fissão binária
Grande diversidade nutricional, quanto a fonte de carbono e energia
Podem apresentar motilidade: flagelos
Alguns gêneros formam endósporos, que são estruturas de resistência 
Fungos
Eucariotos
Podem ser macroscópicos ou microscópicos
Não realizam fotossíntese
Parede celular de quitina, um polissacarídeo
Uni ou pluricelulares
Pluricelulares: fungos filamentosos (formam longos filamentos, denominados hifas, que se ramificam e expandem, formando uma massa visível chamada MICÉLIO) ou bolores
Unicelulares: leveduras
Reprodução: sexuada ou assexuada
Nutrição: geralmente heterotróficos
Leveduras: envolvidas na produção de alimentos e bebidas, antibióticos, enzimas e biorremediação de poluentes
Vírus
Muito pequenos e somente visíveis ou microscópio eletrônico
Possuem somente q tipo de ácido nucleico (DNA ou RNA)
Parasitas intracelulares obrigatórios (não tem vida independente)
Induz a célula hospedeira a síntese de novos vírus
Ausência de metabolismo, produção de energia, crescimento e reprodução 
Estruturas muito simples: material genético envolvido por capa proteica (capsídeo) e em alguns casos por camada lipídica (envelope)
Teoria celular: Robert Hooke - descobertas das células todas as coisas vivas são compostas por células
Antos van Leeuwenhoek: 1º a observar microrganismos microscópio com lentes de aumento de mais de 400 vezes
Teoria da biogênese: Louis Pasteur microrganismos no ar podiam contaminar substâncias estéreis
Micróbios X doenças humanas
Microbiota normal grande variedade de microrganismos; produzem vitamina K e algumas vitaminas do complexo B
Biofilme microrganismos atados uns aos outros em uma superfície geralmente sólida; Proteção de membrana e mucosas; Próteses podem gerar infecção 
Doenças infecciosas invasão de um hospedeiro susceptível por um patógeno
Doenças infecciosas emergentes doenças novas ou modificações de doenças já existentes; aumento de incidências: mudanças evolutivas dos microrganismos, disseminação para outras áreas geográficas, exposição a agentes novos ou incomuns
Bactérias: morfologia e micro-organelas
Cocos: geralmente redondos, mas podem ser ovais ou achatados em uma das extremidades diplococos (cocos que permanecem em pares após a divisão), em cadeia (estreptococos) e aglomerados
Bacilos: bastonetes simples diplobacilos, em cadeia, cocobacilos
Espiral: possuem uma ou mais curvaturas, nunca são retas vibriões, espirilos e espiroquetas
Espirilo: possuem forma helicoidal, como um saca-rolha e corpo bastante rígido
Espiroqueta: forma helicoidal e flexível
Vibriões: bastões curvos
Glicocálice
“Revestimento de açúcar” que envolve a célula produzido dentro da célula e secretado para a superfície celular
Polímero viscoso situado externamente a parede celular
Composição: polissacarídeo e/ou polipeptídeo composição varia amplamente entre as espécies
Cápsula: substância organizada e firmemente aderida a parede celular contribuem para a virulência bacteriana, pois protegem a bactéria patogênica do mecanismo de fagocitose do hospedeiro
Streptococcus pneumoniae causa pneumonia apenas quando as células se encontram protegidas por uma cápsula polissacarídica 
Camada limosa: substância não organizada e fracamente aderida a parede celular
Proteção: fagocitose pelas células do hospedeiro 
Componente importante dos biofilmes, pois ajuda a bactéria a se fixar ao seu ambiente alvo e umas as outras (quando funciona assim, o glicocálice é chamado de substância polimérica extracelular - SPE) SPE protege as células dentro do glicocalice, facilita a comunicação entre elas e permite a sobrevivência celular pela fixação a varias superfícies em seu ambiente natural
Através da fixação, as bactérias conseguem crescer em diversas superfícies 
Glicocalice também pode proteger as células contra a desidratação e sua viscosidade pode inibir o movimento de nutrientes para fora da célula
Flagelo
Longos apêndices filamentosos que fornecem mobilidade celular
Atríquias: sem flagelos
Peritríqueos: toda a célula contém flagelos
Polares: um ou ambos os polos da célula possuem flagelos
Monotríqueos: possuem 1 único flagelo
Lofotríqueos: possuem um tufo de flagelos em uma extremidade
Anfitríqueos: possuem flagelos em ambas as extremidades
Um flagelo é constituído por 3 porções básicas:
Filamento: longa região mais externa com diâmetro constante e possui a proteína globular flagelina
Gancho/Alça: proteína mais larga, onde o filamento se adere
Corpo basal: ancora o flagelo a parede celular e a MP pequena haste central inserida em uma série de anéis a rotação do corpo basal é o que move as células
Bactérias gram-negativas possuem 2 pares de anéis, sendo que o par mais externo está ancorado a parede celular e o mais interno, a membrana plasmática
Cílios e flagelos das bactérias procarióticas são menos complexos que os cílios e flagelos das bactérias eucarióticas
Filamento axial/endoflagelos
Espiroquetas: estrutura e mobilidade exclusiva através do filamento axial
Feixe de fibrilas que se originam nas extremidades das células sob uma bainha externa e fazem um espiral em torno da célula
Estrutura similar a dos flagelos
A rotação dos filamentos produz um movimento da bainha externa, o que impulsiona as espiroquetas em um movimento espiral (≈ saca-rolhas)
Fímbrias e pili
Numerosos apêndices filamentosos, de natureza proteica, muito mais curtos e finos que os flagelos consistem em uma proteína denominada pilina distribuída de modo helicoidal em torno de um eixo central
Fímbrias: facilitam a aderência da bactéria a substratos sólidos ou aos tecidos dos organismos parasitados podem ocorrer nos polos bacterianos ou podem estar homogeneamente distribuídas tem a tendência a se aderirem umas as outras e as superfícies, por isso estão envolvidas na formação de biofilmes
Pili: normalmente são mais longos que a fímbrias e ocorrem em par ou único por célula envolvidos na transferência conjugativa de material extra-cromossomal em bactérias (DNA) e também na motilidade celular (motilidade pulsante)
Pili de conjugação: o pilus se conecta com um receptor de superfície de outra bactéria de sua própria espécie ou espécie diferente, estabelecendo contato físico para transferência de material genético. O material genético (DNA) compartilhado pode adicionar uma nova função a célula receptora, como uma resistência ou habilidade de degradar o seu meio com mais eficiência 
Neisseria gonorrhoeae gonorreia fímbrias auxiliam na colonização de mucosa
Material nuclear (nucleóide)
Uma única molécula circular de DNA que determina as características da célula e comanda suas atividades
Pequenas moléculas de DNA circulares chamadas plasmídeos
Não é o plasmídeo!!!
Citoplasma
Solução aquosa (80%) com consistência de gel, na qual estão suspensostodos os componentes internos
Local onde ocorre as reações químicas envolvidas, por exemplo, na síntese de componentes celulares a partir dos nutrientes
Ribossomos
Pequenos corpos granulares, com os quais ocorre a síntese de proteínas
Movem-se livremente pelo citoplasma
Compostos por duas subunidades, formados por RNA e proteínas
Grânulos de inclusão
Grânulos que funcionam como depósito de reserva de substâncias insolúveis (reserva energética)
Parede celular
Estrutura complexa e semirrígida presente na maioria das bactérias conhecidas, exceto em micoplasmas e algumas Archaea
Principal função da parede celular bacteriana é prevenir a ruptura da célula quando a pressão de água dentro é maior do que fora
Mantém a forma
Ponto de ancoragem para flagelos
Uma das estruturas mais importantes nas células bacterianas (manutenção da forma do microrganismo)
Barreira de proteção contra determinados agentes físicos e químicos externos
Contribui para a capacidade de alguns microrganismos causarem doenças 
Local de ação de alguns antibióticos
Parede celular de eucariotos é mais simples, menos rígidas e diferente quimicamente quando comparadas a dos procariotos
COMPOSIÇÃO: peptídeoglicano, que é um dissacarídeo repetitivo ligado por polipeptídios para formar uma rede que circunda e protege a célula
Moléculas alternadas de NAG (N-acetilglicosamina) e NAM (N-acetilmurâmico) são ligadas em filas de 10 a 65 açúcares para formar um esqueleto de carboidrato, as filas adjacentes são ligadas por polipeptídios 
Sempre inclui cadeias laterais de tetrapeptídeos, que consistem em 4 aminoácidos ligados ao NAM no esqueleto
Cadeias laterais paralelas de tetrapeptídeos podem ser ligadas diretamente umas as outras por uma ponte cruzada peptídica
Os aminoácidos ocorrem de modo alternado de formas D e L padrão único
Penicilina interfere na interligação final das fileiras de peptídeoglicano através das pontes cruzadas peptídicas 
Coloração de Gram
2 grandes grupos: Gram positivos e Gram negativos
Baseia-se nas diferenças estruturais das paredes celulares gram-positivas e gram-negativas
Objetivos: acompanhar o isolamento das amostras e determinar o tipo de antibiótico que deve ser utilizado em diferentes infecções 
Reagentes utilizados:
Cristal violeta corante primário que cora células gram-positivas e gram-negativas de púrpura, pois penetra no citoplasma dos dois tipos celulares
Solução de iodo (mordente) forma cristais com o corante, os quais são muito grandes para escapar pela parede celular 
Lavagem com álcool-acetona agente descolorante (etapa que diferencia gram-positivos e gram-negativos) descora seletivamente alguns tipos de célula o álcool desidrata o peptídeoglicano das células gram-positivas para torná-la mais impermeável ao cristal violeta-iodo, já nas células gram-negativas, o álcool dissolve a membrana externa e deixa pequenos buracos na fina camada de peptideoglicano, pelos quais o cristal violeta-iodo se difunde
Safranina contra corante que deixa as células rosa/avermelhadas. Esse corante, embora seja absorvido por bactérias gram-positivas e gram-negativas, ele caracteriza bactérias gram-negativas, pois o corante roxo-escuro previamente absorvido pelas células gram-positivas mascara a safranina
Existem células gram-variáveis, que são células gram-positivas que apresentam reposta gram-negativa (geralmente estão mortas) ou gram-negativas que apresentam reposta gram-positiva (em menor quantidade) 
Capacidade das paredesem reterem os corantes utilizados
Álcool serve para dissolver lipídeos e desidratar as células 
Gram positivos
Camada de peptideoglicana mais espessa estrutura rígida
Complexo cristal violeta + iodo se liga a componentes presentes na parede celular, que possuem na sua composição magnésio e ácidos ribonucleicos, formando um complexo de difícil remoção
Corante + parede celular formam um complexo de alto peso molecular que não consegue difundir de volta para o meio externo durante a lavagem com álcool
Gram negativos
Uma camada fina de peptideoglicano 
Camada externa composta por lipopolissacarídeos, lipopoliproteinas e fosfolipídeos 
Membrana externa de natureza lipídica 
Ao utilizar álcool, a membrana externa das bactérias é solubilizada e, como a camada da parede celular é fina, o complexo cristal violeta-iodo é capaz de se difundir, deixando a célula descorada
Aplicando a safranina (fucsina), a célula adquire a cor rosada do novo corante (contra-corante)
Acetona consegue arrastar os complexos de alto peso molecular, o que possibilita a descoloração da célula
Crescimento bacteriano
Definição: aumento do número de células
Quando se consegue visualizar o crescimento a olho nu, considera-se uma colônia 
Há continuidade da geração (genes)
Entendimento leva a desenhos de controle
Antibioticoterapia: inibir o crescimento, congelar a multiplicação e deixar o sistema imune dar conta depois 
A célula bacteriana é uma máquina para síntese
Há transformação de energia, biossíntese de pequenas moléculas e polimerização 
Fatores necessários para o crescimento
Fatores físicos: temperatura (método mais eficiente para conter um microrganismo é o aumento de temperatura), pH, pressão osmótica (pode levar a citólise)
Fatores químicos: carbono, nitrogênio, enxofre, fósforo, oxigênio 
Temperatura
O pico da curva representa o crescimento ótimo
Hipertermófilos ou termófilos extremos possuem temperatura ótima de crescimento de 80 ºC (microrganismos membros das arqueias). A maioria desses organismos vivem em fontes termais associadas a atividade vulcânica
Temperatura atua no sistema enzimático
Classificados em 3 grupos:
Psicrotróficos: crescem em baixa temperatura (4-8 ºC)
Mesófilos: crescem em temperaturas moderadas (patogênicas 36 ºC)
Termófilos: crescem em altas temperaturas
pH
Medida de acidez ou alcalinidade de uma solução
Microrganismos: crescem melhor em uma faixa de neutralidade (6,5-7,5)
Efeito dos ácidos nos microrganismos: há maior gasto de energia para manter o pH intracelular; há desnaturação de proteínas e DNA; alterações da atividade das enzimas responsáveis pelas atividades vitais das células; diminui multiplicação 
A alcalinidade também inibe o crescimento microbiano, mas raramente é utilizada para conservar alimentos
Pressão osmótica
Microrganismos obtêm a maior parte de seus nutrientes da água presente no meio ambiente, portanto, requerem água para seu crescimento
O aumento da pressão osmótica serve para remover a água necessária para a célula
Plasmólise: perda osmótica de água ou encolhimento do citoplasma
O crescimento da célula é inibido à medida que a membrana plasmática se afasta da parede celular
Peixe salgado, mel e leite condensado são preservados pelo mecanismo de pressão osmótica o meio é hipertônico em relação ao microrganismo
Halófilos extremos são organismos que se acostumaram com meios hipertônicos podem ser obrigatórios ou facultativos
Se o meio é hipotônico, alguns microrganismos podem ser lisados, por terem parede celular relativamente frágil 
Carbono
Necessário para todos os compostos orgânicos que constituem uma célula viva, por isso, é tão importante quanto a água
Metade do peso seco de uma célula típica bacteriana é composta por carbono
Nitrogênio, enxofre e fósforo
Além do carbono, as células microbianas precisam de outros elementos químicos para síntese de material celular
Síntese de proteínas, DNA e RNA
Quando o carbono do meio acaba, as bactérias passam a fazer degradação de outros compostos
Além desses, microrganismos requerem quantidades muito pequenas de outros elementos minerais, como ferro, cobre, molibdênio e zinco, os quais são chamados de elementos-traços a maioria é essencial para o funcionamento de algumas enzimas (cofator) naturalmente presentes na água de torneira
Oxigênio
Presença de O2 aeróbios, aeróbios facultativos e anaeróbios facultativos
Ausência de O2 anaeróbios, aeróbios facultativos e anaeróbios facultativos
Microrganismo estritossomente sobrevivem na ausência ou presença de oxigênio 
Microrganismos anaeróbios são, geralmente, facultativos
Aeróbios obrigatórios encontram-se em desvantagem, visto que o O2 é pouco solúvel na água de seu ambiente, por esse motivo, muitas bactérias aeróbias tem desenvolvido a capacidade de crescerem na ausência de oxigênio 
Atmosfera modificada: substituição parcial ou total do O2 por outros gases, como CO2 e nitrogênio 
Bactérias microaerófilas: são aeróbias e requerem oxigênio. Entretanto, crescem somente em concentrações de oxigênio inferiores as do ar tolerância limitada é devida a sua sensibilidade aos radicais superóxidos e peróxidos que são produzidos em concentrações letais sob condições ricas em oxigênio não crescem nem onde o oxigênio é abundante e nem onde é muito estrito 
Aeróbio obrigatório
Anaeróbio
Aeróbio facultativo
Microaerófilo
Aerotolerante 
Diferença entre aerotolerante e aeróbio facultativo é a quantidade de oxigênio 
Biofilmes
Microrganismos vivem em comunidades, denominadas biofilmes (possuem mais de 1 tipo de microrganismo, ao contrário do que vemos no crescimento dentro do laboratório)
Síntese de matriz polimérica feita essencialmente de polissacarídeos, DNA e proteínas
Organizada como uma comunidade funcional trocas de benefícios não muito diferentes do que as que acontecem em organismos multicelulares comunidade funcional coordenada
Camada fina e viscosa envolvendo bactérias fixadas em uma superfície
Resistência a antibioticoterapia a estrutura do biofilme não deixa o antibiótico penetrar para atacar as bactérias
Um biofilme pode proteger bactérias da dessecação, do sistema imune corporal, além dos antibióticos 
A proximidade entre os microrganismos em um biofilme pode facilitar a transferência de material genético por conjugação, por exemplo
Biofilme cresce em qualquer superfície plana dente, prótese, cateter 
Como se fosse um campo de proteção 
Um biofilme começa a se formar quando uma bactéria de vida livre se fixa em uma superfície. Essa bactéria não cresce em uma monocamada uniforme, pois isso ocasionaria acúmulo de resíduos tóxicos e falta de nutrientes na parte mais profunda, por isso, as bactérias crescem em formatos que parecem pilares com canais entre eles, pelos quais a agua pode retirar resíduos e deixar nutrientes (sistema circulatório primitivo)
Fissão binária
Aumento da população ocorre em PG
Processo: seleção dos nutrientes (substratos adequados) e divisão binária
Divisão binaria:
Crescimento de uma célula individual ocorre até esta atingir aproximadamente o dobro do seu tamanho normal, quando então formam uma partição que separa em duas células
Célula filha recebe uma cópia do cromossomo completo e cópias suficientes de todas as macromoléculas existentes
Produção de duas células filhas equivalentes
A célula nova possui cromossomo completo e nutrientes suficientes para iniciar o ciclo
O tempo para um ciclo completo é variável:
Ex.: E. coli 20 min, Micobactérias 13-15 horas
Crescimento microbiano é o aumento do número de indivíduos e não o aumento de tamanho de uma determinada célula
Reprodução: é a perpetuação das espécies de bactérias pelo processo de divisão binária
Formato bactéria: antes peptideoglicano orientava a formação; hoje proteínas recém-identificadas orientam, semelhante a actina (eucariontes)
Síntese de peptideoglicano 
Formação de nova parede sem perda de integridade
Pequenos poros autolisinas (enzimas que atuam sobre o peptideoglicano durante o crescimento bacteriano no sentido de romper seus componentes em pontos específicos) possibilitam transporte passivo de nutrientes
Corte da antiga e inserção de novas moléculas
Bactoprenol molécula carreadora de precursores do peptideoglicano
Altamente hidrofóbico (atravessar a membrana)
Curva de crescimento
Fases de desenvolvimento de uma cultura bacteriana
Adaptação, desenvolvimento (crescimento), extinção de nutrientes e morte
Fases: lag, exponencial (log), estacionária e morte
Fase lag: período de adaptação e intensa atividade metabólica (síntese de enzimas e moléculas), mas sem aumentar o número da população (pouca ou ausência de divisão), essa fase ocorre porque microrganismos não se reproduzem imediatamente em um novo meio. Ela pode durar de 1 hora até vários dias. Quando ela é longa é porque o inoculo foi pequeno ou a cultura é velha ou meio e temperatura estão desfavoráveis. Ela pode inexistir fase de adaptação na qual o microrganismo faz uma análise do meio no qual ele está inserido.
Fase log: fase logarítmica. Divisão geométrica de razão 2. Fatores determinantes do crescimento. Há consumo de nutrientes com bastante eficiência e reprodução. Fase de maior intensidade metabólica. O tempo de geração é constante, por isso a representação logarítmica da fase log é uma reta.
Fase estacionária: a velocidade de reprodução diminui e o número de mortes microbianas e o de divisão celular se tornam equivalentes e a população se estabiliza. A causa de interrupção de crescimento exponencial não é sempre clara, mas pode ser por conta do esgotamento de nutrientes, acúmulo de resíduos/metabólitos e mudanças no pH danosas as células.
Fase de declínio: a quantidade de nutrientes é mínima e a quantidade de metabólitos é máxima. O número de microrganismos que morrem é maior que o número de microrganismos que nascem. Há queda no crescimento bacteriano. É lenta ou exponencial.
Morte bacteriana = perda irreversível da capacidade de reprodução
Algumas espécies passam por todas as fases em dias, outras mantêm células sobreviventes indefinidamente
Curva diáuxica 
Crescimento em meio contendo mais de uma fonte de energia. Utiliza preferencialmente uma fonte do que outra
Duas fontes de carbono
Após o término da primeira, inicia-se uma nova curva
Controle do crescimento bacteriano
Inibição: limita o crescimento bacteriano
Esterilização: morte ou remoção de todos os microrganismos vivos aquecimento é o mais comum
Líquidos e gases podem ser esterilizados por filtração 
Alguns endósporos são resistentes ao calor
Bacteriostático inibição não deixa divisão celular ocorrer
Bactericida morte ou destruição dos microrganismos
Agentes físicos:
Calor: tempo de redução decimal (relaciona-se com a resistência bacteriana ao calor); tempo em minutos em que 90% dos microrganismos em uma dada temperatura será destruída
Calor seco: destrói através do efeito de oxidação das moléculas; metal, vidro, óleos e pós; chama direta em alças de inoculação 
Calor úmido: ampla penetração nos materiais; fervura é um tipo de “esterilização” por calor úmido (alguns endósporos e vírus podem resistir a fervura); autoclavação quanto maior a pressão, maior a temperatura; destrói microrganismos, principalmente, por conta da desnaturação de proteínas, causada pela quebra de pontes de H
Pasteurização: sobrevivência de muitos microrganismos
Refrigeração: maioria dos microrganismos podem crescer; 5ºC máximo alguns dias; mecanismo bacteriostático 
Congelamento: indisponibilidade de água, microrganismos podem ser congelados
Secagem: ausência de água inibe enzimas; alimentos, superfícies, roupas
Radiação: luz UV mais efetiva contra vírus, pouca penetração (mais usado para ambientes)
Radiação ionizante (raio X e gama): deslocamento de elétrons, criando íons (formas tóxicas de oxigênio); esterilização de plásticos e equipamentos; alimentos para imunocomprometidos 
Filtração: utilizado para materiais sensíveis ao calor; membranas com poros de tamanho variável; líquidos e ar
Agentes químicos (avaliação da ação e concentração inibitória mínima e difusão em ágar):
Desinfetantes e antimicrobianos
Ação sobre as proteínas, membranas (surfactantes e umectantes), outros componentes celulares, vírus
Agentes: sabões, detergentes, metais pesados, álcoois, agentes oxidantes (rompem as pontes de dissulfetos das proteínas), agentes alquilantes (destruição de ácidos nucleicos)
Metabolismo bacteriano
Reações catabólicas produzem energia geralmente reaçõesde hidrólise
Reações anabólicas utilizam energia geralmente reações de síntese por desidratação 
Metabolismo primário: todos os organismos possuem (catabolismo e anabolismo) captação de glicose
Metabolismo secundário: somente microrganismos possuem; produzem produtos de interesse industrial (enzimas extracelulares, antibióticos); acúmulo e excreção quando acaba a glicose, o microrganismo ativa o metabolismo secundário
Fase lag: ativa metabolismo primário 
Fase log: ativa metabolismo primário
Fase estacionaria: metabolismo secundário 
Enzimas: altamente específicas; fazem todas as reações bioquímicas dentro da célula; catalisadores biológicos (aceleram as reações químicas); a maioria das enzimas é hidrolítica
Componentes das enzimas:
Componente proteico apoenzima parte inativa
Componente não-proteico cofator (íons)/coenzima (algumas derivadas de vitaminas)
Fatores que influenciam a atividade enzimática:
Temperatura
pH
Concentração de substrato
Inibidores 
Catabolismo
Reações de oxidação (remoção de elétrons de um átomo ou molécula) e reações de redução (adição de elétrons em um átomo ou molécula)
A energia liberada pelas reações catabólicas é armazenada dentro da célula na forma de ATP ocorre fosforilação do ADP
Quimiotróficos: oxidação de compostos orgânicos ou inorgânicos 
Fototróficos: obtenção de energia através da luz
Catabolismo de carboidratos
Uso de moléculas orgânicas quimioheterotróficos (microrganismos que obtêm energia e carbono de fontes orgânicas)
Carboidratos são a principal fonte de carbono e energia
Principal molécula glicose
Quimioheterotróficos possuem 2 mecanismos de obtenção de energia:
Respiração: possui substância inorgânica como receptor final de elétrons 
Aeróbia: O2
Anaeróbia: NO3
Fermentação: utiliza molécula orgânica como receptor final de elétrons 
Respiração e fermentação se iniciam com o mesmo passo glicólise
Respiração Celular:
Ocorre oxidação completa da molécula de glicose, diferentemente da respiração anaeróbia
Etapas: glicólise, ciclo de Krebs, fosforilação oxidativa
Glicólise: etapa preparatória e de preservação de energia; oxidação da glicose a ácido pirúvico, com a produção de algum ATP e energia contida em NADH
O NAD + é reduzido e há produção conjunta de duas moléculas de ATP pela fosforilação 2 ATPs são utilizados e 4 ATPs são formados saldo final 2 ATPs
Via pentose-fosfato: via complexa com gasto de ATP tem como objetivo a gliconeogênese, síntese de precursores de DNA e RNA e o fornecimento de intermediários da glicólise 
A glicose pode ir para estocagem glicogênio, amido e sucrose; pode ir para a via das pentoses e formar ribose-5-fosfato; ou ir para a glicólise (oxidação) e produzir piruvato
Ciclo de Krebs:
Série de reações bioquímicas nas quais grande quantidade de energia química potencial armazenada em acetil-CoA é liberada, através de reações de oxidação-redução, com transferência de elétrons e coenzimas transportadoras (NAD e FAD)
A respiração aeróbia completa o ciclo de Krebs e a respiração anaeróbia não completa
Ocorre em aerobiose dascarboxilação total da glicose
Em procariotos ocorre no citoplasma
Comum ao metabolismo de glicídios, lipídios e protídios 
Objetivo: oxidar acetil-CoA em CO2 e H2O
Alguns de seus intermediários são utilizados para a síntese de outros compostos (anabolismo)
Oxaloacetato pirimidinas (DNA)
Alfa-cetoglutarato arginina (aa precursos de várias proteínas bacterianas)
Succinato citocromos (fica na membrana citoplasmática)
Malato lipídeo 
Produtos importantes: NADH e FADH2 maiores fornecedores de elétrons possuem a maioria da energia originalmente armazenada na glicose
Cadeia transportadora de elétrons:
Sequência de moléculas transportadoras que são capazes de oxidação e redução
Membrana plasmática
Ocorre nas cristas mitocondriais proteínas de membrana plasmática 
Variações na composição da cadeia transportadora de elétrons de bactéria para bactéria
Energia liberada formação de gradiente de prótons na membrana
Moléculas transportadoras: flavoproteínas, citocromos, ubiquinonas (coenzima Q)
Quimiosmose: mecanismo de síntese de ATP utilizando a cadeia de transporte de elétrons; a energia liberada quando uma substância (prótons H+) se move ao longo de um gradiente é utilizada para sintetizar ATP; é responsável pela maior parte do ATP gerado na respiração 
38 ATP procarioto
36 ATP eucarioto
Oxigênio como aceptor final de elétrons 
Respiração anaeróbia quimioheterotróficos
Receptor final de elétrons não é o oxigênio 
Muitos procariotos
Parte do ciclo de Krebs não funciona
Menor rendimento energético depende dos microrganismos e da via metabólica 
Transformar NADH e FADH2 em energia 
Aceptor final de elétrons NO-3; SO2-4; CO2-3
1 NADH → 2 ATP
1 FADH2 → 1 ATP
Utiliza nitrato ou sulfato como aceptores finais de elétrons essencial para ciclo do nitrogênio e enxofre na natureza
Os anaeróbicos tendem a crescer mais lentamente que os aeróbicos, pois uma parte do ciclo de Krebs não funciona e nem todos os transportadores participam da cadeia transportadora de elétrons/respiratória rendimento não é tão alto quanto o da respiração aeróbia 
	Aeróbio 
	Anaeróbio 
	Receptor Final de Elétrons → Oxigênio
Ciclo de Krebs Completo
Cadeia Transportadora de Elétrons (aceptor final: O2) – Fosforilação oxidativa
	Receptor Final de Elétrons → Não Oxigênio (H2, S2)
Ciclo de Krebs Incompleto
Cadeia Transportadora de Elétrons (aceptor final: Não O2) – Fosforilação oxidativa
Fermentação quimioheterotróficos
Liberação de energia a partir de moléculas orgânicas 
Não requer oxigênio
Não requer cadeia transportadora de elétrons e nem ciclo de Krebs
Molécula orgânica como receptor final de elétrons
Baixa produção de ATP 2
Tipos de fermentação: lática (acido lático) e alcoólica (álcool) 
Quando acaba a glicose, o carbono é retirado de aa e proteínas ativação de metabolismo secundário 
Fermentação não é necessariamente anaeróbica, mas bactérias anaeróbicas obrigatoriamente são fermentadoras
Fermentação homolática: ácido lático é o único produto final formado; indústria de laticínios queijo, iogurtes
Fermentação heterolática: ácido lático, CO2 e etanol são formados como produtos finais; produção de apenas 1 ATP
Fermentação alcoólica: produção de etanol; conversão de NADH em NAD+; processos industriais; Saccharomyces cerevisae, Zymomonas
Fermentação de aminoácidos: arginina, glicina, clostridium
Dependendo do tipo de microrganismo, ele tem um produto final
A maioria das bactérias produzem CO2
 
Quimioautotróficos
Utilizam elétrons de compostos orgânicos reduzidos como fonte de energia e CO2 como principal fonte de energia
Fonte de energia: oxidação de compostos químicos inorgânicos 
Variedade de compostos químicos utilizados H, S, Fe, N
Cadeia transportadora de elétrons na membrana
Formação de gradiente de prótons síntese de ATP
Receptor de elétrons variado
Fotoautotróficos
Energia luminosa energia química (ATP) conversão do CO2 em açúcar 
Cianobactérias e algas: pigmentos para absorção de energia luminosa clorofila, bacterioclorofilas, carotenoides, ficobilinas, ficocianinas, ficoeritrinas
Cada pigmento absorve energia luminosa com determinado comprimento de onda
Anabolismo 
Biossíntese de polissacarídeos:
Importância: constituintes celulares, reserva energética
Glicogênese: síntese a partir de PEP (sintetizado a partir do OAA)
Pentoses: ribonucleotideo redutase converte ribose em desxirribose (após a síntese de nucleotídeos)
aa: importantes para a síntese de proteínas 
Grupamento amino: precursos nitrogênio orgânico (NH3) glutamato
Ciclo de Krebs: fornecedor dos precursores da síntese de aa
Reações de aminacao (adicionado ao acido pirúvico) e transaminação (oriundo de um aa pré-existente)
Transaminação retira grupamento amina e transloca ele para um grupamento inorgânico 
Biossíntese de lipídeos:
Produzem enzimas extracelulares lipases degradam oslipídeos a partir de seus componentes ácidos graxos e glicerol
Importância: constituinte celular, reserva energética 
A partir do acetil-CoA
Proteínas, carboidratos e lipídeos podem ser fontes de elétrons e prótons para a respiração 
Essas moléculas entram na glicólise ou no ciclo de Krebs em vários pontos 
Genética bacteriana
Genes: segmento de DNA que codifica uma proteína
Genoma: informação genética, sequência completa
Código genético: grupo de regras que determina como uma sequência de nucleotídeos é convertida na sequência de aa de uma proteína 
O genoma das bactérias se encontra disperso no citoplasma o genoma bacteriano encontra-se condensado e organizado em uma estrutura denominada nucleóide
DNA grupamento fosfato + base nitrogenada + desoxirribose
Bases nitrogenadas:
A e G purinas
T e C pirimidinas
Cromossomo bacteriano:
Molécula de DNA de fita dupla circular
Não delimitado por membrana
Bactérias são haploides e possuem somente 1 copia de seu cromossomo
Proteínas (topoisomerases promovem quebras na fita dupla) e forças físicas são utilizadas para tornar o cromossomo bacteriano mais compacto van der Walls e pontes de H 
Estrutura e função do material genético:
Operon: grupos de 1 ou mais genes estruturais expressos a partir de um promotor específico sinaliza o operador e promotor
Promotores e operadores: sequência de nucleotídeos que controlam a expressão de um gene determinando as sequencias que serão transcritas no RNAm sinaliza que determinado gene precisa ser replicado
	Genótipo: composição genética, é a informação que codifica todas as características particulares do organismo
	Fenótipo: propriedades reais expressas; manifestação do gene
Duplicação do DNA bacteriano:
Semi-conservativa, simétrica, bidirecional, a partir de uma origem de replicação única (oriC)
Requer enzimas (girasse, helicase, primase, polimerase, ligase, topoisomerase)
Direção da síntese 5’3’
Elementos genéticos extracromossomais:
Plasmídeos: DNA de fita dupla, circular, contém menos pares de base do que o cromossomo; tem capacidade de auto-duplicação, independentemente do cromossomo; carregam informação genética não essencial para a bactéria, mas pode prover uma vantagem seletiva; podem ser produzidos in vitro; a bactéria não necessariamente tem 1 tipo de plasmídeo; passagem de plasmídeos é seletiva, porque a bactéria pega o que interessa para ela e DNAse degrada o restante
Transposons: genes saltitantes que podem mudar de posição dentro do genoma e codificar novas proteínas; não se duplicam, mas modificam o genoma; podem estar presentes no cromossomo ou no plasmídeo; não se auto-dulicam; molécula de DNA dupla fita com extremidades repetidas e invertidas
Alteracoes fenotípicas: reversíveis, resultantes da adaptação de bactérias ao meio ambiente (Serratia marcescens)
Alteracoes genotípicas: ocorrem ao acaso, atinge poucos indivíduos em uma população, são irreversíveis 
MUTAÇÃO => alteração na seqüência de bases nitrogenadas do DNA, geralmente resultante de deleção, inserção ou substituição de um ou mais nucleotídeos; esta alteração genética pode modificar o produto (proteína). As mutações podem ser neutras ou silenciosas, desvantajosas ou benéficas; erro que ocorre durante a replicação do material genético que pode ser espontâneo ou induzido processo vertical que ocorre durante o processo de replicação do cromossomo bacteriano
Espontânea → ocorre naturalmente sem a adição de um agente mutag6enico específico, geralmemente decorre de erros cometidos pela DNA polimerase.
Induzida → resultado da exposição do microrganismo a uma agente mutagênico que é capaz de introduzir danos ou alterações no DNA. físico: radiação UV; químico: NO
Pontual envolve um único par de bases
Por inserção ganho de pares de bases
Por deleção perda de pares de bases
RECOMBINAÇÃO => processo de variabilidade genética que envolve trasnferência física de material genético entre duas células. processo horizontal que ocorre durante os processos de conjugação, transformação ou transdução 
Pode ocorrer por transformação, conjugação e transdução 
Transformação: incorporação de DNA livre, geralmente decorrente da lise celular. Uma célula sofre lise e libera seu DNA, este, por ser grande, tende a sofrer fragmentação no meio, assim, outras células podem absorver alguns fragmentos bactéria receptora faz a leitura dos genes, se for interessante, ela acopla ao seu material genético
Conjugação: processo de transferência de DNA de uma bactéria para outra, envolvendo contato entre duas células transferência plasmideal. Plasmídeos contêm genes que permitem a conjugação (presença de plasmídeos F)
Célula F+: célula portadora do plasmídeo F
Célula F-: célula não portadora do plasmídeo F
Etapas da conjugação: formação de pares específicos conexão celular mobilização do fator F transferência do fator F
Nem sempre o plasmídeo é passado verticalmente
Acontece inter-espécies 
Transdução: transferência de material genético mediada por bacteriófago; destrói o que não interessa e acopla o que interessa; mediada por vírus, podendo ser generalizada (qualquer fragmento de DNA) ou especializada (genes específicos)
Transdução generalizada:
Ciclo lítico: pode haver o empacotamento de fragmentos de DNA da célula hospedeira, gerando partículas denominadas partículas transdutoras, que correspondem ao capsídeo viral contendo em seu interior DNA bacteriano; bacteriófago insere seu material genético na célula hospedeira para se replicar a célula explode
Ciclo lisogênico: etapa inicial que corresponde a infecção e lisogenizacao do fago, que ocorre em sítios específicos do genoma; pela ação de algum indutor (UV, por exemplo), há separação do fago do genoma, que normalmente ocorre perfeitamente. Entretanto, em alguns casos, essa separação é defeituosa, promovendo a remoção de genes bacterianos e deixando parte do genoma viral na célula
A regulação da síntese protéica no nível genético é eficiente em termos energéticos, pois as proteínas são sintetizadas somente quando necessário.
Para esses mecanismos reguladores genéticos, o controle é dirigido à síntese de RNAm.
Repressão Controla a síntese de uma ou mais enzimas. Quando as células são expostas a um produto final específico, a síntese das enzimas relacionadas a síntese daquele produto diminui operador é quem faz o controle do que deve ou não ser produzido por aquela determinada bactéria 
Indução Na presença de certas substâncias químicas, as células sintetizam mais enzimas.
Ex: lactose presente → E. coli produz β-galactosidase → degrada lactose
Regulação do genoma bacteriano
Sítio Operador permite que a RNA polimerase transcreva ou não a sequência de genes (controle da transcrição)
Cada operon corresponde a uma via metabólica
Os operons podem ser induzidos ou reprimidos
No modelo de operon por um sistema indutível, um gene regulador codifica a proteína repressora.
Quando o indutor está ausente, o repressor liga-se ao operador e não há síntese de RNAm
Quando o indutor está presente, liga-se ao repressor, de modo que ele não pode se ligar ao operador, portanto, o RNAm é produzido e a síntese da enzima é induzida
Em sistemas repressiveis, o repressor requer um co-repressor, de modo a ligar-se ao sítio operador, ortanto, o co-repressor controla a síntese da enzima
Relação microrganismo-hospedeiro
Útero em condições de saúde ausência de microrganismos
Microrganismos capazes de se estabelecer são denominados “pioneiros”
Com 2 anos de idade, a criança já tem uma microbiota semelhante à do adulto
Microrganismos que habitam os diversos sítios anatômicos do corpo humano podem ser divididos em:
Microbiota residente/indígena: relativamente fixos em determinado sítio, quase sempre presentes em altos números, não comprometem a sobrevivência do hospedeiro, diversificada habilidade metabólica colonização em sítiosespecíficos. Formam uma barreira contra a instalação de microrganismos patogênicos (competição por sítios de adesão na mucosa, produção de substâncias antimicrobianas, como ácidos graxos, ácidos orgânicos, H2O2, bacteriocinas; competição por nutrientes), modulam o sistema imune, produzem substâncias utilizáveis pelo hospedeiro (nutrientes síntese de ácidos graxos voláteis, vitaminas do complexo B e vitamina K) e degradam substâncias tóxicas. Podem se comportar como patógenos oportunistas ao serem introduzidos em áreas não colonizadas do corpo
Microbiota não residente/transitória: microrganismos não-patogênicos ou potencialmente patogênicos que passam “temporariamente” pelo hospedeiro. Alguns microrganismos da microbiota transitória são de pouca importância, desde que a microbiota residente esteja em equilíbrio (havendo alteração nesse equilíbrio, os microrganismos transitórios podem proliferar-se e causar doença)
Inter-relações bactéria-hospedeiro
Simbiose (++): estável, a sobrevivência de ambos os membros depende da relação
Antibiose (--/+-): instável, bactérias e hospedeiro são antagonistas. Se o hospedeiro morre, o microrganismo também morre, a menos que ele seja transmitido para outro hospedeiro
Anfibiose (0+): estado intermediário em que há equilíbrio estável. Microbiota e hospedeiro coexistem. Se o equilíbrio é modificado, isso pode ocasionar patologia
Alterações fisiológicas e/ou hormonais, ruptura da barreira anatômica (pele, por exemplo), tratamento prolongado com antibióticos de largo espectro, falha no mecanismo de defesa do hospedeiro podem levar a infecção por microrganismos da microbiota residente
Microrganismo patogênico - capaz de causar doença
Patógenos oportunistas – raramente causam doença em pessoas imunocompetentes
Patógenos obrigatórios – necessariamente causam doença quando conseguem se instalar no hospedeiro
Virulência: grau de patogenicidade
Fatores de virulência: colonização e invasão do hospedeiro, produção de substâncias toxicas para o hospedeiro
Fatores que permitem ao microrganismo: atingir e colonizar determinado sítio, proteger-se dos mecanismos de defesa do hospedeiro, provocar danos a célula, motilidade e quimiotaxia capacidade para atingir a superfície da mucosa, o microrganismo pode não ter motilidade própria, mas pode ser levado ate o local de colonização 
Processo infeccioso: abertura de uma porta de entrada do microrganismo aderência do microrganismo multiplicação invasão e/ou produção de toxinas 
Colonização: adesinas
A adesão entre o patógeno e o hospedeiro é permitida por meio de moléculas de superfície denominadas adesinas ou ligantes (glicoproteína ou lipoproteína) que se unem especificamente a receptores na superfície da célula do hospedeiro
Localizadas em estruturas de superfície do microrganismo como nas fimbrias, flagelos, capsulas e glicocálice
Cápsula: auxilia a adesão do microrganismo ao tecido e contribui para a resistência bacteriana a fagocitose
Enzimas extracelulares:
Leucocidinas: destruição de leucócitos e macrófagos secretada por Staphylococcus e Streptococcus
Hemolisinas: hemólise secretada por Staphylococcus e Streptococcus
Coagulase: transforma fibrinogênio em fibrina, recobrindo a bactéria e causando a evasão (escapando) das defesas do hospedeiro secretada por Staphylococcus aureus e S. intermedius
Hialuronidase: hidrolisa ácido hialurônico presente no TC secretada por Staphylococcus e Streptococcus
Colagenase: digere o colágeno no TC produzida por Clostridium
O ferro é um elemento necessário ao crescimento bacteriano.
Sideróforo: composto orgânico que atua na capturação do ferro contido na hemoglobina e proteínas transportadoras (lactoferrina e transferrina) pelas bactérias 
Mecanismo de doença das bactérias:
Produção de toxinas e/ou enzimas:
exotoxinas: polipeptídeos secretados pelas células produzidas no interior de algumas bactérias e liberadas para o meio externo, onde atuam destruindo determinadas células e inibindo certas funções metabólicas 3 tipos: citoxinas, neurotoxinas e enterotoxinas
	Enterotoxinas
	Enterotoxina colérica → Vibrio cholerae produz uma enterotoxina que afeta as células epiteliais aumentando assim a secreção de grande quantidade de líquido e eletrólitos, causando uma intensa diarréia acompanhada de vômitos
	Enterotoxina estafilocócica → esta toxina é produzida pelo Staphylococcus aureus e afeta as células entéricas da mesma forma que a toxina colérica.
	Neurotoxinas
	Toxina botulínica → é produzida por Clostridium botulinum e é considerada uma neurotoxina que impede a transmissão dos impulsos das células nervosas ao músculo. Esta toxina causa paralisia muscular.
	Toxina tetânica → Clostridium tetani produz a neurotoxina tetânica, que atinge o sistema nervoso central e se liga às células nervosas que controlam a contração de vários musculos esqueléticos. A contração muscular vai se tornar incontrolável, produzindo os sintomas convulsivos.
	Citotoxinas 
	Toxina diftérica → Corynebacterium diphteriae produz a toxina diftérica que tem uma constituição polipeptídica, formada por dois peptídeos. Esta toxina é uma citotoxina que inibe a síntese de proteínas principalmente em célula do sistema nervoso.
	Toxina eritrogênicas → os Streptococcus pyogenes podem produzir três tipos de toxinas conhecidas como eritrogênicas (A, B, C) que lesam os capilares sanguíneos sob a pele e produzem um exantema de cor vermelha (escarlatina)
endotoxinas: LPS presentes na parede celular de Gram-Negativas (LPS: lipoproteína acoplada na membrana de gram-negativas que degrada tecido mata célula do hospedeiro e outras células) exercem seu efeito quando bactérias gram-negativas morrem e suas paredes celulares sofrem lise, liberando assim a endotoxina. 
Ativam proteínas da coagulação, levando a formação de pequenos coágulos
Pirogênicas devido a capacidade de induzir febre e produzir reações de hipersensibilidade
Toxinas são o que fazem o paciente evoluir para sepse
A capacidade de endotoxinas de causa choque séptico ou choque endotóxico está relacionada a produção de substancias pelas células fagocitárias que aumentariam a permeabilidade dos capilares sanguíneos, levando a perda de grandes quantidades de líquidos e consequentemente hipotensão, que leva ao choque
Tanto as endo quanto as exotoxinas podem causar sintomas independentemente da presença da bactéria no hospedeiro
Invasão e inflamação: bactérias invasivas penetram e se multiplicam localmente e nos tecidos, induzindo a resposta inflamatória que consiste em dor, calor, rubor, edema
A tabela é só um comparativo não cobra na prova
	PROPRIEDADES 
	EXOTOXINA 
	ENDOTOXINA 
	
	
	
	
	
	
	Relação com o microrganismo 
	Produto metabólico das células em crescimento 
	Presente na membrana externa da parede celular, sendo liberado com a destruição da célula. 
	
	
	
	Constituição química 
	Proteína ou peptídeo curto 
	Porção lipídica (lipídeo A) do lipopolissacarídeo (LPS) da membrana externa. 
	
	
	
	
	
	
	Efeito biológico 
	Afeta as funções celulares, nervos e trato gastrintestinal. 
	Afeta a circulação sangüínea e a integridade capilar. 
	
	
	
	
	
	
	Toxicidade 
	Elevada 
	Baixa 
	
	
	
	Produtor de febre 
	Não 
	Sim 
	
	
	
Principais portas:
Membrana mucosas: membranas mucosas que revestem o trato respiratório, gastrointestinal, geniturinário e conjuntivo.
Pele: invasão por aberturas como folículos pilosos e os ductos das glândulas sudoríparas.
Via parenteral: deposição direta nos tecidos por meio de punções, injeções, ferimentos e cirurgias.
Estágios da patogênese bacteriana:
1. Transmissão a partir de uma fonte externa para a porta de entrada;
2. Evasão das defesas primárias do hospedeiro como, por exemplo, a pele e a acidez do estômago;
3. Aderência às membranas mucosas;
4. Colonização emultiplicação bacteriana no sítio da infecção;
5. Sintomas da doença causados pela produção de toxinas ou pela invasão dos tecidos do hospedeiro acompanhada por inflamação;
6. Resposta do hospedeiro inespecíficas ou específicas durante a invasão, multiplicação ou produção de toxinas,
7. Prosseguimento ou término da doença
Antimicrobianos
Antibióticos: substância produzida por microrganismos ou de forma sintética com capacidade de inibir ou matar microrganismos
	Antimicrobianos diferem entre si por:
	Propriedades físicas e químicas
	Mecanismo de ação
	Espectro de atividade microbiana
	Por microrganismos suscetíveis: antibacterianos, antifúngicos, antivirais, antiparasitários
	Por origem do antimicrobiano: antibióticos, quimioterápicos anti-infecciosos
Mecanismos de ação das drogas antimicrobianas
Bactericidas: matam microrganismos
Bacteriostáticos: impedem o crescimento dos microrganismos
Bacteriostáticos, ao impedirem o crescimento dos microrganismos, favorece as defesas do hospedeiro (fagocitose, produção de anticorpos para combater o microrganismo)
Para usar bacteriostático, o sistema imune do paciente precisa estar responsivo
Bacteriostáticos são mais utilizados em associações (para dar uma reduzida na taxa reprodutiva) 
Em uma infecção bacteriana, sempre pensar em bactericida, porque é uma situação urgente em que precisamos matar o microrganismo patogênico
Características dos antimicrobianos
Espectro de ação
Vias de administração
Vias de eliminação (a melhor via de eliminação é pelas fezes, pois a molécula é muito grande)
Mecanismo de ação
Toxicidade (toxicidade seletiva fármaco é prejudicial para o microrganismo, mas não para o hospedeiro)
Eficiência 
Custo X benefício 
Modos de ação dos antibióticos 
Inibição da síntese da parede celular
Bactericidas bloqueiam a síntese de peptideoglicano 
Beta lactâmico penicilinas, cefalosporinas, carbapenêmicos e monobactâmicos
muito parecido com alanina, por isso, tem afinidade com PBP (proteína ligante de penicilina), fazendo assim, uma conjugação irreversível
inibem a etapa final da síntese de peptídeoglicano 
Glicopeptídeos vancomicina e teicoplanina
	Penicilinas (Mais p/ G+)
	Ampicilina 
	Amoxicilina 
	Piperacilina
	Mezlocilina 
	Carbenicilina 
	Ticarcilina 
	Oxacilina 
	Meticilina 
	Cloxacilina
	Cefems
	Cefalosporinas
	1a geração: cefalotina, cefazolina 
	2a geração: cefuroxina, cefamandole 
	3a geração: cefotaxima, ceftazidima 
	4a geração: cefepime, cefpirona 
	5a geração: ceftopibrole, ceftaroline
	Cefamicinas: cefoxitina, cefaclor (Bacilo G- anaeróbio)
 Cefamicinas são equivalentes a cefalosporinas de 2ª geração, 
mas pegam anaeróbios 
	Monobactâmicos (Bacilo G-)
	Aztreonam
	Carbapenens (G+ e G-)
	Imipenem 
	Meropenem 
	Ertapenem
Geração é a inserção de 1 ou mais radicais no anel aromático, esses radicais podem ser iguais ou diferentes
O radical muda a amplitude de abertura do anel
A primeira geração é de baixo espectro, enquanto a quinta é de amplo espectro (pega mais microrganismos)
O mais utilizado é de terceira geração 
CEFALOSPORINAS SÃO SEGURAS PARA GESTANTES!!!
Porinas encontram-se no pepetideoglicano e o fármaco passa por elas para atingir o espaço periplasmático por transporte passivo
Cefalosporinas de 5ª geração pseudômonas e MRSA
Beta-lactâmicos cefalosporinas:
Baixa toxicidade
Amplo espectro
Primeira geração: profilaxia cirúrgica, infecção de pele e partes moles comunitária amoxicilina
Segunda geração: infecções urinárias e respiratórias não graves
Terceira geração: amplo espectro
Ceftriaxona: boa opção para infecções comunitárias (SNC, infecções respiratórias, ITU, infecções intra-abdominais, infecções de pele e partes moles)
Ceftazidima: ação contra pseudomonas
Quarta geração: maior espectro da classe
Cefepime: infecções hospitalares/assistência a saúde, neutropenia febril
Quinta geração: ação contra MRSA, pseudomonas utilização para microrganismos resistentes 
Glicopeptideos:
Age mais externamente
Antibióticos de alto peso molecular
Não ocorre transpeptidação e o peptídeo-glicano fica desestruturado a parede não se forma e a bactéria morre
Vancomicina e teicoplamina
Vancomicina se liga ao D-Ala-D-Ala, impedindo a transpeptidação 
Lincosamidas:
Gram-positivos e gram-negativos
Atividade anaeróbia
Utilizada em caso de resistência ou intolerância a penicilina
Inibe transpeptidacao e não deixa a ponte de pentaglicina se formar
Clindamicina e lincomicina
Inibição da síntese de proteínas
Atuam seletivamente em vários estágios da síntese proteica
Afetam RBS 70s
Apresentam toxicidade seletiva
Impede a ligação das duas subunidades ribossômicas ou faz uma proteína longa demais
30S: impede a ligação com 50S
30S: impede ligação com RNAt
50S: elongação e translocação 
Aminoglicosídios (G+ e G-)
Tradução do RNAm alvo é o complexo ribossomal 70S
Inibem o prolongamento da cadeia peptídica formação de proteínas defeituosas bactericidas 
Amicacina
Gentamicina (enterococos) profilaxia na UTI
Tobramicina
Estreptomicina (micobactérias) 
Tetraciclinas
Alvo: 30S RNAt tetraciclinas se ligam irreversivelmente ao RNAt
Não deixa o RNAt acoplar no 30S
Se afetar proteína estrutural, mata bactérias 
Se afetar proteína não estrutural, diminui metabolismo
Tetraciclina, doxacilina, minocilina
Macrolídeos 
Alvo 50S translocação 
Não permite a formação do complexo ribossomal
Eritromicina, claritromicina, azitromicina
Azitromicina: bactericida, mas as bactérias já conseguiram modificar a subunidade 50S e o antibiótico não consegue mais fazer efeito
A proteína resultante é toda alterada
Inibição da síntese de ácidos nucleicos
RNA polimerase - inibida pela rifampicina
Estrutura do DNA rompida pela ação de nitroimidazois 
Topoisomerase bloqueada por quinolonas 
Desestrutura DNA, atinge topoisomerase, abre material genético da bactéria e as DNAses bacterianas quelam o DNA
Quinolonas inibem topoisomerases 
Rifampicina
Mecanismo de ação: inibição da síntese ou atividade do ácido nucleico
Inibe a transcrição de DNA em RNA
Bactericida
Indicada para tratar micobactérias
Quinolonas
Inibição da síntese ou atividade do ácido nucleico. Inibe a atividade da DNA girasse
Acido nalidixico: infecção urinária pediátrica
Norfloxacin: infecção urinária não grave
Ciprofloxacin: ação sistêmica que atinge mais enzimas ligadas ao DNA
Levofloxacin
Nitrofurantoína 
Mecanismo de ação: inibição da síntese ou atividade do ácido nucleico
Quebram o DNA
Agem como quelantes no DNA
Abre DNA e a DNAse da bactéria ajuda a quelar o próprio DNA bacteriano
4. Dano a membrana plasmática
Mudanças na permeabilidade da MP desestabilização da membrana celular
Perda de metabólitos importantes
Polimixina B
Colistina
Polimixina E está sendo retirada, porque é muito tóxica ao hospedeiro
Polimixina B e colistina associação para combater mecanismos de resistência 
5. inibição da síntese de metabólitos essenciais
Inibição por competição 
Inibem precursores de DNA e RNA (pirimidinas e purinas)
Sulfonamidas:
Inibe a produção de PABA (ácido para-aminobenzoico)
Competem com PABA substrato para a produção de ácido fólico, vitaminas
Utilizado para tratar infecção intestinal por Salmonella sp. E. Shigella sp.
Trimetoprim:
Inibem competitivamente a enzima diidrofolato redutase
Utilizado como associação a penicilinas
Para escolher um antibiótico, levar em consideração a situação particular do paciente (RN, crianças, gestantes, insuficiência renal, insuficiência hepática), preços, localização da infecção, sensibilidade do microrganismo, via de administração...
Via de administração
Os aminoglicosídeos não são absorvidos por via oral.
As tetraciclinas tem sua absorção muito diminuída com o uso de leite ou antiácidos;
Quinolonas e a azitromicina tambémtem a absorção intestinal diminuida se dadas próximas às refeições.
O cloranfenicol é 100 % absorvido VO. Sua absorção via IM é incorreta.
A cefalotina é muito dolorosa para uso IM. Preferir a cefazolina
A lincomicina e a clindamicina devem ser muito bem diluídas se forem administradas EV (risco de parada cardíaca).
Penicilina não se aplica em farmácia, porque tem risco grande de anafilaxia
Drogas bactericidas x bacteriostáticas: considera-se que, exceto no paciente imunocomprometido, não há grandes diferenças nos resultados.
	Bactericidas 
	Bacteriostáticas 
	Rifampicina 
Quinolonas
Fosfomicina 
Vancomicina 
Aminoglicosídeos
Cefalosporinas 
Penicilinas
	Eritromicina e outros macrolídeos Lincomicina,Clindamicina 
Tetraciclinas 
Cloranfenicol
Sulfas 
Trimetoprim
Fatores que influenciam a escolha do antibacteriano
Ampliar espectro de atividades quando se desconhece a etiologia do processo, ou por estarem envolvidas mais de uma bactéria ou não se saber a sensibilidade da bactéria.
Como exemplos temos:
- Cloranfenicol (ou clindamicina ou metronidazol) + aminoglicosídeo nos casos de sepse abdominal por perfuração de alça intestinal;
- Cefalosporina + aminoglicosídeo em processos de etiologia não determinadas em pacientes leucopênicos, desnutridos, diabéticos...
- Cefalosporina de 2a geração + macrolídeos nas pneumonias graves em pacientes idosos ou com outras doenças crônicas
- Cloranfenicol + ampicilina em infecções por Haemophilus em locais em que a resistência dos mesmos à ampicilina for frequente
Impedir ou retardar o surgimento de resistência: associação de tuberculostáticos
 Reduzir toxicidade: associação da 5 fluorcitosina com a anfotericina B, o que permite usar dose menor da anfotericina, que é mais tóxica. 
 Efeito sinérgico, quando a infecção ocorrer em hospedeiro imunocomprometido ou a bactéria for de difícil erradicação. 
Exemplos: 
- Penicilina G (ou Ampicilina ou vancomicina) + aminoglicosídeo nas endocardites bacterianas; 
- Carbenicilina + aminoglicosídeo ou cefalosporina de terceira geração com atividade antipseudomonas + amicacina nas infecções por pseudomonas; 
- Macrolídeo + rifampicina nas pneumonias por Legionelas 
- Vancomicina (ou oxacilina) + rifampicina (+ gentamicina) em estafilococicas 
Resistência bacteriana
Mecanismos de resistência:
Os antibióticos aplicam uma pressão seletiva que favorece a emergência de organismos resistentes
Bactérias desenvolvem diversas estratégias bioquímicas para se tornarem resistentes 
Bases genéticas da resistência 
Expressão de genes de resistência 
Biofilme 
Mutações espontâneas nos genes endógenos
1. Genes estruturais: espectro expandido da atividade enzimática, modificação do alvo, defeito no transporte
2. Genes regulatórios: aumento da expressão 
Aquisição de sequencias exógenas
Geralmente genes que codificam enzimas inativadoras ou alvos modificados, genes reguladores
Mecanismos de transferência de DNA: conjugação, transformação, transdução 
Mutação pode ser cromossômica, plasmideal ou através de transposons (elementos genéticos que conferem resistência as drogas)
Mutação natural ou intrínseca ou constitutiva:
Aeróbios metronidazol
Anaeróbios aminoglicosídeos 
Mutação adquirida:
Cromossômica mutação de genes; resistência única: não é transmitida de célula para célula 
Plasmideal (transmissível) produção de ß lactamases, fosfotransferases, hidrolases, redutases ou resistência múltipla 
Sítio alvo do antibiótico é modificado estruturalmente, resultando em: ligação reduzida do antibiótico, formação de uma nova via metabólica que impede o metabolismo do antibiótico, alteração da entrada dos antibióticos resultantes de diminuição da permeabilidade, efluxo aumentado
Inativação do antibiótico: bactérias adquirem genes que codificam enzimas que inativam antibióticos ß-lactamase, enzimas modificadoras de aminoglicosídeos, cloranfenicol acetil transferase
Resistência aos antimicrobianos com relação aos gram-negativos:
Alteração de PBP mutações
Perda de porinas mutações e hiperexpressão
Efluxo ativo ativação e hiperexpressão
Hidrólise através de beta-lactamase A clivagem ocorre no espaço periplasmático
Produtores de ß-lactamase AmpC
Codificada por gene cromossomal, induzíveis
Hidrolizam o anel β-lactâmico de: Cefalosporinas de 3a geração e monobactâmicos, mas não conferem resistência as Cefalosporinas de 4a geração e carbapenêmicos
Não são inibidas in vitro por inibidores de ß-lactamase, como ácido clavulânico, sulbactam e tazobactram
AmpC: Gene cromossomal que indica uma resistência induzida, a bactéria precisa expressar gene para ter uma resistência induzida bactérias do MSPAC
Tratar com cefalosporina de 4ª geracao, nao tratar com carbapenemico (carbapenemico é o antibiotico que mais induz resistencia a carbapenemase
MSPACE: Morganella, Serratia, Providencia e Proteus, Aeromonas, Citrobacter, Enterobacter. 
ESBL ß-lactamase de espectro estendido
ß lactamase de espectro estendido
Cliva ß-lactâmicos de amplo espectro
Cliva cefalosporina de 3ª geração e monobactâmicos
Algumas ß-lactamases inativam apenas um pequeno número de antibióticos, por exemplo, penicilina
Outros tem espectro de ação ampliado - todas as penicilinas e cefalosporinas - cefuroxima, ceftriaxona
Poderá também desenvolver resistência a outros antibióticos, por exemplo ciprofloxacina
Codificadas por genes plasmidiais, não induzíveis
Variantes TEM e SHV
Resistência à espectro estendido: Cefalosporinas 3a geração – ceftazidima, cefotaxima e ceftriaxona. 
 Monobactâmicos – aztreonam
Não afetam as Cefamicinas – cefoxitina Não afetam Carbapenêmicos – imipenem, meropenem e ertapenem 
Quem produz ESBL? Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli, Proteus mirabilis, Enterobacter cloaace
Enterobacteriaceae: resistencia as cefalosporinas e monobactâmicos e cefamicinas, mas não aos carbapenêmicos; suscetíveis aos inibidores da beta-lactamase;
GENES: SHV, TEM, CTX-M, OXA, AmpC
Inibidores da beta-lactamase:
Assemelha-se as estruturas dos ß-lactâmicos 
Ligam-se a ß-lactamase e protegem o antibiótico da destruição 
Maior sucesso quando se ligam irreversivelmente as ß-lactamases
3 importantes na medicina: ácido clavulânico, sulbactam, tazobactam
Carbapenemase: 
Codificada por transposons de plasmídeo 
KPC Klebsiela, pseudômonas (klebsiella pneumoniae carbapenemase)
Pneumonia hospitalar, sepse desconhecida, sinusite hospitalar, meningite bacteriana
Resistencia emergente aos carbapenêmicos em BGN
Limita significamente as opções de tratamento para as infecções de alto risco;
Não há novas drogas para BGN;
Detecção de carbapenemases e implementação de práticas de controle de infecção são necessárias para limitar a propagação.
	Enterobacteriaceae 
	Cefalosporinase + perda de porinas Carbapenemase 
	P. aeruginosa 
	Perda de porinas Bomba de efluxo Carbapenemase 
	Acinetobacter spp. 
	Cefalosporinase + perda de porinas Carbapenemase 
KPC
 KPC classe A é uma betalactamase – confere resistência a todos os betalactâmicos de espectro estendido e carbapenens; 
 Ocorre em Enterobactérias – mais comumente em Klebsiella pneumoniae – Escherichia coli, Salmonella spp., Serratia spp. 
 Também em Pseudomonas aeruginosa 
A enzima KPC é localizada em plasmídeos conjugativos e não-conjugativos
Bla KPC - sequencias de transposons
Bla KPC - plasmídeo com: espectro normal de betalactamase, espectro estendido para betalactamase, resistência a aminoglicosídeos 
Produtores de carbapenemases: Diminuição da permeabilidade da membrana externa aos antimicrobianos, pela perda ou expressão reduzida de proteínas de membrana externa; 
Hiperexpressão de bombas de efluxo, que reduzem a concentração de antimicrobianos no interior das células - Multirresistência
Produção de enzimas (β-lactamases) que degradamos carbapenêmicos
Metalo β-lactamases – Acinetobacter, Pseudomonas e Membros da família Enterobacteriaceae . 
Resistência em gram-positivos
Staphylococcus aureus: 
resistente a penicilina
penicilinases ß lactamases década de 50 
lançamento de meticilina
MRSA
Resistência a PRP (clássica MRSA ou ORSA; comunitária CA-MRSA; borderline BORSA)
MRSA alteração de proteínas ligadoras de penicilina (PBP) gene mecA produção de ß-lactamases
PBP: Meticilina e os compostos penicilinase-resistentes tem baixa afinidade pelo local de ligação na bactéria → parede celular
SCCmec tipos II e III cromossomal 
Resistência às PRP: oxacilina, meticilina, nafcilina, cloxacilina, dicloxacilina 
Resistência a todos os betalactâmicos 
Resistência a múltiplos antimicrobianos 
Frequente em hospitais 
Mecanismo de Resistência das cepas GRSA
 Espessamento importante da parede celular 
 DIFICULTA A PENETRAÇÃO dos glicopeptídeos 
Resistência classificada como intermediária → essas cepas não respondem clinicamente ao tratamento com vancomicina ou com teicoplanina 
1o caso de VRSA → EUA → paciente portador de VRE
Presença do gene mecA → sugere que a resistência pode ter sido adquirida com a troca de material genético do VRE 
Vancomicina:
Com o surgimento de MRSA
Redução da toxicidade: purificação das preparações disponíveis 
Indicação de vancomicina: alternativa aos betalactâmicos em pacientes alérgicos; alternativa em infecções por staphylococcus resistentes a oxacilina (MRSA ou ORSA)
	As recomendações do CLSI, para detecção de resistência a oxacilina e vancomicina, incluem:
Teste de sensibilidade por disco difusão;
Teste com ágar screening para oxacilina; 
	Teste com ágar screening para vancomicina; 
	Determinação do CIM (concentração inibitória mínima) por método de diluição.
	Teste de disco difusão com cefoxitina – marcador do gene mec A
Terapia recomendada para Staphylococcus aureus
Enterococcus spp.
E. faecalis → menos propenso ao desenvolvimento de resistência 
E. faecium → maior propensão ao desenvolvimento de resistência; menos sensível aos beta-lactâmicos, devido à baixa afinidade das PBPs 
Resistência intrínseca → aminoglicosídeos, aztreonam, cefalosporinas, clindamicina, oxacilina
Resistência Intrínseca → penicilinas, clindamicina, cefalosporinas e sulfametoxazol/trimetoprim 
Baixo nível de resistência, em relação a agentes ativos na parede celular: penicilina e vancomicina 
Baixo nível de resistência aos aminoglicosídeos: estreptomicina. Gentamicina e tobramicina 
 Resistência Adquirida:
Resistência à ampicilina e penicilina → Não-β-lactamase-mediada: devido à alterações de PBPs Resistência à ampicilina e penicilina → Beta-lactamase - mediada: produção de β-lactamase → E. faecalis Altos níveis de resistência a aminoglicosídeos → resistência plasmídio-mediada → novos genes → enzimas → modificações nos aminoglicosídeos 
Resistência a vancomicina:
Associada a alterações na parede celular → modificações dos precursores de parede bacteriana impedindo a ligação da droga em seu sítio de ação → plasmídio e cromossomo 
VRE → 1988 (EUA) e 1996 (Curitiba – Brasil) Decorrente ao aumento do uso da vancomicina na terapêutica das infecções por MRSA
FENÓTIPOS → VanA, VanB, VanC (mais frequentes) e VanD, VanE 
	Opções terapêuticas para VRE
	Brasil → cepas de VRE da espécie faecalis sensíveis a ampicilina e aminoglicosídeos (estreptomicina) 
	↑ incidência E. faecium → hospitais → perfil de resistência mais amplo 
	Resistência a glicopeptídeos, penicilinas e aminoglicosídeos → linezolida e tigeciclina 
Mecanismo de resistencia das cepas de S. pneumoniae resistentes a penicilina
Resistência → alteração das PBPs → alongamento dos fragmentos de peptidioglicano
PRSP (Penicilin resistant Streptococcus pneumoniae) → resistência à Penicilina
DRSP (Drug resistant Streptococcus pneumoniae) → resistente a múltiplas classes
	Estratégias para prevenção de resistências microbianas
	1. imunizar: imunização pré-alta de pacientes de risco contra influenza e pneumococo e imunização de profissionais de saúde contra influenza pode prevenir infecções
	2. retirar os cateters: ceteteres e outros procedimentos invasivos são a principal causa de infecções hospitalares exógenas (preveníveis) 
	3. identificar o patógeno: a terapia antimicrobiana efetiva (regime adequado, tempo, dose, via e duração) salva vidas
	4. apoio de especialistas: equipe multidisciplinar aprimora o resultado do tratamento de infecções graves
	5. realizar o controle de antimicrobianos: programas que controlam antibióticos podem ser efetivos
	6. utilizar dados locais: a prevalência da resistência pode variar com o tempo, local, população de pacientes, unidade hospitalar e duração da hospitalização 
	7. tratar infecção e não contaminação: uma das principais causas de uso inadequado de antibióticos é o tratamento de culturas contaminadas
	8. tratar infecção e não colonização: tratamento da colonização 
	9. não abusar da vancomicina: evita resistência
	10. interromper o tratamento quando a infecção está curada ou é improvável: não suspender tratamento antimicrobiano desnecessário contribui para seu uso exagerado e com a resistência microbiana
	11. isolar o patógeno: transmissão cruzada pode ser prevenida
	12. não seja fonte de contaminação: profissionais da saúde podem disseminar microrganismos multirresistentes para os pacientes