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Morfologia Bacteriana Temos as células eucarióticas, procarióticas e as arqueobactérias (há 3 tipos de células). As arqueobactérias resistem a temperaturas superiores a 80 graus e nenhuma bactéria antes conhecida suportava essa temperatura. Analisando diversos ambientes inóspitos, foi percebido que existem células muito resistentes a diversas condições: tem bactéria que cresce em fontes sulfurosas de vulcão, nas águas do mar morto. Depois de um tempo estudando a morfologia e a bioquímica dessas bactérias, percebeu-se que elas não eram bactérias, mas também não eram células eucariontes, era um célula que se desenvolveu antes da bactéria dar origem as células eucarióticas na evolução. Até hoje não conhecemos células de arqueobactérias capazes de provocar doenças, mas elas são utilizadas para produzir enzimas – é muito usada pela indústria farmacêutica, justamente porque são enzimas que evoluíram ao longo do tempo para suportar condições mais drásticas. Por exemplo uma proteína derivada da archae, não tem problema de desnaturação como uma proteína do ser humano. Na hora de desenvolver algum fármaco, posso usar a mesma lógica que essas bactérias usam para poder ter drogas mais resistentes, que vão suportar melhor condições. Isso em tese facilita as coisas e em tese, só em tese, barateia os processos. Por enquanto, é muito caro. A CÉLULA PROCARIÓTICA Temos dificuldade de identificar qual bactéria está provocando um sintoma. Principalmente quando os sintomas não são específicos. Às vezes é possível atacar a bactéria sem a necessidade de conhecer a bactéria. Em situações mais comuns, normalmente se escolhe um antimicrobiano de forma que consigo atacar a bactéria sabendo se ela é suscetível ou não a ele. As vezes não tenho condição de saber isso, as vezes essa determinação fica complicada e precisamos passar para outras abordagens. Quando olhamos a bactéria em uma célula infectada e é preciso diferenciar essa bactéria, alguns fatores são importantes. As milhares de espécies de bactérias são diferenciadas por muitos fatores, como: · Morfologia (forma) – são visualizadas no microscópio óptico comum · Composição química – informa sobre a parede celular da bactéria, isso é o mais importante. Embora pareça ser complicado identificar a composição química da parede celular de uma bactéria, não é – existe um teste simples que facilita bastante a identificação das bactérias para a escolha do tratamento. Se um paciente está com suspeita de tuberculose, não conseguimos fazer a cultura do escarro dele para ver se aquela bactéria está lá. Algumas culturas demoram muito, a da tuberculose pode demorar até 4 meses. Não posso esperar 4 meses para iniciar uma terapia. Portanto, algumas bactérias não temos a opção de fazer cultura e analisamos a composição química da parede celular. · Necessidades nutricionais – como é o metabolismo da bactéria. Algumas metabolizam alguns substratos e outras não. Faço o teste e anoto com sim ou não de acordo com a metabolização de cada substrato. · Atividades bioquímicas – algumas bactérias produzem substâncias específicas. Uma maneira de diferenciar por exemplo a bactéria da tuberculose, é se ela produz niacina (vitamina B3) – é só verificar se tem niacina no meio. · Fontes de energia – de onde ela extrai energia. Por exemplo, a bactéria da leptospirose não metaboliza glicose igual a gente, apenas gordura. Quando vejo uma célula desse tipo, vejo se metaboliza glicose ou não. · É estimado que 99% das bactérias na natureza existam na forma de biofilmes. Filmes são substâncias que são superfícies que tem duas dimensões e que a terceira dimensão é tão pequena que a gente desconsidera. Ou seja, uma bactéria em um tecido não forma uma “bolinha”, não cresce “para cima”. É uma maneira que ela tem de garantir sua sobrevivência: se ela espalha no meio, aumenta a chance de sobrevivência. Quando vemos infecções bacterianas nos tecidos ou na natureza, é assim que acontecem. Elas formam biofilmes por meio de uma substância presente na parede celular, se a gente conseguir eliminar essa substância, a gente elimina essa capacidade. As vezes conseguimos fazer isso, as vezes não. O TAMANHO, A FORMA E O ARRANJO DAS CÉLULAS BACTERIANAS A maioria varia de 0,2 a 2,0 µm de diâmetro e de 2 a 8 µm de comprimento. Formas básicas: · Cocos esféricos · Bacilos em forma de bastão · Espiral (pode ser em formato de vírgula também por exemplo) COCOS Geralmente são redondos, mas podem ser ovais, alongados ou achatados em uma das extremidades. Quando se dividem para se reproduzir, as células podem permanecer ligadas umas às outras. Diferentes arranjos (são gêneros de bactérias): · · diplococos · estreptococos · tétrade · sarcinas · estafilococos 1. Se multiplica nesse plano de divisão, em duas (diplo) ou nesse plano de divisão formando quatro, seis, oito (estrepto). 1. Posso ter dois planos de divisão, se dividindo em quatro (tétrade). 1. Posso ter três planos de divisão e a célula vira oito (sarcina) – cresce no bueiro e dá aquele cheiro. 1. Cresce em vários planos e com formato sem padrão (estafilo). 1. Isso é importante porque determina a capacidade que a bactéria tem de formar o biofilme (determina a resistência da bactéria a algumas condições) – o diplococos é mais resistente a condições em geral do que o estafilococos? O diplo é mais fácil de ir embora, no estafilo está mais estabelecida. Portanto, o diplo vai ter mais dificuldade de crescer em alguns tecidos e o estafilo vai ter facilidade de crescer na maioria dos tecidos. Isso determina a maneira que ela consegue se arranjar no tecido ou na natureza. A divisão em um plano produz diplococos e estreptococos. · cocos que permanecem aos pares após a divisão são chamados diplococos · aqueles que se dividem e permanecem ligados uns aos outros em forma de cadeia são chamados estreptococos A divisão em dois planos produz tétrades. A divisão em três planos produz sarcinas. A divisão em múltiplos planos produz estafilococos. BACILOS Não confundir bacilo com o gênero bacillus. Nem todas as bactérias do gênero bacillus se apresentam assim. Bacillus pode ser família ou gênero, bacilo é forma. A maioria dos bacilos se apresenta como bastonetes simples. - Os diplobacilos se apresentam em pares após a divisão (a) - Os estreptobacilos ocorrem em cadeias (b) Alguns bacilos são ovais e tão parecidos como cocos que são chamados de cocobacilos (c) – são quase redondinhos BACTERIAS ESPIRAIS As bactérias espirais possuem uma ou mais curvaturas. · vibriões se assemelham a bastões curvos (bactéria da cólera) · espirilos possuem uma forma helicoidal e rígida · espiroquetas possuem forma helicoidal e flexível *rígida e flexível está relacionado com a movimentação da bactéria. As espiroquetas têm uma motilidade muito alta, tão altas que cinco bactérias são capazes de provocar leptospirose. Algumas bactérias são necessárias 20.000. Outra característica específica dessas bactérias é que a gente quase não consegue enxergá-las em microscopia óptica pois é muito fina (precisa de microscopia de fluorescência ou de campo escuro por exemplo). FORMAS NÃO CONVENCIONAIS Procariotos em forma de estrela e retangulares. (a) Stella (formato de estrela); Haloarcula, um gênero de arquibactéria halofílica (células retangulares). Essa última cresce naquela situação em uma quantidade de ácido que nenhuma outra forma de vida cresce lá. ESTRUTURA DE UMA CÉLULA PROCARIÓTICA O que não tem na célula da bactéria? Carioteca, organelas membranosas em geral (mitocôndrias). Mitocôndrias foram bactérias um dia. As mitocôndrias têm um DNA próprio, que é como se fosse de bactéria, não de célula procariótica. Se não tem mitocôndria, como produz energia? Onde fica o metabolismo energético das bactérias? Tudo que é importante para a bactéria está na membrana citoplasmática dela. Por isso que lavamos a mão. O sabonete é capaz de dissolver partes da membrana de bactérias. As bactérias possuem membranas lipídicas, onde se concentram quase todas as enzimas importantes para elas.Quando causamos um dando a essas membranas (não precisa ser um dano grande – não precisa provocar lise), ela naturalmente para de crescer. Por isso que dizemos que matamos a bactéria. Se não fosse assim, teríamos que lavar a mão com antimicrobiano. A membrana citoplasmática da bactéria ou membrana plasmática, tem essa importância e é um dos focos quando queremos destruir as bactérias. Os agentes que são desinfetantes normalmente trabalham com isso. Quando passamos o desinfetante no chão, o que fazemos é usar uma substância capaz de dissolver a membrana plasmática da bactéria até um ponto que ela não consiga crescer. Se ela não consegue mais crescer, para nós, ela está morta. Por que usamos álcool 70? Porque essa dissolução acontece por hidrólise, que precisa ter água (álcool 98 não é tão eficiente assim pois é mais difícil de promover hidrólise). 1. estruturas externas da parede celular 1. parede celular 1. estruturas internas da parede celular As células procarióticas não possuem organelas envolvidas por membranas. Todas as bactérias possuem citoplasma, ribossomos, membrana plasmática e um nucleoide. A maioria das bactérias possui paredes celulares. Antimicrobióticos atuam justamente no lado de fora da bactéria. A função da penicilina é tentar destruir a parede celular da bactéria. Mas não funciona para todas as bactérias. As vezes preciso usar um antibiótico que atue dentro da bactéria. Para ele atuar dentro, ele precisa entrar. A bactéria não permite com muita facilidade que substâncias entram e saiam de dentro dessa célula – ela tem muitas camadas de proteção: membrana citoplasmática parede celular membrana externa cápsula (ordem de dentro para fora). Membrana externa e cápsula não são todas que tem. Preciso também pensar em um droga que não cause danos para as células normais do corpo (como nos vírus). Existem algumas que não são tão especificas assim faz vomitar, enche a boca de ferida. Ex.: quinolonas, que podem dar dor de estômago. Ou seja, alguns antibióticos têm efeitos colaterais. ESTRUTURAS EXTERNAS A PAREDE CELULAR GLICOCALICE: É a parte de fora da bactéria – algumas tem, outras não tem e algumas tem as vezes. Nem sempre é dura e sólida. Na maior parte das vezes, esse material é gelatinoso. Quando ele é sólido, chamamos de cápsula, mas o termo geral é glicocálice, pois não necessariamente é sólido e duro, geralmente é viscoso e gelationoso. Termo geral usado para as substâncias que envolvem as células. Polímero viscoso e gelatinoso, situado externamente a parede celular, composto de polissacarídeos, polipeptídeos ou ambos. Depende da bactéria. Quando falo que depende da bactéria, significa que é um critério para identificar essa bactéria ou não. Se eu identifico que ela é proteica – essas são as bactérias que tem cápsula proteica/ se identifico que é polissacarídeo – essas são as bactérias que tem cápsula polissacarídeo. É produzido dentro da célula e secretado para a superfície celular. É secretado para fora. Para que serve a cápsula? Proteção física/mecânica, química (mais uma barreia para interagir quimicamente com alguma coisa que quer entrar ou sair da minha célula) e também facilita a questão do biofilme – para crescer desse modo, as bactérias precisam estar aderidas umas as outras e essa é uma das substâncias que auxilia na formação de biofilme. Algumas doenças só são produzidas pela bactéria quando ela está encapsulada. Quando não está, nossa imunidade tem condição de fagocitar essa célula. Quando ela está encapsulada, não conseguimos fagocitar. Portanto, é uma forma de aumentar a virulência, ou seja, de aumentar a taxa infecciosa da bactéria porque além de ter a proteção mecânica e química, protege as bactérias da fagocitose. Se a substância é organizada e está firmemente aderida a parede celular, o glicocálice é descrito como cápsula. De outra, denomina-se o glicocálice como camada viscosa. Cápsulas são importantes para a contribuição da virulência bacteriana (medida do grau com que um patógeno causa doença). Protegem as bactérias patogênicas da fagocitose pelas células do hospedeiro. Ex.: Bacillus anthracis produz uma cápsula de ácido D-glutâmico e somente o B (causa antraz). Ele produz uma neurotoxina muito potente. Esse bacilo produz uma cápsula derivada de ácido D-glutâmico – só o encapsulado causa doença. O não encapsulado é neutralizado pelos macrófagos. Streptococcus pneumoniae somente causa pneumonia quando as células são protegidas por uma cápsula de polissacarídeo. As células não encapsuladas são rapidamente fagocitadas. Exceto em casos que a pessoa tem uma deficiência em imunidade mediada por células. Streptococcus mutans, um importante causador de cárie dentária, fixa-se na superfície dos dentes por um glicocálice e pode usar sua cápsula como fonte de nutrição quando os estoques de energia estão baixos. Usa o glicocálice para armazenar nutrientes, como se fosse um gel. Quando escovamos os dentes, não conseguimos remover esses nutrientes porque ela já colocou meio que misturado na sua cápsula e começa a se alimentar desses nutrientes devagar. Algumas bactérias formam esporos, elas esporulam. Os esporos não são exatamente cápsulas, são situações em que ela se isola mais do que uma cápsula: ela não troca material nenhum com o exterior (desliga seu metabolismo e só volta a ligá-lo quando ela volta para o meio que é propício para seu crescimento). FLAGELOS: Não necessariamente toda bactéria tem. Sua função é a locomoção bactérias flageladas são mais móveis, tem mais motilidade. Outra função relacionada a eles, é que nós reconhecemos alguns antígenos bacterianos de proteínas que estão neles. Para nós, eles também são antígenos porque a maioria dos flagelos são proteicos (reconhecemos algumas proteínas como antígenos). Uma bactéria comum, por exemplo E. Coli, presente no intestino de todo mundo e que ajuda na digestão, tem algumas cepas bastante agressivas. Alguns antígenos dessas bactérias estão nos flagelos. Longos apêndices filamentosos que propelem as bactérias. Bactérias sem flagelos são denominadas atríqueas. (d) O anfítriqueo e polar (está nos dois polos) e é único, ele atravessa essa célula (não são dois flagelos – é o mesmo). Por isso é muito móvel – o flagelo se move em toda cadeia da parede celular da bactéria. PAREDE CELULAR: A cápsula não está necessariamente presente. Se tem, é sempre melhor. Para nós, nem sempre. O que podemos fazer em termos de fármaco é que podemos tentar fazer com que a bactéria não forme cápsula. A parede celular, em termos clínicos, é o local mais importante da bactéria. Estrutura complexa, semirrígida, que circunda a membrana plasmática, protegendo-a e ao interior da célula das alterações adversas no ambiente externo. Sua principal função é prevenir a ruptura das células bacterianas quando a pressão da água dentro da célula é maior que fora dela. Clinicamente, a parede celular é importante, pois contribui para a capacidade de algumas espécies causarem doenças e, principalmente, por ser o local de ação de alguns antibióticos. Além disso, a composição química da parede celular é usada para diferenciar os principais tipos de bactérias. Composição e características da parede celular: Rede macromolecular denominada peptideoglicana, que está presente isoladamente ou em combinação com outras substâncias. A peptideoglicana consiste em um dissacarídeo repetitivo (polímero) ligado por polipeptídeos para formar uma rede que circunda e protege toda a célula. A porção dissacarídea é composta por N-acetilglicosamina (NAG) e ácido N-acetilmurâmico (NAM). Em geral, as fibras que são marrom e rosa são compostas de peptideoglicana (é um polímero produzida por N-acetilglicosamina e ácido N-acetilmurâmico, formando um fibra). Essas fibras se organizam de forma a ficarem orientadas como se fossem uma parede. Para ligar essas fibras, temos também os ácidos teicoicos, que são ligações de álcoois e fosfato (são estruturas alcoólicas fosfatadas), que vão fazer a ligação proteica entre as cadeias de peptideoglicana e também regularo movimento de cátion dentro da célula. Os ácidos teicoicos são a linha que vai segurar a parede celular, mas eles também tem especificidade antigênica. Portanto, algumas células nossas reconhecem os ácidos teicoicos de algumas bactérias como antígenos. Os ácidos teicoicos são os pretos – ficam em todas as direções. Os ácidos teicoicos, as cadeias de N-acetilglicosamina e ácido murânico estão ligados por proteínas (são os coloridinhos). As proteínas fazem essa ligação e formam a parede celular. Essa é a parede celular de uma bactéria Gram-positiva, que significa que ela tem uma parede celular bem formada. A Gram-negativa não tem uma parede celular bem formada, o que não significa que ela seja frágil, na maioria das vezes é mais resistente. A bactéria Gram-negativa praticamente não tem parede celular. Tem um pouco de peptideoglicano só – não tem proteínas nem ácidos teicoicos (parede “fake”). No lugar dessa parede, ela tem uma membrana externa para proteger. Ao invés de ter uma parede celular boa, ela tem uma membrana externa para proteger a célula. É por isso que ela resiste a penicilina. O alvo de ação da penicilina é justamente a parede celular. Para essa bactéria, a parede celular não faz diferença. TESTE – para saber quando a bactéria seria sensível a penicilina e quando não. O teste padrão para fazer isso é colocar a bactéria em contato com o antibiótico para saber se ela cresce ou não (funciona). O problema é que algumas bactérias demoram muito para crescer, ou seja, não adianta tentar fazer isso porque vai perder muito tempo – o paciente pode até morrer. É chamado teste de GRAM. Teste de Gram: classifica as bactérias em gram positivas e gram negativas. Quando são gram positivas, antes de termos vários antibióticos e selecionarmos as mais resistentes, era em geral suscetível a penicilina. As gram negativas não eram. O teste de Gram é baseado na composição da parede celular. A composição da parede e a sua função é promover a proteção física. BACTÉRIAS GRAM-POSITIVAS: nas bactérias Gram-positivas, a parede celular consiste em muitas camadas de peptideoglicana, formando uma estrutura espessa e rígida. Além disso, suas paredes contêm ácidos teicoicos, que consistem principalmente de um álcool e fosfato. Os ácidos teicoicos regulam o movimento de cátions para dentro e para fora da célula, protegem a célula da ruptura e ainda fornecem boa parte da especificidade antigênica da parede celular. BACTÉRIAS GRAM-NEGATIVAS: as paredes celulares de gram-negativas consistem em uma ou poucas camadas de peptideoglicana e uma membrana externa. A peptideoglicana está ligada a lipoproteínas na membrana externa e está no periplasma, um fluido semelhante a um gel, entre a membrana externa e a membrana plasmática. O periplasma contém alta concentração de enzimas de degradação e proteínas de transporte. O periplasma é o espaço onde era para ter uma parede celular, que tem várias enzimas, que lutam contra os antibiótico. É onde se localizam as penicilinases, que são as enzimas que destroem as penicilina. Gram-negativas não possuem ácidos teicoicos na parede. Por possuir menor quantidade de peptideoglicana na parede, gram-negativas são mais suscetíveis ao rompimento mecânico. A membrana externa consiste em lipopolissacarídeos (LPS), lipoproteínas e fosfolipídeos. Camada gordurosa que fica em volta da membrana. Sua forte carga negativa é um fator importante na evasão da fagocitose. Já que a célula não tem uma resistência mecânica muito boa, tem uma resistência química excelente – resiste a fagocitose melhor do que as outras células. A membrana externa fornece, ainda, uma barreira a certos antibióticos (ex. Penicilina), enzimas digestivas como a lisozima, detergentes, metais pesados, sais biliares e certos corantes. A lisozima rompe parede celular – a membrana externa é resistente a lisozima. Por isso que quando temos infecção bacteriana nos olhos, automaticamente sabemos que a bactéria da infecção dos olhos é gram-negativa, pois nos nossos olhos temos lisozima, e lisozima mata bactéria gram-positiva. PROVA!!!!! Quando bactérias gram-negativas morrem, elas liberam lipídeo A, que é responsável pelos sintomas associados a bactérias gram-negativas (febre, dilatação dos vasos venosos, choque e formação de coágulos sanguíneos). Essas substâncias da membrana externa são reconhecidas como antígeno e a maioria delas são aquelas que fazem a gente ter febre. Quando a gente tem uma infecção por bactérias gram-negativas, normalmente temos mais incidência de febre do que das gram-positivas justamente por conta dos antígenos presentes na membrana externa. Boa parte das bactérias patogênicas são gram-negativas. Penicilina e sulfonamida – antibióticos que precisam interagir com a parede celular. Resistência ao ressecamento é a proteção mecânica. Algumas bactérias não coram pelo teste de gram, por exemplo as espiroquetas ou da leptospirose. Como faço para saber se uma bactéria é gram positiva ou gram negativa? Pego uma lâmina que usamos para microscopia ou maior e coloco a solução conhecida que tem a bactéria. Isolei o plasma, o tecido e etc e coloco a bactéria lá. 1 – Adiciono iodo (corante): quando pingamos iodo em um célula, ela tende a ficar roxo escuro, as vezes marrom. Tanto a positiva quanto a negativa ficam com essa coloração. 2 – Adiciono o cristal violeta (corante): tende a levar a coloração violeta para dentro da célula. Vejo a positiva e negativa violeta. 3 – Adiciono álcool: a gram-positiva, como tem aquele emaranhado, não vai deixar o álcool lavar o corante, portanto vai continuar violeta. A gram-negativa, como não tem aquele emaranhado de parede celular, fica incolor (o álcool lava o corante). Se ele lava o corante, não consigo ver direito a bactéria, por isso uso um terceiro corante (podemos usar de vários tipos, mas o mais comum é a fucsina). 4 – Adiciono fucsina: como a célula já está cheia do outro corante, no caso a gram-positiva, continua violeta. A fucsina é um corante vermelho, que vai corar portanto a gram-negativa, que estava incolor. Se ela ficar vermelha, é gram-negativa, se ficar violeta é gram-positiva. Pode ser difícil separar a cor violeta da cor vermelha. *o iodo foi adicionado para segurar o cristal violeta – existe um complexo iodo-cristalvioleta que faz com que o corante fique lá dentro. Esse teste demora dois minutos. MEMBRANA PLASMATICA: Consiste principalmente de uma bicamada lipídica e contém proteínas integrais e periféricas. A função da membrana plasmática é permeabilidade seletiva, ou seja, é ela que controla o que entra e o que sai da célula. É uma bicamada lipídica (no lipídeo temos uma ponta polar e outra apolar que se intercalam). É uma camada de gordura, que teoricamente, só passa livre na membrana aquilo que é apolar. Aquilo que tem polaridade precisa passar através de proteínas específicas (é o mesmo que acontece com as nossas células, também temos proteínas transportadoras e aquilo que é apolar passa livremente ou quase pela célula). · Permeabilidade seletiva Moléculas grandes (como as proteínas) não podem passar através da membrana. Como uma bactéria processa uma proteína, que é uma molécula grande? Processa do lado de fora da célula: joga as enzimas para fora, que digerem as proteínas e coloca o aminoácido para dentro. Polissacarídeos também como amido, é a mesma coisa, celulose também – a célula joga enzimas para o lado de fora, degrada o substrato e os produtos menores consegue colocar para dentro. Os íons penetram na membrana muito lentamente; As substâncias que se dissolvem em lipídeos (como O2, CO2 e moléculas orgânicas apolares) entram e saem com facilidade – substâncias lipofílicas. Isso é bom pois um exemplo de substância lipofílica é o sabonete. · Digestão de nutrientes e produção de energia A membrana contém enzimas capazes de catalisar as reações químicas que degradam os nutrientes e produzem ATP. CITOPLASMA: É onde a célula guarda os nutrientes, portanto é uma solução aquosa – onde guarda os nutrientes dissolvidos e ele agrega principalmente os ribossomose o material genético. 80% ÁGUA, contendo principalmente proteínas (enzimas), carboidratos, lipídeos, íons inorgânicos e compostos de peso molecular baixo. As principais estruturas presentes no citoplasma são: uma área “nuclear” (contendo DNA), os ribossomos e os depósitos de reserva (inclusões). NUCLEOIDE: O material genético da bactéria está disperso no citoplasma – não está protegido por membrana igual na nossa célula (não tem carioteca, nem núcleo). Costumamos chamar de nucleoide essa região que o DNA fica, não pode chamar de núcleo porque não tem nenhuma divisão membranosa. O nucleoide, que é onde tem o DNA. O DNA da bactéria, que é o cromossomo bacteriano (só tem um cromossomo), ele é inteiro. Uma diferença das bactérias para as células eucarióticas é que o DNA delas não tem histonas (são aquelas proteínas que enrolam e desenrolam o DNA, controlando a expressão gênica). São as histonas que fazem por exemplo a nossa célula expressar as vezes só um pedaço do nosso DNA – não preciso expressar o DNA inteiro todo o tempo. No caso da bactéria isso não é assim – ela expressa o DNA inteiro todo o tempo porque não tem histonas para controlar. Além disso, bactérias tem plasmídeos. Contém, normalmente, uma única molécula longa e contínua de DNA, denominada cromossomo bacteriano. Os cromossomos bacterianos não são circundados por um envelope nuclear (membrana) e não incluem histonas. Acredita-se que as proteínas na membrana plasmática sejam responsáveis pela replicação do DNA. Plasmídeos: elementos genéticos extracromossômicos. São informações genéticas que ficam fora do DNA principal. A bactéria não precisa dos plasmídeos para viver, mas é através dele que troca informação com outras bactérias. Uma bactéria transfere plasmídeo para a outra: isso significa que uma bactéria que tem uma determinada resistência ao antibiótico consegue transferir o plasmídeo que codifica essa resistência de uma bactéria para outra. Por isso que no nosso trato entérico, as nossas bactérias são resistentes a praticamente todos os antibióticos. Por isso quando temos infecção bacteriana no trato entérico, os antibióticos não funcionam bem. Aquelas propriedades bacterianas que não são essenciais para ela, ficam no plasmídeo. Plasmídeo é um pedaço pequeno de DNA que uma as vezes consegue passar para a outra. RIBOSSOMOS: · Síntese proteíca (função – lê o material genético e o transforma em proteína) O citoplasma de uma célula procariótica contém dezenas de milhares dessas estruturas. Compostos por 2 subnidades, cada qual consistindo de proteína e rRNA. Ribossomos procarióticos: 70S (30S, 50S) Ribossomos eucarióticos: 80S (40S, 60S) O ribossomo bacteriano é o ribossomo 70S. Esse ribossomo é o ribossomo 30S + o ribossomo 50S. O nosso ribossomo é 80S (40 + 60 que dá 80). Quando pegamos os ribossomos dessas células e colocamos ele em solução, colocamos em uma centrífuga. Esses S representam o tempo de sedimentação, ex: 30 segundos e 50 segundos para sedimentar. Quando os dois estão juntos, demora 70 segundos para sedimentar. Essa é a principal característica interior da bactéria que nos interessa. Como por exemplo quando a gente usa azitromicina aquela classe de antimicrobianos atua nos ribossomos bacterianos, impedindo a síntese proteica. Se você impede a síntese proteica, você mata a bactéria porque ela não vai conseguir produzir nada, ou seja, morre rapidamente. A vantagem desse tipo de abordagem é que os nossos ribossomos são diferentes (são 80S). Via de regra, a droga não atua nos nossos ribossomos – por isso resolve rápido o problema e não apresenta grandes efeitos colaterais. Mas as vezes pode dar diarreia. Esse tipo de antibiótico que atua intercelularmente são mais específicos, o difícil é fazer ele penetrar na célula. Portanto não é toda célula que é suscetível a ele: ele precisa vencer várias camadas para poder chegar lá. Por exemplo a estreptomicina, que muda a conformação da porção 30S. As tetraciclinas interferem no acoplamento entre as duas porções do ribossomo. Cloranfenicol (usa muito no olho), que se liga na porção 50S (porção de cima). AÇÃO DE SUBSTÂNCIAS ANTIBACTERIANAS Inibição da síntese da parede celular: penicilinas, cefalosporinas, polipeptídicos Inibição da síntese proteica (atua nos ribossomos): cloranfenicol, eritromicina, estreptomicina, tetraciclinas Dano à membrana plasmática: polimixina B (usado como colírio) Inibição da síntese de ácidos nucleicos (usado muito na forma tópica – espirra nos machucados para não infeccionar): rifamicinas Inibidores competitivos da síntese de metabólitos essenciais (interferem no metabolismo energético da célula): sulfonamidas RESUMÃO Bactérias são muito mais simples por serem seres procariontes (não possuem membranas internas). A forma e arranjo varia de espécie para espécie de bactéria dependendo da flora que habita. Estreptococos possui forma de cocos dispostos em fileiras. Diplococos em uma secreção uretral - gonorreia. Formas: forma básica- formato esférico= cocos, esses cocos de acordo com a espécie e a divisão celular, pode se isolar da outra a que deu origem, formando um coco isolado ou então se agrupar a outro, formando o diplococos, se se ligarem podem formar cocos enfileirados que é o estreptococos, de 4 em 4 cocos é o tétrade, 2 tétrades formando um cubo são as sarcinas e por fim em forma de cachos temos estafilococos (comum na pele). Existem algumas espécies que são pleiomórficas, de acordo com a região que é cultivada, pode mudar sua morfologia - modificada pelo meio. Temos também os bacilos (alongado, tem extremidades menores e sua divisão se dá pelas suas laterais), que podem formar arranjos não tanto quanto os cocos. Os outros formatos são cocobacilos - aspecto intermediário entre cocos e bacilos. Temos o vibrião que são bacilos curvos que é o da cólera. Espirilo e espiroqueta. Estruturas que a célula bacteriana pode ter: não significa que todas as bactérias terão tudo. 1. Subst. poliméricas extracelulares = glicocálice, que pode ser uma cápsula (muito mais densa) ou uma camada limosa (mais fina). É formada de polissacarídeos e polipeptídios ou ambos que vão revestir a parte mais externa possível. Funções: proteção das bactérias, principalmente em razão das nossas células fagocitárias ( se tem cápsula, dificulta o nosso sistema imune atacar elas), auxiliar na adesão a superfícies( permite que a bactéria possa aderir a um vaso, tecido que seja), reserva de carbono (numa situação de escassez de nutriente, a bactéria pode comer essa capsula), evita a dessecação (evita perda de água). Ter essa estrutura, pode potencializar o poder dessa bactéria de disseminar essa doença - fator de virulência. Ex.: Streptococos pneumoniae (só é pneumonia se tiver cápsula). 2. Flagelos - dá a capacidade de mobilidade a bactéria, são longos apêndices filementosos não flexíveis (funciona como se fosse a hélice do navio), helicoidal. Ancorado a parede da bactéria tem como se fosse um motor que faz o flagelo girar. Podem ser de diferentes arranjos: 1 flagelo em uma extremidade - monotriqueo, flagelo em cada extremidade - anfitriqueo, vários flagelos em uma extremidade - lofotríqueo, se for espalhado por toda a bactéria - peritríqueo. O flagelo bacteriano é formado pela proteína flagelina, que varia a sua composição de espécie para espécie e até mesmo dentro da própria espécie, permitindo identificar o sorotipo e as cepas bacteriana (raça - grupo de bactérias que tem uma característica diferenciada das outras. Ex.: E. Coli O157.H7 - causa diarreia sanguinolenta). Função: Movimento que envolve sistemas de sinalização celular (receptores); pode ser de acordo com subst. química (quimiotaxia), mov. de acordo com a luz (fototaxia), movimento de acordo com O2 (aerotaxia), mov. de acordo com alguns íons (magnetotaxia). Podendo ser positivo - a favor, ou negativo- mov. contra algum fator. 3. Fímbrias e Pili - são apêndices não flagelares de estruturas mais retas e mais finas que os flagelos. Funções das fimbrias: adesão a superfície (ex.: Neisseria gonorrhoeae). Função da Pili:transferência de material genético - bactéria faz reprodução assexuada, mas existem mecanismo para gerar variedade genética (ex.: Pilus F- participa da conjugação bacteriana). 4. Parede celular - presente em quase todas as bactérias, proporciona rigidez estrutural, dá forma a célula e constitui barreira física contra o ambiente externo. O componente rígido da parede celular é o peptídeoglicano. Constituída de carboidratos alternados de NAG e NAM. Ligados por peptídeos que formam camadas. Uma camada de dissacarideo é ligado a outro por uma parte proteica, peptídeos. Espessando ou não a parede celular. Que apesar da molécula ser um peptideoglicano, podemos separar a bactéria em 2 grandes grupos diferenciando a estrutura do peptideoglicano/ de parede celular - espessa camada de peptideoglicano acima da membrana plasmática/ estreita camada de peptideoglicano que tem abaixo membrana plasmática e acima a membrana externa, essa membrana externa junto com o peptideoglicano forma a parede celular = bactérias gram negativas. Bactérias gram-positivas: parede com quase 80 nm de espessura. Várias camadas de peptideoglicanos, até 40 camadas de peptideoglicano. Não tem membrana externa, só parede celular (que tem infiltrado nela ác. teicóicos e ác. lipoteicocos) é uma molécula PAMPs - padrões moleculares associados a patógenos, pois não tem ác. teicóicos e nem ac lipoteicocos levando a uma resposta inata do sistema imune. Bactérias gram-negativas: parede celular mais fina que a gram-positiva (poucas camadas de peptideoglicano), mais complexa, contém membrana externa (estrutura semelhante a membrana plasmática tanto na sua composição quanto na sua função), espaço periplasmatico e peptideoglicano. Possuem lipoproteínas (estabilizam e ancoram a membrana externa ao peptideoglicano), lipopolissacarideo (LPS) é um polipepsídeo , é uma endotoxina, que possui 2 componentes formando uma só estrutura : lipídeo A que é a parte tóxica, polissacarídeo que é o antígeno O ( diferencia as cepas e o sorotipo de bactéria), essa estrutura pode ativar linfócitos B, pode induzir macrófagos a liberarem IL1 entre outras além de induzir o choque séptico (causa febre). Exceções: Gênero Mycobacterium possui peptideoglicano em sua parede, mas em quantidade reduzida. O principal componente da parede celular é o ácido micólico, não permitindo a identificação por gram fidedignamente. Pode ser causadora da hanseníase ou tuberculose. O gênero Mycoplasma é o único gênero de bactéria que não possui parede celular. Técnica de Gram - Pego uma lâmina onde se tem bactérias incolores, coloco um corante violeta e todas as bactérias vão se corar, depois eu coloco um fixador(corante) e ambas continuam roxas. Quando eu coloco álcool, vai remover a membrana externa da bactéria gram negativa, tornando-a incolor, enquanto as gram positivas vão continuar coradas em roxo. Ponho então um cornate vermelho, e as gram negativas vão se corar de vermelho já que estavam incolores, enquanto o vermelho no roxo não vai conseguir modificar a coloração das gram positivas (ficam com a coloração do primeiro corante). Gram leva minutos enquanto cultura leva dias. A técnica de gram não vai precisar a cepa de bactéria, mas vai ajudar no tratamento empírico (para não esperar até a cultura ser feita para iniciar o tratamento). Diagnostica pneumonias, mas não tuberculose. Para Mycobacterium temos que fazer a coloração de BAAR- bacilo álcool ácido resistente. Elas não se descoram com álcool ácido por conta do ácido micólico. Primeiro eu jogo corante vermelho, jogo álcool ácido que não vai descorar Mycobacterium mas as outras, então eu jogo um corante azul para ter um contraste e identificar as demais que não Mycobacterium (continuam vermelhas). 5. Membrana celular - situada abaixo da parede celular. É bicamada de fosfolipídio, não possui esteróis na membrana (com exceção do Mycoplasma - não tem parede celular e possui em sua membrana esteróis - coisa de animal). Funções: permeabilidade seletiva e degradação de nutrientes e produção de energia (bactéria faz respiração celular mas não tem mitocôndria, faz por membrana plasmática). 6. Citoplasma - cerca de 80% é composto de água, mas está dissolvido proteínas, carboidratos, lipídeos e íons inorgânicos. Principais estruturas dentro do citoplasma: nucleoide (área de maior concentração do material genético, não está envolvido por nenhuma membrana, está disperso no citoplasma mas concentrada nessa região). Bactéria é ser haploide - 1 cromossomo que expressa seus genes. Bactéria possui DNA extra cromossomial que são os plasmídeos (carrega informações genéticas não essenciais, mas que pode atribuir a bactéria uma característica que a diferencia das outras); possui ribossomos (faz a tradução/ síntese proteica. Seu gradiente de sedimentação (50s subunidade maior e 30s na subunidade menor) se separa em 70s nos seres procariontes e é o que diferencia do ribossomo dos animais/eucariontes 80s (60s na subunidade maior e 40s na subunidade menor). Obs.: Penicilina inibe a formação de peptideoglicano, atua mais em gram positivas. Algumas bactérias (gênero Bacillus e gênero Clostridium) em situações adversas de condições de temperatura, falta da água conseguem formar os endósporos. Em situação diversa duplica seu material genético, cria uma membrana envolta formando um revestimento espesso dele formando os esporos que serão liberados enquanto o resto da célula morre. Os esporos permanecendo por tempos, quando encontra em condições favoráveis os esporos germinam voltando a sua atividade metabólica uma forma de resistência. A presença ou não de esporos indica se o lugar está estéril ou não. O autoclave, faz pressão atmosférica de 1,5 atm e 121º Celsius matando os esporos.