ANTIMICROBIANOS E QUIMIOTERAPICOS

Prévia do material em texto

AULA 1
RESUMO DE MICROBIOLOGIA
· HISTÓRIA DA MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA
· MICRÓBIOS:
- São formas diminuta de vida(bactérias+fungos+protozoários+algas+vírus)
- São essenciais para a manutenção do equilíbrio dos organismos vivos e elementos químicos, assim suas atividades benéficas são:
-Os micro-organismos vivos de mar e água doce são a base da cadeia alimentar aquática
 * Micróbios do solo ajudam a degradar detritos e incorporam nitrogênio gasoso do ar em compostos orgânicos, reciclando elementos químicos entre solo, água, seres vivos e ar
 * Possuem papel fundamental na fotossíntese
 * Importantes no intestino para digestão e síntese de algumas proteínas
 * Utilizados pela indústria alimentícia para produção de vinagre,queijo,manteiga, iogurte,pão...
 * Possuem também ações maléficas como: causar doenças graves como AIDS;causar infecções;capazes de deteriorar alimentos.
· HOOKE E SUAS OBSERVAÇÕES:
- Após observar uma fina fatia de cortiça,foi o primeiro a relatar que as menores unidades vivas eram pequenas caixas ou células.
-Sua descoberta marcou o início da teoria celular(Teoria em que todas as coisas vivas são compostas por células).
· ANTON VAN LEEUWENHOEK
-Foi o primeiro a observar micro-organismos com lentes de aumento,descrevendo assim,os ‘animálculos’ de suas fezes, saliva e água da chuva.
-Esses animálculos foram identificados como representações de bactérias, e protozoários.
· GERAÇÃO ESPONTÂNEA E BIOGÊNESE
· Geração espontânea 
-Cientistas e filósofos acreditavam que algumas formas de vida poderiam surgir espontaneamente da matéria morta,esse processo era a geração espontânea.
· Evidencias pró-teoria:
- Essa teoria John Needhamfoi fortalecida quando descobriu que mesmo após aquecer caldos nutrientes antes de coloca-los em frascos fechados,as soluções resfriavam e eram ocupadas por micro-organismos;
-Needham considerou que micróbios desenvolviam a partir de caldos.
· Evidencias contra teoria:
-Francesco Redi percebeu que após encher duas jarras com carne em decomposição as larvas só apareciam na jarra que não foi selada.
-LazzaroSpallazani demonstrou que caldos nutrientes aquecidos após terem sido lacrados em um frasco não apresentavam desenvolvimento microbiano,sugerindo que os micro-organismos do ar teriam entrado nas soluções de Needham após elas terem sido fervidas.Suas observações foram criticadas com o argumento de que não existia oxigênio suficiente nos frascos lacrados para o desenvolvimento da vida microbiana.
-Essa teoria foi refutada quando Pasteur demonstrou que os micro-organismos que estavam presentes no ar poderiam contaminar ambientes estéreis,mas não poderia gerar micróbios,após verificar que frascos com caldo de carne que ficaram lacrados após a fervura não continham micróbios.
· Biogênese 
-Argumenta que células vivas podem surgir de células vivas pré-existentes.
-Teoria foi comprovada por Pasteur após verificar que o frasco preenchido,em sua experiência,com caldo de carne e lacrado após a fervura não continha micróbios,diferente do frasco que não havia sido lacrado,desse modo Pasteur conclui que os micróbios no ar foram os agentes responsáveis pela contaminação do caldo de carne de Needham(matéria não viva).
-Pasteur demonstrou que a vida microbiana pode ser destruída pelo calor e que podem ser elaborados métodos para bloquear o acesso de microrganismos do ar aos ambientes nutritivos, essa descoberta foi a base para as técnicas de assepsia.
· TEORIA DO GERME DA DOENÇA
-Acreditava-se que as doenças eram castigos para crimes e pecados
- Porém a descoberta de que alevedura tem papel importante na fermentação foi a primeira ligação entre a atividade de um micro-organismo e mudanças físicas e químicas na matéria orgânica
-Essa descoberta alertou os cientistas para o fato de que micro-organismos poderiam causar doenças,essa teoria é a teoria de germe da doença.
-Pasteur descobriu que a infecção causada pelo bicho da seda era causada por um protozoário,isso conectou os micróbios com as doenças causadas em animais.
-Semmeleweis demonstrou que os médicos que não faziam a assepsia dasmãos transmitiam infecções aos pacientes.
-Lister, influenciado pelos trabalhos de Pasteur (conexão entre micróbios e doenças com animais) começou a usar o fenol para tratar feridas cirúrgicas,pois sabia que ele matava bactérias,assim sua técnica provou que os micro-organismos causam infecções nas feridas cirúrgicas.
-A primeira prova de que bactérias causam doenças foi fornecida por Robert Koch,quando descobriu a bactéria que estava matando rebanhos de gado e ovelhas em 1867,essa bactéria é conhecida como bacillusanthracis. Koch estabeleceu uma sequencia de passos experimentais que correlacionaram uma doença com um micróbio específico, esses passos são os postulados de Koch, durante os últimos 100 anos esses mesmos critérios têm sido úteis para provar que micro-organismos específicos causam muitas doenças.
- Jenner iniciou em 1976 um método para proteger as pessoas da varíola. Descobriu que inoculando raspados de feridas de varíola bovina em um menino de 8 anos,este contrairia uma forma amena da doença e nunca mais contraria varíola
-Esse método foi chamado de vacinação.
AULA 2
· MICROBIOTA E FORMACAO DE BIOFILMES
· MICROBIOTA
- Presença de micro organismos que estabelecem residência permanente ou não, sem causar infecções ou nenhum outro dano ao hospedeiro em situações normais. 
- Algumas microbiotas nos protegem contra as doenças por prevenirem o crescimento de microrganismos nocivos, e outras produzem substancias uteis como a vitamina K e algumas vitaminas do complexo B. 
- Sob certa circunstancia, a microbiota normal pode nos fazer adoecer ou infectar pessoas com quem temos contato. 
Obs: Resistencia é a habilidade de evitar doenças. Importantes resistências naturais são fornecidas pela barreira da pele, das membranas mucosas, dos cílios, do acido estomacal e dos compostos antimicrobianos como os interferons. 
- Muitos fatores determinam a distribuição e a composição da microbiota normal, entre eles estão: nutrientes, fatores físicos e químicos (pH, salinidade, luz solar, presença de oxigênio e dióxido de carbono), defesas do organismo hospedeiro e fatores mecânicos. 
- Os micróbios variam de acordo com os tipos de nutrientes que eles podem utilizar como fonte de energia.
- Certas regiões do corpo estão sujeitas a forças mecânicas que podem afetar a colonização da microbiota normal (ex: mastigação dos dentes e movimentação da língua).
· Antagonismo microbiano: processo no qual a microbiota normal pode beneficiar o hospedeiro ao impedir o crescimento de micro organismos potencialmente perigosos. Envolve a competição entre micróbios, sendo uma consequência da mesma o fato de que a microbiota normal protege o hospedeiro contra a colonização por micróbios potencialmente patogênicos ao competir com eles por nutrientes, produzir substancias prejudiciais aos micróbios invasores e afetar condições como: pH e disponibilidade de oxigênio. Quando o equilíbrio entre a microbiota normal e os micróbios patogênicos é alterado, o resultado pode ser o surgimento de doenças. Ex: intestino grosso (células de E.coli produzem bacteriocinas, proteínas que inibem o crescimento de outras bactérias da mesma espécie ou proximamente relacionadas, como as bactérias patogênicas Salmonella e Shigella).
- Locais encontrados:
· Microbiota da pele: a maioria dos micróbios em contato direto com a pele não se torna residentes devido a secreções de glândulas de óleos e suor. A queratina é uma barreira resistente e o baixo pH da pele inibe muitos micróbios. 
· Microbiota dos olhos: a conjuntiva (pele+membrana mucosa) contém a mesma microbiota da pele. As lagrimas e o ato de piscar também eliminam alguns micróbios.
· Microbiota nasal: secreções nasais matam ou inibem muitos microrganismos.
· Microbiota oral: umidade abundante, calor e presença de alimentos fazem da boca um ambiente ideal para uma diversa população microbiana. A saliva contém substancias antimicrobianas.
· Microbiota gastrointestinal: ointestino grosso contém os maiores números de microrganismos da microbiota residente no corpo, em razão da disponibilidade de umidade e nutrientes. O muco e a descamação periódica previnem que muitos microrganismos colonizem o revestimento do trato gastrointestinal. Além disso, a mucosa produz uma serie de substâncias antimicrobianas.
· Microbiota urogenital: a parte proximal da uretra contém uma microbiota residente; a vagina possui uma população de micróbios acido - tolerantes em virtude da natureza de suas secreções. O muco e a descamação periódica previnem que muitos microrganismos colonizem o revestimento do trato geniturinário. Alem disso, o pH da urina e a ureia são antimicrobianos.
· BIOFILMES
- É definido como uma agregação complexa de microrganismos que interagem entre si e exibem uma organização multicelular.
- Residem em uma matriz feita essencialmente de polissacarídeos, mas contendo também DNA e proteínas, chamadas de limo.
- Dentro da comunidade de um biofilme, as bactérias são capazes de compartilhar nutrientes e são protegidas de fatores danosos do ambiente, como a dissecação, os antibióticos w o sistema imune corporal.
- A proximidade estreita entre os microrganismos dentro do biofilme também pode ter a vantagem de facilitar a transmissão de informação genética por conjugação.
- Um biofilme geralmente começa a se formar quando uma bactéria livre nadadora se fixa em uma superfície. Se essa bactéria crescesse em uma monocamada uniformemente fina, esta ficaria superlotada, os nutrientes não seriam disponíveis na parte mais profunda e resíduos tóxicos se acumulariam. Os microrganismos nas comunidades de biofilmes algumas vezes evita esses problemas formando estruturas em forma de pilares com canais entre eles dos quais a agua pode introduzir nutrientes e retirar resíduos (sistema circulatório primitivo). Microrganismos individuais e agregados de limo eventualmente deixam o biofilme e se movem para outro local.
- O glicocalice e as fimbrias são importantes na formação dos biofilmes, pois o primeiro apresenta uma substancia polimérica extracelular (SPE), que auxilia as células em um biofilme a se fixarem ao seu ambiente alvo e umas as outras. Já o segundo, permite a adesão dos biofilmes uns aos outros e as superfícies.
- Quorumsensing caracteriza-se como uma comunicação entre as células, permitindo as bactérias coordenarem sua atividade e se agruparem em comunidades que fornecem benefícios não muito diferentes daqueles de organismos multicelulares. Este processo é essencial na formação de um biofilme.
- Para prevenir a formação de um biofilme é necessária a aplicação de antimicrobianos sobre as superfícies nas quais os biofilmes podem se formar.
AULA 3 
· A CÉLULA BACTERIANA: IDENTIFICAÇAO E CLASSIFICAÇAO
- As bactérias possuem três formas básicas: 
1. Cocos 
- São geralmente redondos, mas podem ser achatados, ovais ou alongados.
- Quando os cocos se dividem para se reproduzir, as células podem permanecer ligadas umas as outras.
- São eles:
· Diplococos: permanecem aos pares após a divisão.
· Estreptococos: após a divisão permanecem ligados uns aos outros em forma de cadeia.
· Tétrades: se dividem em dois planos e permanecem em grupos de quatro.
· Sarcinas: se dividem em três planos e permanecem unidos em forma de cubo, com oito bactérias.
· Estafilococos: se dividem em múltiplos planos e formam grupamentos tipo cacho de uva ou laminas amplas.
2. Bacilos
- Se apresentam em sua maioria em forma de bastonetes simples.
- Se dividem somente ao longo de seu eixo curto.
- Suas células possuem a forma de cadeias longas e curvadas.
- São eles:
· Diplobacilos: se apresentam em pares após a divisão.
· Estreptobacilos: ocorrem em cadeias.
3. Espirais 
- Possuem uma ou mais curvaturas; elas nunca são retas.
- São elas: 
· Vibriões: se assemelham a bastões curvos.
· Espirilos: possuem forma helicoidal e um corpo rígido. Movem-se através de um apêndice semelhante a um flagelo.
· Espiroqueta: possuem forma helicoidal, mas são flexíveis. Movem-se por meio de filamentos axiais contidos dentro de uma bainha externa flexível.
· Componentes e estrutura
- Algumas estruturas contribuem para a virulência bacteriana, possuem um papel na sua identificação e/ou são alvos de agentes antimicrobianos.
A. Cápsula
- Importantes para a contribuição da virulência bacteriana (medida do grau com que o patógeno causa a doença).
- Protegem as bactérias patogênicas da fagocitose pelas as células do hospedeiro.
B. Flagelos 
- São longos apêndices filamentosos que propelem as bactérias.
- São capazes de vários padrões de mobilidade, na qual é importante, pois permite a bactéria de se mover em direção a um ambiente favorável ou para longe de um ambiente adverso.
C. Fimbrias
- Podem ocorrer nos polos das células bacterianas ou podem estar homogeneamente distribuídas em toda superfície da célula.
- Tem uma tendência de se aderir umas as outras e as superfícies. Como resultado, estão envolvidas na formação de biofilmes e outros agregados na superfície de líquidos, vidros e pedras. 
D. Pili
- São mais longos que as fimbrias, e há apenas um ou dois por célula.
- Estão envolvidos na mobilidade celular e na transferência de DNA.
- Alguns pilis são utilizados para agregar as bactérias e facilitar a transferência de DNA entre elas, um processo conhecido como conjugação. Estes pilis são denominados pili de conjugação. Neste processo, o pilus de conjugação de uma bactéria chamada de célula F conecta-se ao receptor na superfície de outra bactéria de sua própria espécie ou de espécies diferentes. Ambas fazem contato físico, e o DNA da célula F é transferido para a outra célula. O DNA compartilhado pode adicionar uma nova função à célula receptora, como resistência a um antibiótico ou a habilidade de degradar o seu meio com mais eficiência.
E. Parede celular
- É uma estrutura complexa, semirrígida e responsável pela forma da célula. Ela circunda a frágil membrana plasmática, protegendo-a e ao interior da célula das alterações adversas no ambiente externo.
- Funções: prevenir a ruptura das células bacterianas quando a pressão da agua dentro da mesma for maior que fora dela; ajuda a manter a forma de uma bactéria; serve como ponto de ancoragem para os flagelos.
- Contribui para a capacidade de algumas espécies causarem doenças e também 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.
- Composta por uma rede macromolecular denominada peptideoglicana, que esta presente isoladamente ou em combinação com outras substancias. 
*Peptideoglicana: consiste em um dissacarídeo repetitivo ligado por polipeptídeos para formar uma rede que circunda e protege toda a célula. A porção dissecarídica é composta de monossacarídeos denominados N-acetilglicosamina (NAG) e acido N-acetilmuramico (NAM), que estão relacionados à glicose. Moléculas alternadas de NAG e NAM são ligadas em filas de 10 a 65 açúcares para formar o esqueleto de carboidratos.
- Pode sofrer danos, como: exposição da enzima lisozima, na qual a mesma catalisa a hidrolise das pontes entre os açúcares nos dissacarídeos repetitivos no esqueleto de peptideoglicana. Assim a parede celular gram-positivas é quase completamente destruída. Certos antibióticos como a penicilina destroem as bactérias interferindo com a formação as ligações cruzadas peptídicas da peptideoglicana, impedindo, assim, a formação de uma parede celular funcional. A maioria das bactérias gram-negativas não é tao sensível a penicilina quanto as gram-positivas, pois a membrana externa da primeira forma uma barreira que inibe a entrada dessa e de outras substancias e também, possuem ligações cruzadas peptídicas. Contudo as bactérias gram-negativas são bastante suscetíveis a alguns antibióticos betalactamicos, que penetram melhor na membrana externa que a penicilina.
· Parede celular de gram-positivas 
- Na maioria das bactérias gram-positivas, a parede celular consiste em muitas camadas de peptideoglicana, formando umaestrutura espessa e rígida.
- A parede celular destas bactérias, contem ácidos teicoicos (álcool+fosfato). Existem duas classes de acidosteicoicos: acido lipoteicoico, que atravessa a camada peptideoglicana e estáligado a membrana plasmática, e acido teicoico da parede, que esta ligado a camada de peptideoglicana.
- Devido à carga negativa do acido teicoico (devido ao fosfato), os mesmos podem se ligar e regular o movimento de cátions para dentro e para fora da célula. Além disso, podem assumir um papel no crescimento celular impedindo a ruptura extensa da parede e possível lise celular. Por fim, os ácidos teicoicos fornecem boa parte da especificidade antigênica da parede e, portanto, tornam possível identificar bactérias gram-positivas utilizando determinados testes laboratoriais.
- A parede celular de estreptococos gram-positivos é recoberta com vários polissacarídeos que permitem que eles sejam agrupados em tipos clinicamente significativos.
· Parede celular de gram-negativas
- As paredes celulares das bactérias gram-negativas consistem em uma ou poucas camadas de peptideoglicana e uma membrana externa. A peptideoglicana esta ligada a lipoproteínas na membrana externa e esta no periplasma. A parede celular destas bactérias está mais suscetível ao rompimento mecânico.
- Não contem ácidos teicoicos na parede celular.
- A membrana externa:
· Consiste em: lipopolissacarídeos (LPS), lipoproteínas e fosfolipídeos. 
· Ela apresenta diversas funções especializadas, sendo uma delas a de barreira para certos antibióticos (ex: penicilina). 
· Apresenta uma permeabilidade em virtude da presença de proteínas na membrana, que são as porinas. Estas formam canais que permitem a passagem de moléculas como nucleotídeos, dissacarídeos, peptídeos, aminoácidos, vitamina B e ferro.
· O lipopolissacarídeos (LPS) da membrana externa é uma molécula grande e complexa que contem lipídeos e carboidratos e que consiste em três componentes: 
· Lipídeo A: é a porção lipídica do LPS e esta embebida na parede superior da membrana externa. Quando as bactérias gram-negativas morrem, elas liberam lipídeo A, que funciona como uma endotoxina. O lipídeo A é responsável pelos sintomas associados a bactérias gram-negativas, como febre, choque, formação de coágulos sanguíneos e dilatação de vasos venosos.
· Cerne polissacarídico: ligado ao lipídeo A e contem açúcares incomuns. Fornece estabilidade.
· Polissacarídeo O: estende-se para fora de cerne polissacarídico e é composto por moléculas de açúcar. Funciona como um antígeno, sendo útil para diferenciar espécies de bactérias gram-negativas.
· Coloração de gram
- É um dos procedimentos de coloração mais uteis, pois classifica as bactérias em dois grandes grupos: gram-positivas e gram-negativas.
- Neste procedimento:
I. Um esfregaço fixado pelo calor é recoberto com um corante básico purpura, geralmente o cristal violeta. Uma vez que a coloração purpura impregna todas as células, ela é denominada coloração primaria. 
II. Após um curto período de tempo, o corante purpura é lavado e o esfregaço é recoberto com iodo, um mordente. Quando o iodo é lavado, ambas as bactérias gram-positivas e gram-negativas aparecem em cor violeta escuro ou purpura.
III. A seguir, a lamina e lava com álcool ou uma solução de álcool-cetona. Essa solução é um agente descolorante, que remove o purpura das células de algumas espécies, mas não de outras.
IV. O álcool é lavado, e a lamina é então corada com safranina, um corante básico vermelho. O esfregaço é lavado novamente, seco com papel e examinado microscopicamente.
- O corante purpura e o iodo se combinam no citoplasma de cada bactéria, corando-a de violeta escuro ou púrpura. As bactérias que retém essa cor após a tentativa de descobri-las com álcool, são denominadas gram-positivas; as bactérias que perdem a cor violeta escuro ou purpura após a descoloração são classificadas como gram-negativas. Como as bactérias gram-negativas são incolores, após a lavagem com álcool, elas não são mais visíveis. É por isso que o corante básico safranina é aplicado; ele cora as bactérias gram-negativas de rosa. Os corantes como a safranina, que possuem uma cor contraste com a coloração primaria, são denominados contracorantes. Como as gram-positivas retém a cor purpura original, não são afetadas pelo contracorantesafranina.
- Os diferentes tipos de bactérias reagem de modo diferente a coloração de Gram, pois diferenças estruturais em suas paredes celulares afetam a retenção ou a liberação de uma combinação de cristal violeta e iodo, denominada complexo cristal-violeta-iodo (CV-I).
- A reação de Gram de uma bactéria pode fornecer informações valiosas para o tratamento de doenças. As bactérias gram-positivas tendem a ser mortas facilmente por penicilinas. As bactérias gram-negativas são mais resistentes porque os antibióticos não podem penetrara camada de lipopolissacarídeos. Parte da resistência a estes antibióticos entre ambas as bactérias gram-positivas e negativas é devida a inativação bacteriana dos antibióticos.
· Fontes de energia
- Todos os organismos, incluindo os microrganismos, podem ser classificados metabolicamente de acordo com seus padrões nutricionais- sua fonte de energia e sua fonte de carbono.
- A produção de energia se da pelas reações de oxidação-redução de moléculas orgânicas que inclui os seguintes processos: respiração aeróbica, respiração anaeróbica e fermentação.
AULA 4
· A CÉLULA BACTERIANA: NUTRICAO, CRESCIMENTO E METABOLISMO.
· CRESCIMENTO MICROBIANO
· FATORES FISICOS
I. Temperatura: 
· A maioria dos microrganismos cresce bem nas temperaturas ideais para o ser humano, ou seja, 37 graus.
· Algumas bactérias são capazes de crescer em extremos de temperatura.
· Os microrganismos são classificados em três grupos: psicrófilos (crescem em baixas temperaturas), mesófilos (crescem em temperaturas moderadas; incluem a maioria dos organismos deteriorantes e patogênicos) e termófilos (crescem em altas temperaturas).
· Cada espécie bacteriana cresce a uma temperatura mínima, ótima e máxima. A temperatura mínima de crescimento é a menor temperatura na qual a espécie pode crescer. A temperatura ótima de crescimento é a temperatura na qual a espécie cresce melhor. A temperatura máxima de crescimento é a maior temperatura na qual o crescimento é possível.
· A refrigeração é o método mais utilizado na preservação dos alimentos. Esse método te m como base o principio de que as velocidades de reprodução microbiana decrescem em baixas temperaturas.
· Temperaturas na faixa de 70 a 130 graus destroem a maioria dos microrganismos, embora as temperaturas mais baixas necessitem de mais tempo para destruí-los.
· Temperaturas entre 50 e 60 graus há um crescimento bacteriano lento.
· Temperaturas na faixa de 50 e 15 graus há um crescimento rápido de bactérias, podendo algumas produzirem toxinas.
· Temperaturas de 0 graus: é a temperatura de um refrigerador, na qual pode permitir o crescimento lento de bactérias deteriorantes e de alguns patógenos.
· Temperaturas entre 0 e -30 graus: não há crescimento significativo.
II. pH:
· Refere-se à acidez ou alcalinidade de uma solução.
· A maioria das bactérias cresce melhor em uma faixa estreita de pH perto da neutralidade, ou seja, pH entre 6,5 e 7,5. Poucas bactérias crescem em um pHacido abaixo de 4.
· Algumas bactérias são acidófilas (resistentes à acidez). Um tipo de bactéria quimioautotrófica, encontrada na agua de drenagem nas minas de carvão, pode sobreviver a um pH de 1.
· A alcalinidade inibe o crescimento microbiano, mas raramente é utilizada para preservar alimentos.
· Quando são cultivadas em laboratório, as bactérias produzem ácidos que podem inibir o seu crescimento. Logo, para neutralizar o acido e manter o pH apropriado, tampões químicos são utilizados no meio de cultura. Peptonas e os aminoácidos atuam como tampões em alguns meios, e muitos meios também contem sais de fosfato.
III. Pressão osmótica:
· Pressões osmóticas elevadas têm como efeito remover a agua necessária para a célula.
· Quando uma célula microbianaesta em uma solução cuja concentração de solutos é mais elevada que dentro da célula (ambiente hipertônico), a agua atravessa a membrana celular para o meio com a concentração mais elevada de soluto. Essa perda osmótica de agua causa uma plasmólise, ou encolhimento do citoplasma celular.
· Esse fenômeno é importante, pois o crescimento da célula é inibido assim que a membrana plasmática se separa da parede celular. Portanto a adição de sais em uma solução, e o aumento resultante na pressão osmótica, pode ser utilizada para preservar alimentos.
· Ex: peixe salgado, mel e leite condensado são preservados por esse mecanismo, sendo que as concentrações elevadas de sal e açúcar removem a agua fora de qualquer célula microbiana presente e consequente impedem seu crescimento.
· Célula normal em ambiente isotônico: é favorável para as bactérias realizarem trocas especificas.
· Célula em ambiente hipotônico: a agua entra; é favorável as bactérias que apresentam uma parede espessa.
· Célula em ambiente hipertônico: a agua sai; a bactéria se multiplica, pois há um desacoplamento da membrana plasmática.
· FATORES QUÍMICOS
1. Carbono 
· É o esqueleto estrutural da matéria viva; ele é necessário para todos os compostos orgânicos que constituem uma célula viva.
· Os quimio-heterotróficos obtém a maior parte do seu carbono de sua fonte de energia (materiais orgânicos como proteínas, carboidratos e lipídeos).
· Os quimioautotróficos e os fotoautotróficos derivam seu carbono do dióxido de carbono.
2. Nitrogênio, enxofre e fosforo.
· Auxiliam na síntese de material celular.
· Síntese de proteínas: requer quantidades consideráveis de nitrogênio de enxofre.
· Síntese de DNA e RNA requer nitrogênio e algum fosforo, assim como para a síntese de ATP (molécula responsável pelo armazenamento e pela transferência de energia dentro da célula).
· O nitrogênio constitui cerca de 14% do peso seco da bactéria, e o enxofre e fosforo juntos constituem 4%.
· Os organismos utilizam o nitrogênio para formar essencialmente o grupo amino dos aminoácidos das proteínas. Muitas bactérias obtém esses compostos da decomposição de material contendo proteínas e incorporando de volta os aminoácidos em novas proteínas e outros compostos nitrogenados sintetizados.
3. Elementos traços
· São quantidades muito pequenas de alguns elementos.
· A maioria é essencial para as funções de certas enzimas, geralmente como cofatores.
· Costumam estar presentes naturalmente na agua de torneira e em outros componentes dos meios de cultivo.
4. Oxigênio
· Formas tóxicas de oxigênio:
· Oxigênio singlet: é o oxigênio molecular normal que foi induzido a um estado de alta energia sendo extremamente reativo.
· Radicais peróxidos: formados em pequenas quantidades durante a respiração normal. Na presença de oxigênio, os anaeróbicos obrigatórios parecem formar também alguns radicais superóxidos, que são tóxicos para componentes celulares que todos os organismos tentando crescer no oxigênio atmosférico devem produzir uma enzima, a superóxido-dismutase (SOD), para neutralizar esses radicais. Sua toxicidade é causada por sua grande instabilidade, que faz com que sejam retirados elétrons das moléculas vizinhas, produzindo um efeito de remoção de elétrons em cascata.
· Peróxido de hidrogênio: contem o ânion peroxido que também é toxico. Como o peroxido de hidrogênio produzido durante a respiração aeróbica normal é toxico, os microrganismos desenvolveram enzimas para sua neutralidade. A mais comum é a catalase, que converte o peroxido de hidrogênio em agua e oxigênio.
· Aeróbicos obrigatórios: são microrganismos que requerem oxigênio para viver. Eles têm uma desvantagem, já que o oxigênio é pouco solúvel na agua do seu ambiente. A presença das enzimas catalase e SOD permite que as formas tóxicas sejam neutralizadas.
· Anaeróbicos facultativos: bactérias aeróbicas que mantem ou desenvolvem a capacidade de continuar a crescer na ausência de oxigênio. Eles podem utilizar o oxigênio quando ele esta presente, mas são capazes de continuar a crescer utilizando a fermentação ou a respiração anaeróbica quando o oxigênio não esta disponível. Contudo, a sua eficácia em produzir energia é reduzida na ausência de oxigênio.A presença das enzimas catalase e SOD permite que as formas toxicas sejam neutralizadas; pode utilizar oxigênio.
· Anaeróbicos obrigatórios: são bactérias incapazes de utilizar o oxigênio molecular para as reações produtoras de energia. O crescimento ocorre apenas onde não há oxigênio. Não apresentam enzimas que neutralizam as formas tóxicas de oxigênio, como a catalase e superóxido dismutase (SOD).
· Anaeróbicos aerotolerantes: não podem utilizar o oxigênio para o crescimento, mas o toleram relativamente bem. Muitas bactérias aerotolerantes fermentam de modo característico os carboidratos em acido lático. À medida que o acido lático se acumula ele inibe o crescimento dos competidores aeróbicos e estabelece um nicho ecológico favorável aos produtores de acido lático. Há a presença da enzima SOD que permitirá que as formas tóxicas de oxigênio sejam parcialmente neutralizadas.
· Microaerófilas: são aeróbicas, porém, crescem somente em concentrações de oxigênio inferiores a do ar. Essa tolerância limitada provavelmente seja devida a sua sensibilidade aos radicais superóxidos e peróxidos que são produzidos em concentrações letais sob condições ricas em oxigênio.
5. Fatores orgânicos de crescimento
- São compostos orgânicos que um organismo é incapaz de sintetizar.
- São obtidos diretamente do ambiente.
- Um exemplo são as vitaminas. A maioria delas funciona como coenzimas, que são os fatores orgânicos requeridos por certas enzimas para o seu funcionamento. Muitas bactérias podem sintetizar suas próprias vitaminas e não dependem de fontes externas. 
ENDOSPOROS
- Quando os nutrientes essenciais se esgotam, certas bactérias gram-positivas formam células especializadas de “repouso”, denominadas endósporos.
- São células desidratadas altamente duráveis, com paredes espessas e camadas adicionais. Eles são formados dentro da membrana celular bacteriana.
- Quando liberados no ambiente, podem sobreviver a temperaturas extremas, falta de água e exposição a muitas substâncias químicas tóxicas e radiação.
- Apesar de serem encontrados em bactérias gram-positivas, uma espécie de gram-negativa, Coxiellaburnetti, o agente causador da febre Q, forma estruturas semelhantes a endósporos que resistem ao calor e a substancias químicas, e podem ser coradas com corantes para endósporos.
- Esporulação é o processo de formação do endósporo e é realizado da seguinte maneira:
· Células vegetativas de bactérias que formam endósporos iniciam a esporulação quando um nutriente-chave esta escasso ou indisponível.
· No primeiro estagio, um cromossomo bacteriano recém replicado e uma pequena porção de citoplasma são isolados por uma invaginação da membrana plasmática, denominado septo do esporo.
· O septo do esporo torna-se uma dupla membrana que circunda o cromossomo e o citoplasma. Essa estrutura inteiramente fechada dentro da célula original é denominada pré-esporo.
· Camadas espessas de peptideoglicana são dispostas entre as duas laminas da membrana. Então uma espessa capa de proteína se forma em torno de toda membrana externa. Esse revestimento é responsável pela resistência dos endosporos a muitas substancias químicas agressivas. A célula original é degradada e o endosporo é liberado.
- São importantes, pois são resistentes a processos que normalmente matam as células vegetativas. 
AULA 5 
· CONCEITOS DE PATOGENICIDADE BACTERIANA E GENETICA BACTERIANA
· GENÉTICA BACTERIANA
- As características bacterianas são controladas ou influenciadas pela hereditariedade.
- A recombinação genética refere-se à troca de genes entre duas moléculas de DNA, para formar novas combinações de genes em um cromossomo. A recombinação contribui para a diversidade genética de uma população, que é a fonte da variação evolutiva. Em organismos altamente evoluídos, a recombinação é mais benéfica do que a mutação, pois,tem menos chance de destruir a função de um gene e pode unir combinações de genes que permitem ao organismo realizar uma nova função importante.
· Transferência genética:
Envolve uma célula doadora, que da parte do seu DNA total para uma célula receptora. Uma vez transferida, parte do DNA do doador geralmente é incorporada ao DNA do receptor e o restante é degradado por enzimas celulares. A célula receptora que incorpora o DNA doador em seu próprio DNA é denominada recombinante.
Pode ser:
a. Transferência genica vertical
- Ocorre quando os genes são passados de um organismo para os seus descendentes.
b. Transferência genica horizontal
- Ocorre quando as bactérias podem passar seus genes não somente para seus descendentes, como para outros micróbios da mesma geração.
- Pode ser de três tipos: transformação, conjugação e transdução.
1) Transformação
- É definido como a incorporação de DNA do meio extracelular.
- Na natureza, algumas bactérias, talvez após a morte e a lise celular, liberam seu DNA no ambiente. Então outras bactérias podem encontrar o DNA e, dependendo da espécie e das condições de crescimento, captar fragmentos de DNA e os integrar em seus próprios cromossomos por recombinação.
- Ocorre entre poucos gêneros de bactérias, incluindo: Bacillus, Hemophilus, Nesseria, entre outras.
- Funciona melhor quando as células doadoras e receptoras são intimamente relacionadas.
2) Conjugação
- Processo pelo qual requer contato direto célula a célula. 
- Mediada por um: 
· Plasmídeo: fragmento circular de DNA que se replica de modo independente do cromossomo da célula. Entretanto, os plasmídeos diferem dos cromossomos bacterianos, pois os genes que eles transportam normalmente não são essenciais para o crescimento da célula sob condições normais. Os plasmídeos responsáveis pela conjugação são transmissíveis entre as células durante a conjugação. Assim, no processo de conjugação, o plasmídeo é replicado durante a transferência de uma copia do filamento simples do DNA do plasmídeo para o receptor, onde o filamento complementar é sintetizado.
Obs: os plasmídeos de conjugação codificam enzimas que ativam o catabolismo de certos açúcares e hidrocarbonetos incomuns. Algumas espécies de Pseudômonas podem utilizar substancias exóticas como fontes de carbono e energia. Alguns plasmídeos contem genes para a síntese de bacteriocinas, proteínas toxicas que matam outras bactérias.
- As células em conjugação geralmente devem ser de dois tipos opostos de acasalamento; as células doadoras devem transportar o plasmídeo e as células receptoras normalmente não.
- Em bactérias gram-negativas, o plasmídeo transporta genes que codificam a síntese pili sexuais, projeções da superfície da célula doadora que entram em contato com a receptora e auxiliam a unir as duas células em contato direto. 
- As células bacterianas gram-positivas produzem moléculas aderentes de superfície, que fazem as células entrar em contato direto umas com as outras.
- A conjugação é utilizada para mapear a localização de genes em um cromossomo bacteriano. 
3) Transdução
- Neste processo, o DNA bacteriano é transferido de uma célula doadora para uma célula receptora dentro de um vírus que infecta bactérias, denominado bacteriófago ou fago. 
- Pode ser de dois tipos:
· Transdução generalizada: durante a reprodução dos fagos, o DNA e a proteína são sintetizados pela célula bacteriana hospedeira. O DNA do fago deve ser empacotado dentro do capsídeo proteico que o recobre. Porem, o DNA bacteriano, o DNA plasmidal ou ate mesmo o DNA de outros vírus podem ser empacotados dentro do capsídeo proteico. Ou seja, todos os genes contidos dentro de uma bactéria infectada por um fago podem ser empacotadas em um revestimento de fago e transferidas.
· Transdução especializada: somente certos genes bacterianos são transferidos. Neste processo, o fago codifica certas toxinas produzidas por seus hospedeiros bacterianos.
· MECANISMOS MICROBIANOS DE PATOGENICIDADE
- Patogenicidade: capacidade de causar doenças superando as defesas do organismo.
- Virulência: grau ou extensão da patogenicidade.
- Para causar doenças, a maioria dos patógenos deve obter acesso ao hospedeiro e se aderir a ele. Entretanto, alguns micróbios não causam doença pelo contato direto ao hospedeiro, mas através de um acumulo de excretas microbianas.
- Os patógenos podem infectar o corpo humano ou outros hospedeiros por varias vias, denominadas portas de entrada.
· Portas de entrada
1. Membranas mucosas
- Muitas bactérias e vírus tem acesso ao corpo entrando pelas membranas mucosas que revestem os tratos respiratório, gastrointestinal, geniturinário e a conjuntiva, a membrana delicada que recobre o globo ocular e reveste as pálpebras.
· Trato respiratório: é a porta de entrada mais fácil e utilizada com frequência pelos microrganismos. Micróbios são inalados para dentro da cavidade nasal ou boca em gotículas de umidade ou partículas de pó.
· Trato gastrointestinal: os microrganismos podem ter acesso a este trato através da água, alimentos ou dedos contaminados. A maioria dos micróbios que estra no corpo por essa via é destruída pelo HCL e pelas enzimas presentes no estomago, ou pela bile e enzimas no intestino delgado. Esses patógenos são eliminados pelas fezes podendo ser transmitidos a outros hospedeiros.
· Trato geniturinário: porta de entrada para patógenos que são sexualmente transmitidos. Alguns micróbios que causam DSTs podem entrar no organismo através de membranas mucosas integras. Outros requerem a presença de cortes ou abrasoes de algum tipo.
2. Pele 
- É o maior órgão do corpo humano em termos de área de superfície e peso, sendo uma importante barreira defensiva contra doenças.
- A pele integra é impenetrável para a maioria dos microrganismos. Alguns micróbios podem ter acesso ao corpo através de aberturas na pele, como folículos pilosos e ductos sudoríparos.
3. Via parenteral
- Para ter acesso ao corpo, os microrganismos são depositados diretamente nos tecidos sob a pele ou nas membranas mucosas, quando estas barreiras são penetradas ou danificadas.
· Porta de entrada preferencial 
- Mesmo depois que os microrganismos entram no corpo, eles não necessariamente causam doenças. A ocorrência da doença depende de diversos fatores, sendo a porta de entrada um deles.
- Muitos patógenos possuem uma porta de entrada preferencial que é um pré-requisito para serem capazes de causar doenças. Se eles entram por alguma outra porta de entrada, a doença não ocorre.
- Ex: bactéria Salmonellatyphi (febre tifoide) produz todos os sintomas e sinais da doença quando engolida (via parenteral), mas se a mesma bactéria é esfregada na pele, não ocorre reação.
· Números de microrganismos invasores
- Se um grande numero de micróbios obtiver acesso ao organismo, o cenário estará pronto para o desenvolvimento da doença. Assim a possibilidade da ocorrência de doença aumenta a medida que o numero de patógenos se eleva.
- A virulência de um microrganismo frequentemente é expressa como DI50, sendo 50 um numero para comparar a virulência relativa sob condições experimentais. 
- O Bacillusanthracis pode causar infecções através de três diferentes portas de entrada. A DI50 atraves da pele, a DI50 para a inalação de antraz e a DI50 para o antraz gastrointestinal, sendo o antraz cutâneo mais fácil de ser adquirido.
- A potência de uma toxina é expressa como DL50.
· Aderência 
- Mecanismo no qual os patógenos utilizam para se aderir aos tecidos do hospedeiro em sua porta de entrada.
- É uma etapa necessária para a patogenicidade. A aderência entre o patógeno e o hospedeiro é obtida por moléculas na superfície do patógeno, denominadas adesinas ou ligantes (localizadas no glicocálice ou outras estruturas da membrana externa), que se ligam especificamente a receptores complementares de superfície nas células de certos tipos de tecidos do hospedeiro.
- A maioria das adesinas nos microrganismos é constituída de glicoproteínas ou lipoproteínas. Os receptores nas células do hospedeiro são tipicamente açúcares.
AULA 6 
· CONTROLEDO CRESCIMENTO MICROBIANO
- Utiliza-se a esterilização para discutir o controle do crescimento bacteriano.
· Esterilização: remoção ou destruição de todas as formas de vida microbiana, incluindo endósporos. Porém os príons são altamente resistentes a todos os modos de esterilização. O método mais comum de esterilização é por aquecimento.
· Esterilização comercial: consiste no tratamento com calor suficiente para destruir os endósporos de Clostridium botulinum em alimentos enlatados.
Obs: os endósporos de uma série de bactérias termofÍlicas, capazes de causar deterioração em alimentos, são consideravelmente mais resistentes ao calor que C. botulinum.Os endósporos mais resistentes podem sobreviver, mas não podem germinar.
· Desinfecção: consiste na destruição de micro organismos nocivos. Refere-se à destruição de patógenos na forma vegetativa (não formadores de endósporos). Este processo pode ser realizado com o uso de substancias químicas, agua fervente e radiação UV.
· Antissepsia: destruição de patógenos na forma vegetativa em tecidos vivos.
· Degerminação: remoção mecânica da maioria dos microrganismos em uma área limitada.
· Sanitização: sua finalidade é reduzir as contagens microbianas nos utensílios alimentares a níveis seguros de saúde publica. 
· Obs: - Cida = morte (bactericida, germicida); -statico/-stase= parar ou diminuir (bacteriostase); - sepse = estragado ou pobre (contaminação bacteriana).
· TAXA DE MORTE MICROBIANA
- Quando as populações bacterianas são aquecidas ou tratadas com substancias químicas antimicrobianas, elas normalmente morrem em uma taxa constante.
- Fatores que influenciam a efetividade dos tratamentos antimicrobianos:
· Número de microrganismos: quanto mais microrganismos existem no inicio, mais tempo é necessário para eliminar a população inteira.
· Influencias ambientais: a presença de matéria orgânica normalmente inibe a ação dos antimicrobianos químicos. A natureza do meio de suspensão também é um fator importante no tratamento com calor.
· Tempo de exposição: os antimicrobianos químicos frequentemente requerem exposição prolongada para que os microrganismos ou endosporos mais resistentes sejam afetados.
· Características microbianas: interferem na escolha dos métodos de controle químicos e físicos.
· COMO OS AGENTES MATAM OU INIBEM MICRORGANISMOS
1. Alteração na permeabilidade da membrana
- A membrana plasmática é alvo de muitos agentes de controle microbiano. Esta membrana regula ativamente a passagem de nutrientes para o interior da célula e a eliminação celular de dejetos.
- Danos aos lipídeos ou proteínas da membrana plasmática por agentes antimicrobianos causam o extravasamento do conteúdo celular no meio circundante e interferem no crescimento da célula.
2. Danos às proteínas e aos ácidos nucleicos
- As enzimas são proteínas vitais para todas as atividades celulares. As propriedades funcionais das proteínas resultam de sua forma tridimensional. Essa forma é mantida por ligações químicas e algumas destas são ligações de hidrogênio. Estas são suscetíveis ao rompimento pelo calor ou por certos produtos químicos; o rompimento resulta em desnaturação da proteína. As ligações covalentes mais fortes também estão sujeitas ao ataque.
- Os ácidos nucléicos DNA e RNA são os transportadores da informação genética celular. Danos a esses ácidos por calor, radiação ou substancias químicas frequentemente são letais para a célula, que não pode mais se replicar, nem realizar funções metabólicas normais como a síntese de enzimas.
· MÉTODOS FÍSICOS DE CONTROLE MICROBIANO
I. Calor
- Aparentemente mata os microrganismos pela desnaturação de suas enzimas, que resulta em mudanças na forma tridimensional dessas proteínas, inativando-as.
- A resistência ao calor varia entre diferentes microrganismos; estas diferenças podem ser expressas pelo conceito de ponto de morte térmica (PMT), que é a menor temperatura que todos os microrganismos em uma suspensão líquida específica serão mortos em 10 min.
· Esterilização por calor úmido
- O calor úmido mata os microrganismos principalmente pela coagulação proteica (desnaturação), que é causada pela ruptura de ligações de hidrogênio que mantem as proteínas em sua estrutura.
- Um tipo de esterilização por calor úmido é a fervura, que mata as formas vegetativas dos patógenos bacterianos, quase todos os vírus e os fungos e seus esporos durante cerca de 10min. A fervura nem sempre é um procedimento confiável de esterilização. Contudo, a fervura breve, mesmo em altitudes elevadas, matara a maioria dos patógenos.
- Autoclave: método preferido de sanitização. Quanto maior a pressão na autoclave, maior a temperatura. A esterilização com autoclave é mais eficaz quando os organismos estão em contato direto com o vapor ou estão contidos em um pequeno volume de solução aquosa. É um método para esterilizar meios de cultura, instrumento, vestimentas, equipamento intravenoso, aplicadores, soluções, seringas, equipamentos de transfusão entre outros que podem suportar altas temperaturas e pressões.
· Pasteurização
- Aquecimento leve suficiente para matar os organismos que causavam deterioração, sem alterar consideravelmente o sabor do produto.
- Pasteurização de alta temperatura e curto tempo: utilizado em processos de pasteurização do leite, a uma temperatura de 72 graus. É aplicado enquanto o leite flui continuamente por uma serpentina. Além de matar os patógenos, a pasteurização HTST diminui as contagens bacterianas totais; assim, o leite se conserva bem sob refrigeração.
- Tratamentos de temperatura ultraelevada (UHT): neste procedimento, o leite pode ser esterilizado, podendo ser armazenado sem refrigeração por meses.
· Esterilização por calor seco
- O calor seco mata por efeitos de oxidação.
- Chama direta: um dos mais simples métodos de esterilização com calor seco. Utilizado para esterilizar alças de inoculação e na incineração.
- Esterilização em ar quente: os itens são colocados no forno a uma temperatura de 170 graus por 2 horas. Um tempo maior e uma temperatura mais alta são necessários, pois o calor na agua é conduzido mais rapidamente para um corpo frio do que o calor no ar.
II. Filtração
- É a passagem de um liquido ou gás por um meio material semelhante a uma tela com poros pequenos o suficiente para reter microrganismos.
- É utilizada para esterilizar materiais sensíveis ao calor, como: meios de cultura, enzimas, vacinas e soluções antibióticas.
- Os filtros HEPA removem quase todos os microrganismos maiores que cerca de 0,3 μm de diâmetro.
III. Baixas temperaturas
- O efeito das baixas temperaturas nos microrganismos, depende do micróbio especifico e da intensidade da aplicação.
- Nas temperaturas dos refrigeradores comuns (0 a 7 graus), a taxa metabólica da maioria dos microrganismos é tão reduzida que eles não podem se reproduzir ou sintetizar toxinas. Em outras palavras, a refrigeração comum tem um efeito bacteriostático.
- O congelamento lento é mais nocivo às bactérias; os cristais de gelo que se formam e crescem rompem a estrutura celular e molecular bacteriana. O descongelamento, por ser um processo lento, é na verdade a parte mais prejudicial do ciclo congelamento-descongelamento.
IV. Alta pressão 
- Se a pressão for alta o suficiente, as estruturas moleculares das proteínas e dos carboidratos serão alteradas, resultando na rápida inativação das células bacterianas vegetativas.
- Os endósporos são relativamente resistentes a altas pressões. Porem, eles podem ser mortos por técnicas como: combinar alta pressão com alta temperatura ou alternar ciclos de pressão que causam a germinação de esporos.
V. Dessecação
- Na ausência de água, os organismos não podem crescem ou se reproduzir, mas podem permanecer viáveis por anos. Então quando a água é oferecida a eles, podem retomar seu crescimento e divisão. Esse é o principio da liofilização.
- A resistência das células vegetativas ao ressecamento varia com a espécie e o ambiente do organismo. A bactéria da gonorréia suporta o ressecamento somente por cerca de 1 hora, mas a bactéria datuberculose pode permanecer viável por meses.
VI. Pressão osmótica 
- O uso de altas concentrações de sais e açúcares para conservar o alimento se baseia nos efeitos de pressão osmótica. As altas concentrações dessas substancias, criam um ambiente hipertônico que ocasiona a saída de agua da célula microbiana.
VII. Radiação
- Apresenta vários efeitos sobre as células, dependendo do seu comprimento de onda, intensidade e duração.
- São dois tipos:
· Radiação ionizante: são os raios gama, raios X ou feixes de elétrons de alta energia. Possui comprimento de onda mais curto que o da radiação não ionizante; assim transporta muito mais energia. O principal efeito desta radiação é a ionização da agua, que forma radicais hidroxila altamente reativos. Esses radicais reagem com os componentes orgânicos celulares, especialmente DNA. A radiação ionizante, especialmente os feixes de elétrons de alta energia, é usada na esterilização de produtos farmacêuticos e materiais dentários descartáveis.
· Radiação não ionizante: é a luz ultravioleta. Possui um comprimento de onda maior que o da radiação ionizante. A luz UV causa danos ao DNA das células expostas, produzindo ligações entre as bases pirimídicas adjacentes. A radiação UV é usada para controlar microrganismos no ar. A lâmpada UV ou germicida comumente é encontrada em salas de hospitais, enfermarias, entre outros. Uma grande desvantagem da luz UV como desinfetante é que a radiação não é muito penetrante, assim, os organismos a serem mortos devem ser expostos diretamente aos raios.
· MÉTODOS QUÍMICOS DE CONTROLE MICROBIANO
- Os agentes químicos são usados para controlar o crescimento de microrganismos em tecidos vivos e objetos inanimados. Porém, poucos agentes químicos proporcionam a esterilidade; a maioria deles meramente reduz as populações microbianas em níveis mais seguros ou removem as formas vegetativas de patógenos em objetos.
- Um problema comum na desinfecção é a seleção de um agente. Nenhum desinfetante isolado é apropriado para todas as circunstâncias. A concentração de um desinfetante influencia sua ação; assim, ele sempre deve ser diluído exatamente como especificado pelo fabricante. A desinfecção é um processo gradual.
Obs: o pH do meio tem um grande efeito na atividade de um desinfetante.
· Tipos de desinfetantes
a) Fenol e compostos fenólicos
- Agem rompendo a membrana plasmática, desnaturando enzimas.
- Fenol: raramente usado como antisséptico ou desinfetante, devido às possibilidades de irritação e odor desagradável. Ex: Lister foi o primeiro a usar fenol para controlar infecções cirúrgicas.
- Compostos fenólicos: reduzem as propriedades irritantes ou aumentam a atividade antibacteriana em combinação com sabão e detergente. São agentes apropriados para desinfecção de pus, saliva e fezes. Ex: O-fenilfenol é o principal componente da maiorias das formulações de Lysol.
b) Bifenóis
- São derivados do fenol, que possuem dois grupos ligados por uma ponte.
- Causa uma provável ruptura da membrana plasmática.
- O triclosano é um exemplo especialmente comum de um bifenol. É de amplo espectro, porem mais eficaz contra gram-positivos.
c) Biguanidas
- Apresenta um amplo espectro de atividade, com um mecanismo de ação que afeta principalmente as membranas celulares bacterianas.
- São especialmente efetivas contra bactérias gram-positivas. E também contra bactérias gram-negativas, com exceção da maioria das pseudômonas.
- A biguanida mais conhecida é a clorexidina, usada no controle microbiano da pele e das membranas mucosas. Também é usada para a escovação cirúrgica das mãos.
d) Halogênios
- Particularmente o iodo e o cloro são os agentes antimicrobianos eficazes, tanto isoladamente quanto como constituintes de compostos inorgânicos ou orgânicos.
- Iodo: é um dos antissépticos mais antigos e eficazes, sendo eficiente contra todos os tipos de bactérias, endósporos, fungos e alguns vírus. O iodo impede a síntese de algumas proteínas e causa alterações nas membranas celulares microbianas, aparentemente pela formação de complexos com aminoácidos e ácidos graxos insaturados. O iodo esta disponível como um iodóforo, que é a combinação de iodo e uma molécula orgânica. Um iodóforo mais comum é o Betadine, usado na desinfecção da pele e no tratamento de feridas.
- Cloro: possui ação germicida causada pelo HOCL que se forma quando o cloro é adicionado a agua. Uma forma liquida de gás cloro é bastante usada para desinfetar a agua potável municipal, a agua das piscinas e o esgoto. O hipoclorito de sódio é usado como desinfetante domestico e alvejante, desinfetante em fabricas de laticínios e alimentos e sistemas de hemodiálise.
e) Álcoois
- Matam efetivamente as bactérias e os fungos, mas não os endósporos e os vírus não envelopados.
- O mecanismo de ação do álcool normalmente é a desnaturação de proteínas, mas ele também pode romper membranas e dissolver muitos lipídeos, incluindo o componente lipídico dos vírus envelopados.
- Dois dos álcoois mais comumente usados são o etanol e o isopropanol. A concentração ótima recomendada de etanol é de 70%, mas concentrações entre 60 e 95% também parecem funcionar. O etanol puro é menos efetivo que as soluções aquosas, pois a desnaturação requer agua.
f) Esterilização química
- Inibe as funções vitais da célula.
- O oxido de etileno é o mais comumente usado. Peroxido de hidrogênio aquecido e dióxido de cloro apresentam usos específicos.
- Usado preferencialmente para a esterilização de objetos que seriam danificados pelo calor.
AULA 7
· MECANISMOS DE ACAO DE ANTIMICROBIANOS E QUIMIOTERÁPICOS
- Paul Ehrlich: especulou sobre uma “bala magica” que encontraria e destruiria patógenos de forma seletiva, porem sem afetar o hospedeiro.
- Antibiótico: substancia produzida por um microrganismo que, em pequenas quantidades, pode inibir outros microrganismos.
- Drogas sintéticas: agentes quimioterápicos preparados a partir de produtos químicos produzidos em laboratório.
· O ESPECTRO DA ATIVIDADE ANTIMICROBIANA
- Espectro restrito de atividade bacteriana: restringe-se a apenas alguns tipos microbianos. A penicilina G, por exemplo, afeta bactérias gram-positivas, mas poucas bactérias gram-negativas.
- Antibióticos de amplo espectro: afetam amplamente vários tipos de bactérias gram-positivas ou gram-negativas.
- Um fator primário envolvido na toxicidade seletiva de ação antimicrobiana reside na camada externa de lipopolissacarideos de bactérias gram-negativas e nas porinas, que formam canais aquosos através dessa camada. Drogas que atravessam os canais de porinas precisam ser relativamente pequenas e hidrofílicas. Drogas lipofílicas ou muito grandes não conseguem penetrar imediatamente em uma bactéria gram-negativa.
- Uma vez que a identidade do patógeno nem sempre é imediatamente reconhecida, uma droga de amplo espectro poderia ser vantajosa no tratamento de uma doença por poupar um tempo. No entanto, a desvantagem é que essas drogas destroem grande parte da microbiota normal do hospedeiro.
- Se o antibiótico não destrói certos organismos na microbiota normal, mas elimina seus competidores, os sobreviventes podem proliferar e tornar patógenos oportunistas. Ex: Candidaalbincans, a qual não é sensível a antibióticos bacterianos.
· AÇAO DAS DROGAS ANTIMICROBIANAS
- As drogas antimicrobianas podem ser bactericidas (matam diretamente os micróbios) ou bacteriostáticas (impedem o crescimento dos micróbios). Na bacteriostase, as próprias defesas do hospedeiro (fagocitose, produção de anticorpos) normalmente destroem o microrganismo.
- Os modos de ação dessas drogas são:
1) Inibição da síntese de parede celular
- A parece celular bacteriana consiste em uma rede de peptideoglicano. Este é encontrado apenas na parede celular bacteriana.
Penicilina
· Grupo que engloba mais de 50 antibióticos quimicamente relacionados.
· Apresentam uma estrutura contendo um anel beta lactamico.
· É um inibidor da síntese de parede celular. Ela é um dos antibióticos que previne a síntese de peptideoglicanos intactos, impedindo a ligação cruzada dos mesmos; consequentemente,a parede celular fica enfraquecida e a célula sofre lise. Uma vez que a penicilina age sobre o processo de síntese, somente células que estejam crescendo ativamente são afetadas por esse antibiótico.
· Penicilina G:
· É uma penicilina natural.
· Possui um espectro de atividade bastante restrito. 
· Quando inoculada por injeção intramuscular, a penicilina G é rapidamente excretada do organismo. 
· Quando administrada oralmente, a acidez dos fluidos digestivos no estomago diminui sua concentração.
· Penicilina procaína: é uma combinação das drogas procaína e penicilina G, que é retida no organismo em concentrações detectáveis por ate 24 horas, com o pico de concentração ocorrendo em 4 horas.
· Penicilina benzatina: é uma combinação de benzatina e penicilina G. Apesar de possuir tempos de retenção de ate 4 meses, a concentração da droga é tão baixa que os microrganismos precisam ser muito sensíveis a ela.
· As penicilinas naturais apresentam algumas desvantagens: estreito espectro de atividade e suscetibilidade apenicilinases.Penicilinases são enzimas produzidas por muitas bactérias, mais notadamente espécies de estafilococos, que clivam o anel beta lactamico da molécula de penicilina.
· Penicilinas semissintéticas: são desenvolvidas para superar as desvantagens das penicilinas naturais. Os cientistas desenvolveram essas penicilinas de duas maneiras: primeiro é possível interromper a síntese de uma molécula de penicilina e obter apenas o núcleo comum das penicilinas; segundo, é possível remover as cadeias laterais de moléculas naturais e completas e, em seguida adicionar outras cadeias laterais que as tornem mais resistentes a penicilinases ou ampliem seu espectro de ação.
· Penicilinas resistentes a penicilinases: um organismo que apresenta resistência é chamado de MRSA. 
· Cefalosporinas: inibe a síntese de parede celular de forma similar a ação das penicilinas. Elassão mais utilizadas que qualquer outro antibiótico beta lactamico. O anel beta lactamico das cefalosporinas difere do das penicilinas. As cefalosporinas de primeira geração tem um espectro de ação relativamente restrito, em especial contra bactérias gram-positivas (ex: cefalotina). As cefalosporinas de segunda geração possuem um espectro mais estendido (ex:cefaclor)
· Antibióticos polipeptídicos: um dos melhores exemplos é a vancomicina. Esse antibiótico é derivado de um grupo pequeno de glicopeptideos. Embora tenha um espectro de atividade bastante restrito, com base na inibição da síntese da parede celular, a vancomicina tem sido muito importante no que diz respeito ao problema do MRSA. A vancomicina vem sendo considerada a ultima linha de defesa antibiótica no tratamento de infecções por Staphylococcus aureus. Sãoresistentes as penicilinases e atuam contra bactérias gram-positivas.
2) Inibição da síntese de proteínas
- Como a síntese de proteínas é comum a todas as células, sejam procarióticas ou eucarióticas, esse processo pareceria um alvo improvável para a toxicidade seletiva. Entretanto, há uma diferença notável entre procariotos e eucariotos, que é a estrutura de seus ribossomos.
- As células eucarióticas possuem ribossomos 80S e as células procarióticas tem ribossomos 70S (constituído pelas unidades 50S e 30S). A abreviatura S descreve a taxa de sedimentação relativa em uma centrifuga de alta velocidade. 
- A diferença na estrutura ribossômica é a razão da toxicidade seletiva dos antibióticos que afetam a síntese de proteínas. Porém, as mitocôndrias também contem ribossomos 70S semelhantes aos bacterianos. Dessa forma, antibióticos que afetam os ribossomos 70S podem causar efeitos adversos nas células do hospedeiro.
- Entre os antibióticos que interferem com a síntese de proteínas, estão:
· Cloranfenicol: inibe a formação de ligações peptídicas nas cadeias nascentes de polipeptideos pela reação com a porção 50S do ribossomo procarioto 70S. É um antibiótico relativamente barato e tem um amplo espectro de ação, de forma que é utilizado com frequência quando baixos custos são essenciais. Porém, esse antibiótico causa sérios efeitos adversos, sendo o mais importante à supressão da atividade da medula óssea, o que afeta a formação das células do sangue. Os médicos são aconselhados a não utilizar a droga em condições triviais ou em circunstancias quando outras drogas alternativas estão disponíveis.
· Aminoglicosídeos: encontram-se ligados por ligações glicosídicas. Estão entre os primeiros antibióticos a apresentar atividade significativa contra bactérias gram-negativas. Alguns tipos desse antibiótico como a estreptomicina e a gentamicina, interferem nas etapas iniciais da síntese proteica por alteração conformacional da porção 30S do ribossomo 70S procariótico.
· Tetraciclinas: formam um grupo de antibióticos de amplo espectro. Esses antibióticos interferem na ligação do tRNA carreando aminoácidos específicos, a porção 30S do ribossomo 70S procariótico, o que previne a adição de aminoácidos as cadeias nascentes de polipeptideos. Pequenas quantidades dessa droga podem entrar nas células do hospedeiro, o que justifica o fato de que patógenos intracelulares como clamídias e riquetsias são sensíveis às tetraciclinas. Nesses casos, a toxicidade seletiva da droga se deve a maior sensibilidade bacteriana no nível ribossômico. As tetraciclinas suprimem a microbiota intestinal normal, podendo gerar desconforto gastrointestinal e superinfecções. 
· Macrolídeos: formam um grupo de antibióticos que recebe seu nome devido à presença de um anel lactonicomacrocíclico. A eritromicina é o macrolideo mais conhecido. Seu modo de ação consiste na inibição da síntese proteica. Entretanto, a eritromicina não é capaz de penetrar a parede bacteriana da maioria dos bacilos gram-negativos. Assim seu espectro de ação é similar aquele apresentado pela penicilina G, sendo uma droga. 
· Estreptograminas: possuem substancias que são uma alternativa ao tratamento de infecções causadas por bactérias gram-positivas resistentes à vancomicina.
3) Inibição da síntese de ácidos nucleicos 
- Vários antibióticos interferem nos processos de replicação de DNA e transcrição em microrganismos. Algumas drogas com essa atividade apresentam utilidade limitada, uma vez que também interferem no metabolismo de DNA e RNA mamífero.
- Alguns antibióticos que interferem na inibição são:
· Rifamicinas: a droga mais conhecida derivada da família das rifamicinas é a rifampina. Estão estruturalmente relacionadas aos macrolideos e inibem a síntese de mRNAs. A utilização mais importante das rifampinas é contra micobactérias, durante o tratamento de tuberculose e lepra. Uma característica valiosa dessa droga é sua capacidade de penetrar tecidos e alcançar concentrações terapêuticas no fluido cerebroespinhal e em abcessos.
· Quinolonas e fluoroquinolonas: as quinolonas exercem um efeito bactericida pela inibição seletiva de uma enzima necessária para a replicação do DNA. As fluoroquinolonas sãoquinolonas sintéticas, que apresentam um amplo espectro e são relativamente atóxicas. 
4) Danos à membrana plasmática
- Certos antibióticos, especialmente aqueles compostos por polipeptídios, induzem mudanças na permeabilidade da membrana plasmática; essas mudanças resultam na perda de metabólitos importantes pela célula microbiana.
- A síntese da membrana plasmática bacteriana requer a produção de determinados ácidos graxos. O bloqueio desse processo é o alvo de vários antibióticos e drogas antimicrobianas.
- Um exemplo de antibiótico que causa danos à membrana é a polimixina B, que é um antibiótico bactericida eficiente contra bactérias gram-negativas.
5) Inibição da síntese de metabolitos essenciais
- A atividade enzimática especifica de um microrganismo pode ser inibida competitivamente por uma substancia que se assemelha ao substrato normal da enzima
· Sulfonamidas: estão entre os primeiros agentes antimicrobianos sintéticos utilizados para o tratamento de doenças microbianas. Essas drogas são utilizadas na quimioterapia, infecções urinárias, infecções por queimaduras. As sulfonamidas são bacteriostáticas.