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Aula de reforço AV1 SDE3898 Fundamentos de Microbiologia e Imunologia Prof. Livia Justo Classificação dos microrganismosClassificação dos microrganismos • Classificação atual DOMÍNIOS. • Seres vivos com carioteca Domínio Eukarya • Seres vivos sem carioteca (Bactérias) Domínios Bacteria e Archaea • O domínio Archea é composto por bactérias que vivem em condições extremas de vida, enquanto o domínio Eubacteria englobas as bactérias mais comuns na natureza. • A partir dos DOMÍNIOS, os seres vivos são classificados em REINOS. Microbiologia AULA 6: BACTERIOLOGIA I Características gerais das bactérias As bactérias são seres vivos, pertencentes ao Reino Monera, do Domínio Eubactéria. Apresentam as características: • Procariotos (sem núcleo); • Unicelulares; • Desprovidos de vacúolos contráteis e fagossomo; • Presença de ribossomos livres e ausência de outras organelas citoplasmáticas. • Presença de parede celular externa à membrana celular. http://arquivoufo.com.br/wp-content/uploads/2012/02/bacteria-mortal.jpg Características das bactérias Microbiologia AULA 6: BACTERIOLOGIA I Morfologia bacteriana As bactérias podem apresentar diferentes morfologias. Formas morfológicas bacterianas: • Cocos (e arranjos); • Bacilos (e arranjos); • Vibriões; • Espirilos; • Espiroquetas. http://www.biologianet.com/upload/conteudo/images/2014/09/bacterias.jpg Características das bactérias Microbiologia AULA 6: BACTERIOLOGIA I Estruturas bacterianas Bactérias possuem membrana celular e citoplasma como as demais células. Apresentam estruturas obrigatórias, presentes em todos os gêneros e estruturas facultativas, presentes em algumas espécies bacterianas. OBRIGATÓRIAS FACULTATIVAS Parede celular Ribossomos DNA cromossômico Flagelo Fímbrias e Pili Endósporo Cápsula https://gl.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_procari%C3%B3tica#/media/File:Average_prok aryote_cell-gl.svg Características das bactérias Microbiologia AULA 6: BACTERIOLOGIA I Parede celular GRAM POSITIVAS → Apresentam extensa camada de peptideoglicano, com ácidos teicoicos e lipoteicoicos inseridos nessa. GRAM NEGATIVAS → Apresentam espaço periplásmico, fina camada de peptideoglicano e outra membrana celular externa. http://www.microbiologybook.org/Portuguese/bact-mem-port.jpg http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/bacterias/imagens/bacterias3g.jpg Características das bactérias Microbiologia AULA 6: BACTERIOLOGIA I Método de coloração de Gram http://biomedicinaparatodos.blogspot.com.br/2015/06/coloracao-de-gram-sabe-o-que-e-entenda.html TÉCNICA DE COLORAÇÃO DE GRAM O Método de coloração de Gram é a técnica aplicada para a identificação da parede celular bacteriana. Reagentes utilizados: • Violeta de genciana (Cristal de violeta) • Lugol (Iodo) • Solução álcool-acetona • Fucsina Os micoplasmas e as micobactérias não se coram pelo Método de Gram. Características das bactérias Microbiologia AULA 6: BACTERIOLOGIA I Genoma bacteriano Bactérias apresentam DNA cromossômico de fita dupla, disperso no citoplasma, numa região denominada nucleoide, uma vez que não possuem núcleo. Possuem plasmídeos (DNA extracromossômico). http://media.tumblr.com/tumblr_lz1flu4VEa1qj1rb4.jpg Aula 2: características das bactérias Microbiologia AULA 6: BACTERIOLOGIA I Genoma bacteriano • Apresentam mecanismos de recombinação gênica bacteriana: conjugação, transdução e transformação. Características das bactérias Microbiologia AULA 6: BACTERIOLOGIA I Fisiologia e metabolismo bacteriano A manutenção da vida bacteriana, assim como seu crescimento, requer condições ideais. Cada espécie bacteriana requer fatores gerais, específicos e em proporções diferentes. Estas condições envolvem: • Obtenção de macro e micronutrientes; • Temperatura; • pH; • Respiração; • Umidade; • Luz; • Obtenção de energia. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/E_coli_at_10000x.jpg O metabolismo bacteriano é o resultado das reações anabólicas e catabólicas bacterianas. Características das bactérias Microbiologia AULA 6: BACTERIOLOGIA I Crescimento bacteriano • Taxa de crescimento – variação do número ou massa de um organismo ou população em função do tempo. • Tempo de geração – tempo necessário para que a célula se duplique. http://www.ebah.com.br/content/ABAAAeu6QAE/fisiologia-microbiana?part=2 • Crescimento microbiano é o aumento na quantidade de células. • O crescimento ocorre por divisão binária (fissão binária). • Bactérias formam colônias e estas podem ser vistas a olho nu. • Cada bactéria possui taxa de crescimento e tempo de geração específicos. Crescimento microbiano Microbiologia AULA 6: BACTERIOLOGIA I Curva de crescimento Em meio de cultura (sistema fechado), o crescimento bacteriano ocorre em etapas, denominadas: Fase lag, Fase log (ou exponencial), Fase estacionária e Fase de declínio (ou morte). As fases da curva de crescimento em sistema fechado são: N º d e b ac té ri as Tempo (h) Lag Log Estacionária Declínio Fase Lag → Período de repouso e adaptação ao meio. Fase log ou exponencial → Período de divisão celular intenso. Fase estacionária → Período de equilíbrio, em que a quantidade de células novas equivale a de células mortas. Fase de declínio ou morte → Período com progressão de células mortas. Crescimento microbiano Microbiologia AULA 6: BACTERIOLOGIA I Meios de cultura • Os meios de cultura são substâncias suplementadas de nutrientes e elementos químicos, necessários ao metabolismo bacteriano. • Eles fornecem as CONDIÇÕES ÓTIMAS PARA CADA ESPÉCIE BACTERIANA. • Existem meios de cultura sólidos, líquidos ou semissólidos. • Os meios sólidos, em geral, são produzidos com a alga Agar agar e são específicos para gêneros ou espécies bacterianas. MEIO SÓLIDO MEIO LÍQUIDO http://scienceblogs.com.br/meiodecultura/files/ 2010/05/65bi.jpg http://www.prolab.com.br/blog/wp-content/uploads/2014/12/1-Meiodecultura1.jpg Crescimento microbiano Microbiologia AULA 6: BACTERIOLOGIA I Meios de cultura Os meios de cultura podem ser ENRIQUECIDOS, SELETIVOS, DIFERENCIAIS E DE TRANSPORTE. Exemplos de meios de cultura: • Ágar sangue de carneiro • Ágar chocolate • Ágar manitol salgado • Ágar Mac Conkey • Ágar Mueller-Hinton • Ágar Salmonella-Shigella Meios de cultura http://www.ufjf.br/microbiologia/files/20 12/11/Meios-de-cultura-usados-no- laborat%C3%B3rio-e- colora%C3%A7%C3%B5es.pdf http://static1.squarespace.com/static/50e713f4e4b0888041877c38/t/524c4699e4b0ad97e93c2591/1432216489782/iStock_000019289346Large.jpg Crescimento microbiano Determinação do número de microrganismos Métodos diretos: CONTAGEM DE COLÔNIAS E CONTAGEM DE CÉLULAS Crescimento microbiano Determinação do número de microrganismos Métodos indiretos: TURBIDIMETRIA; NÚMERO MAIS PROVÁVEL; PESO SECO; ATIVIDADE METABÓLICA Suspensão bacteriana Crescimento microbiano Controle do crescimento microbiano Definição: redução da carga microbiana por morte ou perda da capacidade reprodutiva, tendo como alvos celulares, a parede celular, membranas citoplásmicas, enzimas e proteínas, RNA e DNA. Esterilização: Remoção ou destruição de TODAS AS FORMAS de vida microbiana, incluindo os endosporos. Desinfecção: Destruição de patógenos na FORMA VEGETATIVA (não formadores de endosporos), o que não é o mesmo que esterilidade completa. Controle do crescimento microbiano Controle do crescimento microbiano Antissepsia: Tratamento dirigido para TECIDOS VIVOS (pele ou mucosa). O produto é então denominado antisséptico.Degermação: Remoção mecânica de microrganismos de uma superfície de tecidos vivos, por exemplo, na lavagem das mãos. Descontaminação: reduz ou elimina microrganismos em artigos ou superfície. Geralmente utilizado para diminuir riscos da manipulação durante a limpeza. Controle do crescimento microbiano Calor seco – (oxidação) Chama do Bico de Bunsen. Incandescência – flambagem. Forno Pasteur - 170ºC / 60 min 160ºC/ 90 min Incineração - Esterilização para descarte de lixo hospitalar Métodos Físicos - Calor Calor úmido – (desnaturação de proteínas) Água em ebulição – 100ºC/30 min – desinfecção, não destrói esporos. Autoclavação - vapor sob pressão (autoclave) 121ºC/15- 30 min- esterilização. Destrói esporos . Controle do crescimento microbiano Métodos físicos - Radiação Raios Ultravioleta – não ionizantes, Lâmpadas germicidas Sanitização - salas de cirurgia, enfermarias, lab.de microbiologia. Raios X e Gama – ionizantes, alto poder de penetração (formam radicais de hidroxila altamente reativos). Controle do crescimento microbiano Agentes químicos Halogênios (cloro, iodo, flúor) Mecanismo de ação: modificação das proteínas . Cloro- purificação da água para beber- 0,1/0,2 ppm, água de piscinas Hipoclorito de sódio (NaClO)- desinfetante e alvejante doméstico ; desinfetante de sistemas de hemodiálise, desinfeção de água potável. Iodo – antissepsia da epiderme – solução alcoólica a 2% (tintura de iodo) Iodóforos (iodo-PVP, iodopolividona ): não mancham e não irritam pele e mucosas. Flúor- antissépticos bucais e dentifrícios (NaF). Álcoois Etílico e isopropílico : 70% Controle do crescimento microbiano Principais Classes tem ações 1. Inibidores da síntese da parede celular; 2. Inibidores da síntese de proteínas; 3. Inibidores da síntese do folato (antimetabólitos); 4. Inibidores da replicação do DNA; 5. Antibióticos que interferem na permeabilidade da membrana celular. Controle do crescimento microbiano 1. INIBIDORES DA SÍNTESE DA PAREDE CELULAR 1.1- β-LACTÂMICOS Inibição da TRANSPEPTIDASE (PBP - proteína ligadora de penicilina) na etapa final da síntese do peptideoglicano. ☞Penicilinas: penicilina G, penicilina V, oxacilina, amoxicilina, meticilina ☞Cefalosporinas ☞Monobactâmicos: aztreonam ☞Carbapenêmicos: imipenem, meropenem Controle do crescimento microbiano 2. INIBIDORES DA SÍNTESE DE PROTEÍNAS ☞ Aminoglicosídeos – competição pelo RNAt, potentes para G- (amicacina, gentamicina, neomicina) ☞ Tetraciclinas – impede chegada de novo RNAt (amplo espectro – doxiciclina, minociclina) ☞ Macrolídeos – impedem etapa de translocação (amplo espctro, meia vida tecidual prolongada/menor tempo de tratamento – azitromicina, eritromicina, claritromicina) ☞ Clindamicina – idem aos macrolídeos ☞ Cloranfenicol (anfenicois) – impede alongamento da cadeia por inibir peptidil-transferase Controle do crescimento microbiano 3. INIBIDORES DA SÍNTESE DO FOLATO 3.1- SULFONAMIDAS Sulfametoxazol, utilizado em associação com o Trimetoprim (Cotrimoxazol, Bactrim®). Têm efeito bacteriostático: inibem o metabolismo do ácido fólico, por mecanismo competitivo. Controle do crescimento microbiano 4. INIBIDORES DA REPLICAÇÃO DO DNA 4.1- Quinolonas Inibem a atividade da DNA girase (topoisomerase II) e topoisomerase IV (G+). Fluoroquinolonas: norfloxacina, ciprofloxacina. Grande uso em infecções urinárias. 4.2- Metronidazol Sofre redução e gera produtos que se intercalam no DNA – quebra da molécula. 4.3- Rifampicinas Bloqueio da transcrição do DNA. Controle do crescimento microbiano 5. ANTIBIÓTICOS QUE INTERFEREM NA PERMEABILIDADE DA MEMBRANA 5.1- POLIMIXINAS • Interagem com a membrana celular das bactérias, retirando cálcio e magnésio, necessários para sua estabilidade. • Resulta em aumento de permeabilidade da membrana, com rápida perda de conteúdo celular e morte da bactéria. Controle do crescimento microbiano MICROBIOLOGIA - Microbiota anfibiôntica Quando e como adquirimos nossa microbiota? • Durante a gestação, feto é estéril!!!! •Colonização começa após o nascimento e varia conforme o tipo do parto: cesariana x parto vaginal. Microbiologia AULA 6: BACTERIOLOGIA I Microbiota Os micro-organismos que habitam um corpo constituem a microbiota. A microbiota pode ser residente ou transitória. A presença de micro-organismos pode caracterizar quadro benéfico ou que traga riscos para o organismo. O uso de antibióticos, antimicóticos ou antiparasitários pode alterar a microbiota normal e trazer problemas para o organismo. http://i2.wp.com/asaudesimples.files.wordpress.com/2014/05/gutbtra.jpg Microbiota anfibiôntica humana Microbiologia AULA 6: BACTERIOLOGIA I ►Previne colonização por bactérias patogênicas ►Competição por nutrientes e receptores das células ► Produção de bacteriocinas → E. coli X Salmonella (patógeno) ►Afetam condições de pH - Lactobacilos mantém acidez na flora vaginal (pH =4,0): inibe Candida albicans ►Bactérias da pele produzem ácidos graxos que dificultam a invasão por outras espécies; ►Bactérias intestinais produzem vitaminas B e K em quantidades suficientes para compensar uma dieta deficiente nestas vitaminas. Funções da microbiota Microbiota anfibiôntica humana Microbiologia AULA 6: BACTERIOLOGIA I Microbiota Anfibiôntica Microrganismos (MOs) que estabelecem uma residência mais ou menos permanente (colonização), mas que não produzem doença em condições normais. É composta constantemente de microrganismos comensais, que habitam a pele e as mucosas de indivíduos normais e sadios. Microbiota anfibiôntica humana Quando a microbiota causa doença? Em indivíduos saudáveis: Fora do sítio anatômico Ex: Escherichia coli→ intestino (microbiota normal) X trato urinário (patógeno) Em indivíduos com deficiência nas defesas físicas, químicas ou biológicas Em indivíduos imunodeprimidos: - Imunodeficiências genéticas - Imunodeficiências adquiridas - Imunossupressão induzida por drogas - Doenças auto-imunes Microbiota anfibiôntica humana Microbiologia AULA 6: BACTERIOLOGIA I Patogenicidade x virulência PATOGENICIDADE VIRULÊNCIA Um organismo é patogênico quando, ao entrar em um organismo, causa sinais e sintomas clínicos. Portanto.... ... patogenicidade é a capacidade do micro-organismos em causar doença em um hospedeiro. Quanto maior a capacidade de um micro-organismo em causar casos graves, mais virulento ele é. Portanto... ... virulência é a capacidade de um micro-organismo ser mais agressivo e causar maior número de casos graves e óbitos. Denomina-se infecção à presença de um micro-organismo ou parasita em um organismo hospedeiro e depende de fatores relacionados à patogenicidade e à virulência do agente etiológico. Patogenicidade bacteriana Microbiologia AULA 6: BACTERIOLOGIA I Mecanismos de Patogenicidade Os mecanismos de patogenicidade iniciam quando o micro-organismo consegue transpassar as barreiras físicas e químicas do organismo, causando infecção. Nem todas as infecções obedecem a todas as etapas do mecanismo de patogenicidade. ENTRADA DO PATÓGENO FIXAÇÃO TECIDUAL MULTIPLICAÇÃO DANOS AO HOSPEDEIRO DISSEMINAÇÃO A infecção pode resultar em quadro agudo ou inaparente. Alguns micro-organismos possuem mecanismos de escape e burlam as defesas imunológicas, levando à infecção persistente (crônica ou latente). Patogenicidade bacteriana Adesinas bacterianas • Reconhecimento e fixação bacteriana em células do hospedeiro Fímbrias Cápsula Proteínas de membrana externa Fímbrias do tipo IV LPS Patogenicidade bacteriana Invasinas bacterianas •Entrada nas células do hospedeiro • Inúmeros mecanismos • Ex: Shigella • Fímbrias – Células M – engolfamento Patogenicidade bacteriana Evasinas bacterianas • Sobrevivência em células fagocíticas - Escapa do fagossomo - Evita fusão do fagossomo e lisossomo - Resiste ao fagolisossomo • Ex: cápsula Patogenicidade bacteriana Agressinas bacterianas • Toxinas: causam danos as células e tecidos - Exotoxinas: liberadas para o meio extracelular produzindo dano imediato à célula hospedeira Ex: neurotoxinas, enterotoxinas, hemolisinas, leucocidinas - Endotoxina: parte da estrutura da célula bacteriana Patogenicidade bacteriana Fatores indiretos • Obtenção de bioelementos e energia, proporcionando vantagem ecológica ✓ Sideróforos: grande afinidade pelo ferro retirando-o das proteínas carreadoras do organismo hospedeiro. Patogenicidade bacteriana DÚVIDAS?
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