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2. Classificação dos Seres vivos e Citologia bacteriana 2.1 Características gerais das bactérias • São seres unicelulares, aparentemente simples, sem carioteca, ou seja, sem membrana nuclear. Há um único compartimento, o citoplasma. • O material hereditário, uma longa molécula de DNA, está enovelado na região, aproximadamente central, sem qualquer separação do resto do conteúdo citoplasmático. Suas paredes celulares, quase sempre, contêm o polissacarídeo complexo peptidoglicano. O peptidoglicano é formado por dois tipos de açúcares (o ácido N- acetilmurâmico e a N-acetilglucosamina) e alguns aminoácidos. O peptidoglicano é a estrutura que confere rigidez à parede celular de bactérias, determina a forma da bactéria e protege da lise osmótica, quando em meio hipotônico. • Usualmente se dividem por fissão binária. Durante este processo, o DNA é duplicado e a célula se divide em duas. Tamanho Invisíveis a olho nu, só podendo ser visualizada com o auxílio do microscópio, as bactérias são normalmente medidas em micrômetros (μm), que são equivalentes a 1/1000mm (10-3mm). As células bacterianas variam de tamanho dependendo da espécie, mas a maioria tem aproximadamente de 0,5 a 1μm de diâmetro ou largura. https://pt.wikipedia.org/wiki/Monossacar%C3%ADdeo https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_N-acetilmur%C3%A2mico https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_N-acetilmur%C3%A2mico https://pt.wikipedia.org/wiki/N-Acetilglicosamina https://pt.wikipedia.org/wiki/N-Acetilglicosamina https://pt.wikipedia.org/wiki/Amino%C3%A1cido https://pt.wikipedia.org/wiki/Parede_celular https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Lise_osm%C3%B3tica&action=edit&redlink=1 Morfologia Há uma grande variedade de tipos de bactérias e suas formas variam, dependendo do gênero da bactéria e das condições em que elas se encontram. Apresentam uma das três formas básicas: cocos, bacilos e espirilos. 1) COCOS – são células geralmente arredondadas, mas podem ser ovoides ou achatadas em um dos lados quando estão aderidas a outras células. Os cocos quando se dividem para se reproduzir, podem permanecer unidos uns aos outros, o que os classificam em: a) Diplococos – são os que permanecem em pares após a divisão. b) Estreptococos - são aqueles que se dividem e permanecem ligados em forma de cadeia. c) Tétrades – são aqueles que se dividem em dois planos e permanecem em grupos de quatro. d) Estafilococos - são aqueles que se dividem em múltiplos planos e formam cachos (forma de arranjo). e) Sarcinas - são os que se dividem em três planos, permanecendo unidos em forma de cubo com oito bactérias. 2) BACILOS são células cilíndricas ou em forma de bastão. Existem diferenças consideráveis em comprimento e largura entre as várias espécies de bacilos. As porções terminais de alguns bacilos são quadradas, outras arredondadas e, ainda, outras são afiladas ou pontiagudas. 3) ESPIRILOS são bactérias de forma espiralada (como um saca-rolhas). Algumas formas são rígidas e outras flexíveis (espiroquetas). Uma forma que se parece com uma vírgula chama-se vibrião. Doenças que são causadas: cólera. 2.2 Estruturas bacterianas Com a ajuda do microscópio, podemos observar uma diversidade de estruturas, funcionando juntas numa célula bacteriana. Algumas dessas estruturas são encontradas externamente fixadas à parede celular, enquanto outras são internas. A parede celular e a membrana citoplasmática são comuns a todas as células bacterianas. Parede celular A parede celular é uma estrutura rígida que mantém a forma característica de cada célula bacteriana. A estrutura é tão rígida que mesmo altas pressões ou condições físicas adversas raramente mudam a forma das células bacterianas. É essencial para o crescimento e divisão da célula. As paredes celulares das células bacterianas não são estruturas homogêneas, apresentam camadas de diferentes substâncias que variam de acordo com o tipo de bactéria. Elas diferem em espessura e em composição. Além de dar forma à bactéria, a parede celular serve como barreira para algumas substâncias, previne a evasão de certas enzimas, assim como a entrada de certas substâncias químicas e enzimas indesejáveis, que poderiam causar danos à célula. Nutrientes líquidos necessários à célula têm passagem permitida. Membrana citoplasmática Localiza-se imediatamente abaixo da parede celular. A membrana citoplasmática é o local onde ocorre a atividade enzimática e do transporte de moléculas para dentro e para fora da célula. É muito mais seletiva à passagem de substâncias externas que a parede celular. 2.3 Estruturas externas a parede celular Glicocálice Significa revestimento de açúcar – é um envoltório externo à membrana plasmática que ajuda a proteger a superfície celular contra lesões mecânicas e químicas. É composto de moléculas de açúcar associadas aos fosfolipídios e às proteínas dessa membrana. O glicocálice bacteriano é um polímero viscoso e gelatinoso que está situado externamente à parede celular. Na maioria dos casos, ele é produzido dentro da célula e excretado para a superfície celular. O glicocálice é descrito como uma cápsula. Em certas espécies, as cápsulas são importantes no potencial de produção de doenças da bactéria. As cápsulas, frequentemente, protegem as bactérias patogênicas da fagocitose pelas células do hospedeiro. Flagelos e cílios Flagelo significa chicote – longo apêndice filamentoso que serve para locomoção. Se as projeções são poucas e longas em relação ao tamanho da célula, são denominados flagelos. Se as projeções são numerosas e curtas lembrando pelos, são denominados cílios. Existem quatro tipos de arranjos de flagelos, que podem ser classificados em: • Monotríquio (um único flagelo polar). • Anfitríquio (um único flagelo em cada extremidade da célula). • Lofotríquio (dois ou mais flagelos em cada extremidade da célula). • Peritríquio (flagelos distribuídos por toda célula). As bactérias móveis contêm receptores em várias localizações, como dentro ou logo abaixo da parede celular. Estes receptores captam os estímulos químicos, como o oxigênio, a ribose e a galactose. Em resposta aos estímulos, a informação é passada para os flagelos. Se um sinal quimiotático (estímulo químico) é positivo, denominado atraente, as bactérias se movem em direção ao estímulo com muitas corridas e poucos desvios. Se um sinal é negativo, denominado repelente, a frequência de desvios aumenta à medida que a bactéria se move para longe do estímulo. Filamentos axiais São feixes de fibrilas que se originam nas extremidades das células e fazem uma espiral em torno destas. A rotação dos filamentos produz um movimento que propele as espiroquetas (bactérias que possuem estrutura e motilidade exclusiva) como a espiroqueta Leptospira, o agente causador da sífilis, em um movimento espiral. Este movimento é semelhante ao modo como o saca-rolha se move, permitindo que as bactérias se movam efetivamente através dos tecidos corporais. Fimbrias e pili São apêndices semelhantes a pelos mais curtos, mais retos e mais finos que os flagelos, são usados para fixação em vez de motilidade. Essas estruturas, que distribuídas de modo helicoidal em torno de um eixo central, são divididas em fimbrias e pili, possuindo funções diversas. As fimbrias permitem as células aderir às superfícies, incluindo as de outras células. As fimbrias de bactérias Neisseria gonorhoeae, o agente causador da gonorreia, auxiliam o micróbio a colonizar as membranas mucosas e uma vez que a colonização ocorre, as bactérias podem causar doenças. Os pili (singular pilus), normalmente, são mais longos que as fimbrias, havendo apenas um oudois por célula. Os pili unem-se as células e tem a função de transferência de DNA. Área nuclear ou nucleoide Contém uma única molécula circular longa de DNA de dupla fita, o cromossomo bacteriano. É a formação genética da célula que transporta toda informação necessária para as estruturas e as funções celulares bacterianas na preparação para transferência de DNA de uma célula para outra. Ribossomos Servem como locais de síntese proteica. São compostos de duas subunidades, cada qual consistindo de proteínas e de um tipo de RNA denominado ribossômico (RNAr). Os ribossomos procarióticos diferem dos eucarióticos no número de proteínas e de moléculas de RNA. Devido a essa diferença, a célula microbiana pode ser morta pelo antibiótico, enquanto a célula do hospedeiro eucariótico permanece intacta. Esporos Os esporos se formam dentro da célula bacteriana, também chamados de endósporos, são exclusivos de bactérias. São células desidratadas altamente duráveis, com paredes espessas e camadas adicionais. Os gêneros Bacillus e Clostridium podem apresentar esporos, estruturas que constituem formas de defesa e não devem ser confundidas com unidades reprodutivas. Na forma de esporos, essas bactérias têm a capacidade de resistir à ação de agentes químicos diversos, às temperaturas inadequadas, aos meios de radiação, ácidos e outras condições desfavoráveis. Plasmídeos São moléculas de DNA de dupla fita pequenas e circulares. Não estão conectados ao cromossomo bacteriano principal e replicam-se, independentemente, do DNA cromossômico. Podem ser ganhos ou perdidos sem lesar a celular e transferidos de uma bactéria para outra. Podem transportar genes para atividades como a resistência aos antibióticos, tolerância aos metais tóxicos, produção de toxinas e síntese de enzimas. Quanto mais alto o peso molecular maior será sua importância. Cada plasmídeo tem uma função própria, os que não têm função são crípticos e apresentam baixo peso molecular. Reprodução Quando os microrganismos estão em um meio apropriado (alimentos, meios de cultura, tecidos de animais ou plantas) e em condições ótimas para o crescimento, um grande aumento no número de células ocorre em um período de tempo relativamente curto. A reprodução das bactérias se dá, principalmente, de forma assexuada, em que novas células iguais a que deu origem são produzidas. As bactérias se reproduzem assexuadamente por fissão binária, na qual uma única célula parental simplesmente se divide em duas células filhas idênticas. Anteriormente à divisão celular, os conteúdos celulares se duplicam e o núcleo é replicado. O tempo de geração, ou seja, o intervalo de tempo requerido para que cada microrganismo se divida ou para que a população de uma cultura duplique em número é diferente para cada espécie e é fortemente influenciado pela composição nutricional do meio em que o microrganismo se encontra. Classificação das bactérias As bactérias são divididas em dois grandes grupos: Eubactérias e Arqueobactérias. ● As eubactérias apresentam composição da parede celular diferente das arqueobactérias, frequentemente aparecem aos pares, em cadeias, formando tétrades ou agrupadas. Algumas apresentam flagelos, favorecendo seu deslocamento rapidamente em líquidos. São de grande importância na natureza e na indústria, sendo essenciais na reciclagem de lixo orgânico e na produção de antibiótico como a streptomicina. As infecções causadas pelas eubactérias incluem as streptocócica de garganta, tétano, cólera, tuberculose, etc. ● As arqueobactérias assemelham-se as eubactérias quando observadas por meio de um microscópio, mas existem diferenças importantes quanto a sua composição química, à atividade e ao meio ambiente em que se desenvolvem tais como em elevada concentração de salina ou acidez elevada e altas temperaturas a exemplo de piscinas térmicas e lagoas salinas. 2.4 Mecanismos de resistência bacteriana Desde que Alexander Fleming descobriu o primeiro antibiótico, a penicilina, em 1928, o homem e a bactéria disputam uma corrida e a liderança da competição vem se alterando o tempo todo. A previsão, porém, é de que os antibióticos, as drogas milagrosas do século XX, terminem vencidos pela bactéria, um dos seres mais primitivos na face da Terra. Se isso de fato acontecer, a humanidade fará uma viagem no tempo em marcha ré: voltará a era em que as mulheres morriam de parto por causa de contaminação no sangue, quando uma simples infecção de ouvido infantil podia se transformar numa terrível meningite e pequenos cortes, as vezes, provocavam até complicações fatais. O uso indiscriminado (abusivo) dos antibióticos desde sua industrialização promoveu uma seleção natural das bactérias patogênicas (causadoras de doenças). Por isso as populações atuais desses micróbios são bastante resistentes aos medicamentos. Muitas vezes torna-se quase impossível combatê-las e para tanto é preciso usar antibióticos tão poderosos que causam problemas ao próprio paciente, como danos ao fígado ou tecido ósseo. 2.5 Desenvolvimento de resistência Antes do desenvolvimento dos antibióticos, as infecções bacterianas sistêmicas eram tão sérias e tão temidas, quanto a AIDS, o é, nos dias de hoje, pois eram uma das principais causas de morte. Por mais de 50 anos, os antibióticos são empregados (na indústria, agricultura, pecuária e mesmo nos ambientes domésticos), para tratar ou inibir de forma rápida e eficaz a maioria das infecções comuns. Considerados como drogas milagrosas, em 1954, foram fabricadas 1000 toneladas de antibióticos, contra uma produção atual estimada em mais de 25 mil. No entanto, não houve atenção para as consequências adversas de seu uso indiscriminado, como ocorre ainda hoje, certa indiferença sobre qualquer problema potencialmente sério, relacionado a esses fármacos, porque assim como os antimicrobianos podem ser prescritas em tratamentos subterapêuticos, ou em superdoses, as bactérias são estimuladas a adquirir nova força em um processo seletivo. "A resistência é o preço a pagar para se ter e usar um antibiótico, pois a natureza rejeita o vácuo e fará o possível para preenchê-lo.” Os custos dos tratamentos com antimicrobianos respondem por 20 a 60% dos gastos com aquisição de medicamentos da maioria dos hospitais. Quando a política administrativa pressiona para a aquisição de antimicrobianos mais baratos, os gastos gerados para tratar os micro- organismos resistentes podem inviabilizar qualquer dotação orçamentária, pelo prolongamento do tempo de internação para o tratamento destas cepas, que muitas vezes tornam-se endêmicas nos hospitais, além de gerar o desgaste profissional, pela impotência da equipe de saúde em obter sucesso no tratamento de pacientes que adquirem essas infecções. A resistência à antibióticos é um problema que está se agravando, pelo desenvolvimento de micro-organismos, extremamente difíceis de se tratar. Para o paciente, a resistência antimicrobiana resulta no aumento da morbidade, e da mortalidade. Para a instituição, no aumento dos custos da assistência à saúde. A prescrição de antibióticos para infecções de etiologia viral, que não necessitam tratamentos, potencializa certamente o desenvolvimento da resistência. São empregados também, rotineiramente, antibióticos de amplo espectro, em casos onde um outro fármaco mais simples seria suficiente, para erradicar a infecção. As bactérias possuem um número notável de mecanismos genéticos para desenvolvimento de resistência aos antimicrobianos: podem sofrer mutação cromossômica, manifestar um gene latente de resistência cromossomal, adquirir novo material de resistência genética através de troca direta de DNA por conjugação, através de bacteriófago (transdução),através de plasmídeo extracromossomal de DNA (também por conjugação), ou ainda por aquisição de DNA, via transformação. Não é incomum para uma única cepa de bactéria encontrada em um hospital, possuir vários desses mecanismos de resistência simultaneamente. Outros fatores que contribuem para o surgimento de resistência incluem a severidade crescente da doença, o aumento do comprometimento do sistema imunológico, as intervenções invasivas, a transferência de pacientes entre clínicas, a falha nos procedimentos de controle de infecção e as precauções de isolamento ineficazes. Verifica-se na prática clínica, que, quando os pacientes não respondem a um antimicrobiano particular, a resposta de muitos médicos, simplesmente é substituir a droga e analisar seu êxito, ou sua ineficácia. O emprego de alternativas terapêuticas sem embasamento nos testes bacteriológicos primários, ou sem uma pesquisa nos dados da literatura médica, promove ou potencializa a resistência aos antimicrobianos. O surgimento da resistência à antibióticos, é uma consequência direta de seu emprego, e a resistência é, então, estabelecida pela pressão seletiva mostrada por estes fármacos. Esse uso indiscriminado de antimicrobianos sobre certas cepas bacterianas traz como consequência inevitável, o desenvolvimento de sua resistência. Para aqueles antibióticos que são derivados de produtos naturais, a resistência está relacionada à aquisição de genes codificadores de enzimas que inativam o antibiótico, como as betalactamases, modificam seu alvo, como a produção de PBP's (Penicilin Binding Proteins) modificadas, ou promovem o efluxo ativo do antibiótico, como os macrolídios. Crê-se que esses genes de resistência se desenvolveram há centenas de milhões de anos nas bactérias do solo, com a finalidade de proteger contra os antibióticos produzidos por outras bactérias do solo, ou contra seus próprios antibióticos. Segundo Stuart B. Levy, presidente da Aliança para Uso Prudente dos Antibióticos (APUA), a resistência pode ocorrer eventualmente para todos os antibióticos. No processo inicial de desenvolvimento de resistência bacteriana hospitalar, as bactérias ambientais recebem tratamento antimicrobiano em doses limitadas, suficientes para impedir, na maioria dos casos, que um paciente manifeste sinais de infecção. No entanto, com o passar do tempo, o grau de resistência e o número de bactérias resistentes aumentam, invertendo o quadro a favor das bactérias. Este processo genético e anormal de aquisição de resistência, não permite que a mesma desapareça, quando estabelecida. 2.6 Mecanismos genéticos de resistência a) Resistência Plasmidial Além do DNA cromossômico, as células bacterianas podem conter pequenas moléculas circulares de DNA denominadas plasmídios. Certos plasmídios possuem genes responsáveis pela síntese de enzimas que destrõem um antibiótico antes que ele destrua a bactéria. São os chamados plasmídios R (de resistência aos antibióticos). Eles também possuem genes que permitem sua passagem de uma bactéria para outra (fator F). Quando dois ou mais tipos de plasmídios R estão presentes em uma mesma bactéria, os genes de um deles podem passar para outro por recombinação gênica através dos processos de: conjugação, transformação e transdução. Esse mecanismo faz com que surjam plasmídios R portadores de diversos genes para resistência a diferentes antibióticos. Os plasmídios podem estar integrados no cromossomo, sendo capazes de transferir genes de resistência para espécies não aparentadas geneticamente. b) Resistência Cromossômica Como a resistência cromossômica depende de mutação espontânea, evento raro, ela é dirigida quase sempre a uma só droga e os genes são transferidos com frequência relativamente baixa. Por isso, seu impacto clínico é menor que o da resistência plasmidial. Não podemos nos esquecer ainda, que bactérias sensíveis podem receber, de graça, genes cromossômicos mutantes de bactérias já resistentes, através dos processos de transformação, conjugação e transdução (que são os mecanismos de replicação das bactérias). c) Transposons Os transposons são segmentos de DNA com grande mobilidade. Eles codificam a enzima transponase responsável por sua transferência para outros segmentos de DNA. Eles são promíscuos: criam as variações invadindo diversos sítios do DNA hospedeiro, mas às vezes podendo produzir mutações letais. 2.7 Mecanismos de reprodução em bactérias a) Conjugação É a transferência de material genético (DNA plasmidial e/ou do cromossomo) entre duas bactérias. Na conjugação bacteriana duas bactérias unem-se temporariamente através de uma ponte citoplasmática. Em uma das células, denominada "doadora” ou macho”, ocorre a duplicação de parte do cromossomo. “Essa parte duplicada separa-se e, através da ponte citoplasmática, passa para outra célula, denominada “receptora” ou fêmea”, unindo-se ao cromossomo dessa célula receptora. b) Transdução É a transferência de material genético entre duas bactérias feitas por um vírus bacteriófago. c) Transformação É a incorporação de um material genético livre no meio por uma célula bacteriana. A transformação bacteriana acontece em alguns tipos de bactérias que conseguem adquirir trechos de moléculas de DNA dispersos no meio e incorporá-los ao seu DNA. Essas bactérias ficam então, com constituição genética modificada e são chamadas transformadas. Sob certas condições, qualquer tipo de DNA proveniente de outros seres vivos pode ser incorporado ao DNA bacteriano. Graças a essa possibilidade, os cientistas têm usado as bactérias em vários experimentos dentro da crescente área da Engenharia Genética, introduzindo nelas genes de outros seres vivos. https://pt.wikipedia.org/wiki/Bact%C3%A9ria https://pt.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9cula https://pt.wikipedia.org/wiki/DNA https://pt.wikipedia.org/wiki/Engenharia_Gen%C3%A9tica https://pt.wikipedia.org/wiki/Gene Atuação dos Antibióticos Medicamentos que revolucionaram a história da medicina, protegendo o homem do ataque de bactérias antes mortais, os antibióticos são hoje um instrumento indispensável na guerra mundial contra as doenças infecciosas bacterianas. Mas infectologistas do mundo todo estão cada vez mais preocupados com o uso inadequado dessas substâncias, a partir da automedicação ou do desconhecimento sobre o mecanismo de ação dos antibióticos, cuja pior consequência é a criação das chamadas superbactérias, microorganismos para os quais dificilmente existe cura. De tempos em tempos, dá-se o alerta: identificou-se no hospital y, na maternidade x ou em determinada comunidade uma cepa de bactérias (linhagem de microrganismos (vírus ou bactérias) produzida em laboratório (pode-se dizer que são clones) com a finalidade de estudos) que resiste a qualquer dos antibióticos conhecidos. Normalmente eliminadas por antibióticos, bactérias até então comuns tornam-se imbatíveis, praticamente imortais. E doenças que eram debeladas com o tratamento adequado transformam-se em moléstias fatais. “Em situações de multirresistência microbiana, é o como se voltássemos a era pré-antibiótica, quando os médicos não podiam intervir na evolução natural de uma infecção”. A resistência bacteriana é responsável por um importante aumento na morbidade e na mortalidade das doenças infecciosas e mesmo de outros tipos de patologias que evoluem com um quadro infeccioso. A resistência bacteriana é responsável também por um grande aumento nos custos diretos e indiretos envolvidos no tratamento das infecções que se tornam mais severas e prolongadas, aumentando assim o tempo de internação e o afastamento do paciente de suas atividades. Uma das bactérias que acabaram se tornando monstruosaspor causa do uso repetidamente inadequado de antibiótico é justamente a da tuberculose, a Mycobacter tuberculosis, que se transmite de pessoa. Isso explica os recentes picos de incidência da moléstia em países onde ela parecia ter sido controlada, como o Brasil e até os Estados Unidos. Em geral, um paciente tuberculoso precisa tomar os antibióticos indicados por um período médio de seis meses, ininterruptamente. Como os remédios não são isentos de efeitos colaterais e os sintomas desaparecem muito antes do prazo de tratamento, boa parte dos pacientes deixa de tomar os antibióticos por sua conta e risco. O resultado? “O objetivo do tratamento antibiótico não é eliminar os sintomas, mas as bactérias. Se o tratamento é interrompido antes do prazo, as bactérias que ainda estão vivas, que são justamente as mais fortes, estão prontas para um novo ataque". MECANISMOS DE AÇÃO DOS ANTIBIÓTICOS Produtos que agem no combate a bactérias são chamados de antimicrobianos e geralmente divididos entre bactericidas, bacteriostáticos. Apesar da similaridade dentre os nomes, as diferenças entre eles estão relacionadas ao mecanismo de ação desses biocidas. 1) Bactericidas Atuam na membrana plasmática ou parede celular bacteriana, inibindo sua síntese e provocando sua destruição. Como exemplo, temos os antibióticos penicilina, cefalosporina e vancomicina que atuam sobre as enzimas responsáveis pela síntese da parede. A bactéria pode adquirir resistência produzindo enzimas (transferases e betalactamases), que alteram ou degradam drogas, por inibição da permeabilidade da membrana plasmática e pelo efluxo de drogas (bombeamento de drogas para fora da célula). Contudo, existem produtos bactericidas que além de matar, também destroem as células mortas, neste caso chamamos de "Bacteriolítico". 2) Bacteriostáticos Atuam sobre o material genético bacteriano (cromossomo e plasmídio) bloqueando a replicação do DNA e a transcrição. Atuam também sobre os ribossomos, RNA mensageiro e transportador bloqueando a síntese de proteínas. Dessa forma, as bactérias ficam estáticas e morrem. 2.8 Mecanismos bacterianos de patogenicidade A capacidade que tem um agente infeccioso tem de uma vez instalado no organismo do homem e de outros animais, produzir sintomas em maior ou menor proporção, chama-se patogenicidade. Portanto, microrganismos patogênicos são aqueles capazes de causar enfermidades em condições apropriadas. O grau de patogenicidade dentro de um determinado gênero ou espécie é chamado de virulência. A virulência não está atribuída a um único fator, e sim, pode depender de vários fatores relacionados com o microrganismo, ao hospedeiro e a interação entre os dois. A virulência envolve duas características de um microrganismo patogênico: A) infecciosidade (capacidade de poder iniciar uma infecção) e B) gravidade de condição da infecção. Podemos caracterizar as cepas dentro de um mesmo gênero quanto ao grau de virulência em: alto grau, médio grau ou sem virulência (avirulentas). Como se inicia a Patogenicidade? Para se estabelecer um processo infeccioso, o microrganismo deve: • penetrar no hospedeiro e iniciar uma infecção. A capacidade do microrganismo de se aderir e sobreviver nas superfícies das mucosas do hospedeiro leva ao primeiro contato. A união dos microrganismos em superfícies epiteliais, muitas vezes não invade os tecidos mais profundos. Nesses casos, uma ou mais toxinas produzidas pelo patógeno são responsáveis pela patologia. Os microrganismos aderem as células das mucosas epiteliais e em seguida atravessam esta barreira, posteriormente se multiplicarão em tecidos subepiteliais, causando a destruição dos mesmos. Há organismos altamente invasivos que podem aderir e atravessar a superfície epitelial, multiplicando-se e invadindo tecidos mais profundos, podendo eventualmente chegar se corrente sanguínea e causar infecção generalizada (sepse ou septicemia). Existem bactérias que se aderem, invadem, multiplicam-se, e se adaptam para continuarem no hospedeiro, mas normalmente dentro das células do sistema reticuloendotelial. (sistema reticuloendotelial ou mononuclear fagocitário é o sistema constituído por células situadas em diferentes locais e tem capacidade fagocitária que desempenharem funções de defesa contra infecções). Ex.: Micobactérias. https://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula https://pt.wikipedia.org/wiki/Fagocitose https://pt.wikipedia.org/wiki/Fagocitose https://pt.wikipedia.org/wiki/Infec%C3%A7%C3%A3o Há algumas bactérias que são especificas, que infectam um determinado tipo de tecido. O Streptococcus pneumoniae, por exemplo, pode habitar a garganta e a nasofaringe, mas quando causa doença, infecta preferencialmente o trato respiratório inferior. A afinidade tecidual pode estar relacionada com a presença de receptores específicos para aderência bacteriana ou se há a presença de nutrientes. Temos como exemplo da dependência nutricional, a Brucella abortus, que causa abortos contagiosos no gado. Esta bactéria necessita do ácool-açucar eritritol, que está presente em elevadas concentrações nos tecidos uterinos e placentários bovinos, logo, esse microrganismo poderá habitar o trato genital bovino devido a essa preferência nutricional. 2.9 Fatores de virulência 2.9.1 Adesão É a capacidade das bactérias de se fixar nas células e tecidos do organismo. A adesão se dá pela presença de estruturas da superfície da célula bacteriana, definida como adesinas. As adesinas funcionam quando interagem com os receptores que existem no organismo. Estes receptores se localizam na superfície da célula ou são proteínas da matriz extracelular. As adesinas bacterianas incluem fimbrias, componentes da cápsula, ácidos lipoteicoicos das bactérias Gram-positivas, Gram-negativas, ou outro antígeno de superfície celular. As bactérias podem se aderir, por exemplo, a superfícies de vasos sanguíneos ou outras superfícies formando os biofilmes. Os biofilmes são microcolônias ou agregados bacterianos que são envolvidos por uma película de exopolissacarídeos produzida pela bactéria que se forma nas superfícies e funcionam como uma fonte permanente de bactérias que podem causar infecção. Nos biofilmes, as bactérias estão bem resguardadas das defesas do organismo e da ação dos antimicrobianos. Estes podem se formar tanto em superfícies mucosas (fibrose cística)ou nos dentes (placa dentária). 2.9.2 Invasão Além de aderirem, as bactérias também podem invadir diferentes células do nosso organismo para causar infecção. A penetração bacteriana nas células do organismo se dá pelo processo de fagocitose. Fagocitose é o processo pelo qual uma célula usa sua membrana plasmática para englobar partículas grandes, dando origem a um compartimento interno chamado fagossoma. Nos sistemas imunológicos de organismos multicelulares, a fagocitose é um dos principais mecanismos usados para remover patógenos e restos celulares. As bactérias penetram nas células dos organismos basicamente por fagocitose. A fagocitose é um processo normal do organismo, mediada pelo sistema de defesa. Nas células não fagocitárias, a fagocitose é induzida pelas bactérias, com a participação de proteínas chamadas invasinas, que podem estar presentes na membrana externa da bactéria ou serem injetadas no seu citoplasma. As células dos hospedeiros podem responder de diversas formas à invasão. Normalmente produzem citocinas e prostaglandinas ou morte celular por necrose ou apoptose. As bactérias têm necessidade de regular a expressão de seus genes de virulência para se adaptarem aos microambientes onde são obrigadas a sobreviver. Citocinas é um extenso grupo de moléculas envolvidas na emissão desinais entre as células durante o desencadeamento das respostas imunes. Prostaglandinas são sinais químicos celulares lipídicos similares a hormônios, porém que não entram na corrente sanguínea, atuando apenas na própria célula e nas células vizinhas (resposta parácrina). https://www.infoescola.com/biologia/fagocitose/ https://www.infoescola.com/biologia/citosol/ https://www.infoescola.com/sistema-imunologico/citocinas/ https://www.infoescola.com/compostos-quimicos/prostaglandinas/ https://www.infoescola.com/citologia/morte-celular/ https://www.infoescola.com/citologia/morte-celular/ https://www.infoescola.com/citologia/necrose/ https://www.infoescola.com/citologia/apoptose/ https://pt.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9cula https://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula https://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_imunit%C3%A1rio 2.9.3 Sideróforos Os sideróforos mais conhecidos são a catecolaminas e hidroxamatos. Definição: íons são átomos que perderam ou ganharam elétrons em razão de reações, eles se classificam em ânions e cátions: Ânion: átomo que recebe elétrons e fica carregado negativamente. Exemplos: N-3, Cl-, F- 1, O- 2. Cátion: átomo que perde elétrons e adquire carga positiva. Íons metálicos, como o ferro, estão entre as necessidades do metabolismo bacteriano. Os sideróforos são compostos de baixo peso molecular que têm grande afinidade por ferro e formam complexos importantes para as células. Dentro das células, o ferro é reduzido a uma forma solúvel (Fe II). O complexo sideróforo-ferro é necessário porque Fe é insolúvel no pH fisiológico e, portanto, não pode ser transportado entre células por meio de canais de ions. A produção de sideróforos é uma estratégia bastante interessante para as bactérias presentes em nosso corpo. Para que este processo não ocorra, o nosso organismo criou um mecanismo para retirar o ferro dos líquidos corpóreos. Assim, o ferro que existe no sangue está quase que todo ligado a hemoglobina nas células vermelhas (eritrócitos), a transferrina (no plasma) e a lactoferrina (no leite) e em outras secreções (lágrima, muco, etc.). Quando se inicia uma infecção, nosso organismo aumenta a produção de proteínas que sequestram a maior quantidade de ferro, tornando-o pouco disponível para a bactéria. Desta forma, bactérias que não competem eficazmente com o hospedeiro pelo ferro disponível são pouco patogênicas enquanto as que secretam os-(com ferro ligado) possibilitam sua internalização pela célula bacteriana, após ligar-se a receptores específicos. 2.9.4 Toxinas O termo usado em Microbiologia para nomear qualquer substância de origem bacteriana capaz de causar danos no organismo animal. As toxinas bacterianas são classificadas em: endotoxinas e exotoxinas. a) Endotoxinas O LPS (lipopolissacarídeo) é a endotoxina presente principalmente na membrana externa de membros da família Enterobacteriaceae. Sua estrutura é composta por três partes: ● Lipídeo A (glicopeptídeo composto de dissacarídeo que se liga aos ácidos graxos), ● Cerne (pequeno número de açucares comuns, como o ácido deoxioctanoico (KDO) e a heptose) e ● Antígeno O (composto formado por uma variedade de resíduos oligossacarídeos, que protegem a bactéria da ação de substâncias hidrofóbicas). O lipídio A é a parte toxigênica das bactérias como, por exemplo, Neisseria spp (gonorreia). b) Exotoxinas São substâncias químicas que incluem enzimas citolíticas e as proteínas que se ligam a receptores, alterando a função da célula e acarretando a sua morte. É excretada por microorganismos (bactérias). É o tipo de toxina liberada por bactérias para a corrente sanguínea. A exotoxina é liberada com o metabolismo e crescimento da bactéria, têm efeitos gerais, não causa febre. Mas causa efeitos que variam desde diarréia, perda da função neuronal e morte. É necessária pouca quantidade para causar um dano grande porque é muito tóxica (1 mg é suficiente para matar um milhão de cobaias). No entanto são sensíveis à temperatura e possuem uma maior inatividade entre os 60º-80ºC. A exotoxina é um dos componentes das bactérias Gram-Positivas e Gram- Negativas possuindo caráter patogênico. Existem 3 tipos de exotoxinas: citotoxinas, enterotoxinas e neurotoxinas. https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Alterando_a_fun%C3%A7%C3%A3o_da_c%C3%A9lula_e_acarretando_a_sua_morte&action=edit&redlink=1 https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Alterando_a_fun%C3%A7%C3%A3o_da_c%C3%A9lula_e_acarretando_a_sua_morte&action=edit&redlink=1 https://pt.wikipedia.org/wiki/Microorganismo https://pt.wikipedia.org/wiki/Bact%C3%A9ria https://pt.wikipedia.org/wiki/Toxina https://pt.wikipedia.org/wiki/Corrente_sangu%C3%ADnea https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Diarr%C3%A9ia%2C_perda_da_fun%C3%A7%C3%A3o_neuronal_e_morte&action=edit&redlink=1 https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Diarr%C3%A9ia%2C_perda_da_fun%C3%A7%C3%A3o_neuronal_e_morte&action=edit&redlink=1 As exotoxinas podem ser divididas em três grupos ou tipos: I, II, III. Essa divisão é de acordo as interações com as células do hospedeiro. • Grupo I No primeiro grupo, encontramos os superantígenos e as toxinas ST, que atuam somente na superfície das células. Entre as bactérias que produzem superantígenos, as mais frequentes e estudadas são Staphylococcus aureus e Streptococcus pyogenes. As toxinas ST (toxinas termoestáveis) são produzidas principalmente pela Escherichia coli (ETEC), atacando as células do epitélio intestinal, causando principalmente diarréia. • Grupo II As toxinas deste grupo têm como característica lesar a membrana citoplasmática, através da formação de poros, que leva a morte da célula. Como os glóbulos vermelhos (hemácias) são as células mais estudadas em relação a essas toxinas, estas receberam o nome de hemolisinas, mas isso não quer dizer que outras células não possam ser lesadas. A virulência dessas toxinas È demonstrada, principalmente, pela capacidade de matarem os fagócitos, rompendo à membrana dos fagossomas, e lisar as hemácias para captura do ferro da hemoglobina. Outros mecanismos também podem estar envolvidos, como a presença de toxinas que retiram o fosfato dos fosfolipídios (fosfolipases), desestruturando a membrana. • Grupo III No terceiro grupo está o maior número de toxinas e as mais importantes como fatores de virulência. https://www.infoescola.com/reino-monera/staphylococcus/ https://www.infoescola.com/reino-monera/streptococcus/ https://www.infoescola.com/doencas/virulencia/ Neste grupo encontramos as seguintes toxinas: toxina diftérica (Corynebacterium diphtheriae), toxina colérica (Vibrio cholerae),toxina botulínica (Clostridium botulinum), toxina tetânica (Clostridium tetani), coqueluche (Bordetella pertussis), adenilato ciclase invasiva (coqueluche) e exotoxina A (infecções pulmonares em pacientes com fibrose cística). 2.9.5 Enzimas hidrolíticas Enzimas como hialuronidase, colagenase e proteases são hidrolíticas, sendo capazes de degradarem componentes da matriz extracelular, desorganizando toda a estrutura dos tecidos. Esta degradação forma vários nutrientes que são utilizados pelas bactérias. Dificilmente se consegue distinguir o papel desenvolvido pelos fatores bacterianos daquele desenvolvido pelo processo inflamatório, visto que os fagócitos também produzem enzimas hidrolíticas. https://www.youtube.com/watch?v=8KlXDMo3WXM https://www.youtube.com/watch?v=J-UVJeGrnsI https://www.infoescola.com/toxicologia/toxina-botulinica/ https://www.infoescola.com/toxicologia/toxina-botulinica/ https://www.infoescola.com/doencas/coqueluche/ https://www.infoescola.com/doencas/fibrose-cistica/
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