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Microbiologia Clínica Prof. Me. Lucas Lima Microbiologia Clínica Ramo da Medicina que estuda os principais agentes microbianos causadores de doenças infectocontagiosas em humanos; destacando-se os aspectos de diagnóstico clínico laboratorial, patogênicos e epidemiológicos. Bacteriologia – Revisão (Microbiologia básica) Célula eucarionte x procarionte As células procarióticas não possuem organelas envolvidas por membrana. Todas as bactérias possuem citoplasmas, ribossomos, uma membrana plasmática e um nucleoide. A maioria das bactérias possui paredes celulares. O tamanho, a forma e o arranjo das células bacterianas Bactérias esféricas : geralmente são redondos, mas podem ser ovais, alongados ou achatados em uma das extremidades. Bactérias em forma de bastão (bastonete) Bactérias espirais: possuem uma ou mais curvaturas Bastões curvos Forma helicoidal, como um saca- rolha, e um corpo bastante rígido Forma helicoidal e flexível Outras formas bacterianas (menos comum) Pleomorfismo ✓ A forma de uma bactéria é determinada pela hereditariedade. ✓ Geneticamente, a maioria das bactérias é, monomórfica, ou seja, mantém uma forma única. ✓ Entretanto, uma série de condições ambientais pode alterar sua forma, que, quando alterada, dificulta uma identificação (Pleomorfismo) Gram 1884- COLORAÇÃO DIFERENCIAL Gram (+) e Gram (-) •Diferenças na estrutura da parede celular das bactérias Hans Christian Gram Estrutura bacteriana Membrana plasmática • A membrana citoplasmática bacteriana ou membrana plasmática, é uma estrutura de aproximadamente 8nm de espessura. • Forma uma barreira responsável pela separação do meio interno (citoplasma) e externo sendo vital para a célula. Composta de proteínas (60%) imersas em uma bicamada de lipídeos (40%), sendo os fosfolipídeos os mais importantes. Funções - Membrana Plasmática • Permeabilidade seletiva da célula; • Transporte de moléculas para dentro e para fora da célula • Sítio de atividade enzimática específica (produção de energia e digestão de nutrientes) • Duplicação do DNA Parede Celular - funções • Manutenção da forma bacteriana • Desempenha um papel importante na divisão celular como iniciadora da sua própria biossíntese, dando origem ao septo que separa as duas novas células oriundas da divisão celular • A composição química é usada na diferenciação em dois grupos bacterianos (Gram+ e Gram -) • Sítio de atuação de antimicrobianos Composição da parede celular Rede macromolecular denominada peptideoglicano (mureína), que esta presente isoladamente ou em combinação com outras substancias. O peptidioglicano representa a maior parte da parede das bactérias Gram-positivas, atingindo de 45% a 50% da massa seca da célula, ao passo que nas Gram-negativas não ultrapassa 5%. Parede celular de Gram + ácidos lipoteicóicos Parede celular de Gram - Lipopolissacarídeo Os açúcares que formam a cadeia lateral deste polissacarídeo variam de espécie para espécie e, por isso, são responsáveis pelas características antigênicas em bactérias Gram-negativas Coloração de Gram Safranina MS: 99,5 Cápsula / Camada viscosa • Glicocálice • Composição: polissacarídeos ou polipeptídios • Funções: • adesão celular (biofilme) • aumento da capacidade invasiva: escapam da fagocitose Ex: Streptococcus pneumoniae • reservatório de água e nutrientes: proteção ao dessecamento Glicocálice: polímero viscoso e gelatinoso que está situado externamente a parede celular • Cápsula / Camada viscosa Flagelos • Longos apêndices filamentosos que propelem as bactérias • Movimentação celular Flagelina Arranjos de flagelos bacterianos Distribuídos ao longo da célula Um único flagelo em um polo Dois ou mais flagelos na extremidade Flagelos em ambas as extremidades celulares • Obs: Algumas bactérias movimentam-se por outros meios, diversos da atividade flagelar, tais como o deslizamento provocado pelo fluxo protoplasmático ou pela resposta táxica (fototaxia, quimiotaxia). Pili / Fimbrias Apêndices semelhantes a pelos que são mais curtos, retos e finos que os flagelos são usados para fixação (fímbrias) e transferência de DNA (pili sexual) Citoplasma • Cerca de 80% do citoplasma são compostos de água, contendo principalmente proteínas (enzimas), carboidratos, lipídeos, íons inorgânicos e compostos de peso molecular muito baixo. • área nuclear (nucleóide/material genético), ribossomos e as inclusões (depósitos de reserva ) Ribossomos • Partículas citoplasmáticas onde ocorre a síntese proteica. • São compostos de RNA (60%) e proteína (40%). • Vários antibióticos atuam inibindo a síntese proteica nos ribossomos procarióticos. Plasmídeos • Moléculas de DNA circulares, menores que o cromossomo. • Conferem vantagens seletivas às células que as possuem (fatores de resistência e /ou a antibióticos) • São capazes de autoduplicação independente da replicação cromossômica e podem existir em número variável. Endospóros • Quando os nutrientes essenciais se esgotam, certas bactérias gram-positivas como as dos gêneros Clostridium e Bacillus formam células especializadas de “repouso”, denominadas endósporos. • Exclusivos das bactérias, os endósporos são células desidratadas altamente duráveis, com paredes espessas e camadas adicionais. • Eles são formados dentro da membrana celular bacteriana. Meios de cultura que inibem esporos Metabolismo bacteriano: reprodução, nutrição e crescimento Reprodução • Geralmente reproduzem – se assexuadamente por fissão binária ou cissiparidade. • Embora não ocorra reprodução sexuada, pode ocorrer troca de material genético entre as bactérias. • Tal recombinação genética pode ocorrer por transformação, conjugação ou transdução. • Transformação: incorporação de fragmentos de DNA perdidos por outra bactéria que se rompeu. • Conjugação: duas células bacterianas geneticamente diferentes trocam DNA através do pêlo sexual. • Transdução: moléculas de DNA são transferidas de uma bactéria para outra usando os vírus como vetores (bacteriófagos). Quando o bacteriófago entra numa célula bacteriana, o DNA do vírus mistura-se com uma parte do DNA bacteriano, de modo que o vírus passa a carregar essa parte do DNA. • Se o vírus infecta uma segunda bactéria, o DNA da primeira pode misturar-se com o DNA da segunda. Essa nova informação genética é então replicada a cada nova divisão. Crescimento Aumento do número de células e não ao aumento das dimensões celulares. A divisão celular nas bactérias ocorre por divisão binária Como as bactérias se multiplicam? ➢Ácidos nucléicos ➢Proteínas ➢Lipídeos ➢polissacarídeos 1 2Tempo de Geração Quando se dispõem de condições favoráveis (duplica em 20 minutos). 1 220min 420min 820min Crescimento • Temperatura • pH • Pressão osmótica – Carbono – Nitrogênio, enxofre, fósforo – Oxigênio Fatores Físicos Fatores Químicos Fatores Físicos • Temperatura de crescimento: • Mínima (menor temperatura onde é capaz de crescer) • Ótima (onde apresenta melhor crescimento) • Máxima (mais alta temperatura para crescer) • Classificação primária: • Psicrófilos – crescem em temperaturas baixas (-10° – 20°C ) • Psicotróficos - temperatura de refrigeração (0° – 30°C) • Mesófilos – crescem em temperaturas moderadas (10° – 50°C) • Termófilos – crescem em temperaturas altas (40° – 70°C) • Termófilos extremos ou hipertermófilos (ótima em > 80°C) Classificação microbiana - Temperatura – Ideal para bactérias: • faixa da neutralidade ( pH 6,5 – 7,5) - – Exceção: – pH 0,5 a 6,0 (com ótimo entre 2 e 3,5) – pH acima de 7,0 – Fungos filamentosos e leveduras: • São tolerantes a maior variação de pH • Ótimo na faixa de 5 - 6 pH Influência dos fatores químicos Carbono • Corresponde à base de todas as moléculas orgânicas (aminoácidos, ácidos orgânicos, açúcares, basesnitrogenadas, etc.) • Peso seco bacteriano • (50% C, 14% N e 4% S e P) • Obtenção: • Quimioheterotróficas: a partir de materiais orgânicos como proteínas, carboidratos e lipídeos • Quimioautotróficas e fotoautotróficas: a partir de dióxido de carbono Nitrogênio, fósforo e enxofre • Síntese de aminoácidos e proteínas • Síntese de DNA e RNA • Síntese de ATP • Composição de vitaminas – tiamina e biotina Oxigênio- Classificação •Aeróbios estritos ou obrigatórios •Anaeróbios facultativos •Anaeróbios obrigatórios •Anaeróbios aerotolerantes •Microaerófilas Classificação • Aeróbios estritos ou obrigatórios – necessitam da presença de O2 livre para crescer • Ex. Mycobacterium tuberculosis Classificação • Anaeróbias facultativas – crescimento aeróbio e anaeróbio. • Ex. Staphylococcus, Escherichia Classificação • Anaeróbias obrigatórias – só crescem na ausência de O2. • Ex. Treponema pallidum Classificação • Anaeróbias aerotolerantes – crescem na ausência de O2, mas toleram sua presença. • Ex. Streptococcus Classificação • Microaerófilas – crescimento aeróbio, porém, em baixas concentrações de O2. • Ex. Neisseria Classificação 1)Aeróbicos estritos 2)Anaeróbicos estritos 3)Anaeróbico facultativo 4)Microaerófilo 5)Anaeróbicos aerotolerantes – Fase lag: processo de divisão pouco ou ausente; adaptação das células ao meio. – Fase log: alto processo de divisão; crescimento exponencial; absorção de nutrientes do meio; produção de metabólitos (toxinas). – Fase estacionária: diminuição da velocidade de divisão bacteriana; diminuição da atividade metabólica; tiram nutrientes das células mortas; acúmulo de substâncias tóxicas; esporulação. – Fase de morte celular: número de células mortas excede o número de células vivas. Fases do crescimento bacteriano Fases do crescimento bacteriano Em meio de cultura
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