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9/16/2019 1 Crescimento microbiano Biologia IV Profa. Ilana Camargo 2 Crescimento microbiano Células natatórias (expansivas) Pedúnculo 1 2 http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=pq3CtDYo5g-1PM&tbnid=GeUNyqJwN1WACM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.promolux.com/portuguese/retail_meat_beef_temperature_pt.php&ei=j10WUoiwOonm8wSTw4GoCw&bvm=bv.51156542,d.eWU&psig=AFQjCNGPK5XHbQw9AsjaNPMWuqFNEskuWg&ust=1377283763870388 http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=5RTuSrIAnRclSM&tbnid=xjhQhW8b9ooOLM:&ved=&url=http://microwunderkammer.blogspot.com/2011/02/caulobacter-crazy-anti-glue.html&ei=wqVtUenJMvGK0QHZi4DoCg&bvm=bv.45175338,d.dmQ&psig=AFQjCNFUpvgPePWw-JU_Mt0Rc6aXHDfrwQ&ust=1366226755324046 9/16/2019 2 3 Fissão Binária Tempo que demora para ocorrer = tempo de geração Cromossomo, cópias de ribossomos complexos macromoleculares, monômeros e íons inorgânicos Cromossomo, cópias de ribossomos complexos macromoleculares, monômeros e íons inorgânicos 4 Curva de crescimento típica de uma população bacteriana, a partir de uma cultura em batelada* (Madigan et al., 2004). * Cultura que se desenvolve em um volume fixo de meio de cultura. Fases do crescimento de uma população 3 4 9/16/2019 3 5 Fatores necessários para o crescimento * Crescimento microbiano: em microbiologia, refere-se ao aumento no número de células. Crescimento microbiano* Fatores físicos: temperatura, pH, pressão osmótica Fatores químicos: fontes de carbono, nitrogênio, enxofre, fósforo, oligoelementos, oxigênio, fatores orgânicos de crescimento (vitaminas, aminoácidos, purinas, pirimidinas). 6 Efeito da temperatura na taxa de crescimento (Fonte: Madigan et al., 2004). Taxa de crescimento = variação do número de células ou da massa celular por unidade de tempo Temperaturas cardeais: mínima, ótima e máxima (variáveis nos diferentes microrganismos) 5 6 9/16/2019 4 7 Temperatura Relação da temperatura com as taxas de crescimento. As temperaturas ótimas de cada organismo estão indicadas. (Fonte: Madigan et al., 2004). • Temperatura de crescimento pode ser mínima, ótima e máxima. Maioria cresce em um intervalo de 30oC entre mínima e máxima. • Psicrófilos: profundezas de oceanos e regiões polares (algas clorofíceas e diatomáceas). • Mesófilos: Temperatura ótima entre 25 e 40oC. Maioria das bactérias. • Termófilos Temperatura entre 45 e 80oC. Fontes termais, camadas superiores de solos que sofrem intensa radiação solar, esterco e silo em fermentação. • Hipertermófilos: Temperatura ótima superior à 80oC. Fontes termais, como as do Parque Yellowstone. Principalmente membros de Archaea. 8 pH pH ótimo de crescimento refere-se ao pH do meio externo; o pH intracelular deve permanecer próximo à neutralidade. A escala de pH. (Fonte: Madigan et al., 2004). •Maior parte das bactérias cresce entre pH 6,5 e 7,5. •Acidófilos: muitos fungos (pH ótimo em torno de 5 ou inferior), vários gêneros de Archaea. •Alcalifílicos: muitas espécies de Bacillus e algumas arquéias (que também são halofílicas). • Adição de sais de fosfato (KH2PO4) em meios de cultura funcionam como tampão para neutralizar, por exemplo, ácidos produzidos por bactérias em crescimento. 7 8 9/16/2019 5 10 Pressão osmótica Efeito da concentração do íon sódio no crescimento de microrganismos com diferentes tolerâncias ou necessidades de sal. (Madigan et al., 2004). Os microrganismos que tem necessidades específicas de NaCl para seu crescimento ótimo podem ser : • halófilos discretos: [ ] baixas – 1 a 6% • halófilos moderados: [ ] moderadas – 6 a 15% • halófilos extremos: [ ] altas – 15 a 30% 9 10 9/16/2019 6 11 Relações dos microrganismos com o oxigênio Aeróbios Aeróbios estritos ou obrigatórios Microaerófilos Aeróbios facultativos Anaeróbios Obrigatórios Aerotolerantes 11 12 9/16/2019 7 13 Microrganismos variam quanto suas necessidades ou tolerância ao oxigênio - Aeróbios – microrganismos capazes de utilizar o Oxigênio molecular, O2. (Ar contém 21% de O2) -Produzem mais energia a partir do uso de nutrientes. - Aeróbios estritos ou obrigatórios: São os microrganismos que necessitam de O2 para sua sobrevivência. Relações dos microrganismos com o oxigênio 14 - Microaerófilos Aeróbios necessitando de O2, mas em concentrações menores do que a encontrada no ar. São sensíveis aos radicais superóxidos ou peróxidos, produzidos em concentrações letais quando em condições de altas concentrações de oxigênio. Relações dos microrganismos com o oxigênio 13 14 9/16/2019 8 15 - Aeróbios facultativos Podem utilizar o O2 quando disponível, mas na sua ausência, são capazes de continuar seu crescimento através da respiração anaeróbia ou da fermentação. A eficiência na produção de energia diminui quando o O2 não está disponível. Exemplo: Escherichia coli Outras bactérias substituem o oxigênio, durante a respiração anaeróbia, por aceptores de elétrons como os íons nitrato. Relações dos microrganismos com o oxigênio 16 - Anaeróbios obrigatórios ou estritos São microrganismos que não utilizam o O2 para reações de produção de energia. O2 pode ser um produto danoso para muitos destes. Exemplo: Gênero Clostridium = tétano e botulismo Relações dos microrganismos com o oxigênio Alguns microrganismos não são capazes de respirar oxigênio: Anaeróbios Obrigatórios Aerotolerantes 15 16 9/16/2019 9 17 - Anaeróbios aerotolerantes Toleram a presença do oxigênio, mas não podem utilizá-lo para seu crescimento. Fermentam carboidratos produzindo ácido lático. O acúmulo deste ácido inibe o crescimento da microbiota competitiva aeróbia estabelecendo um nicho ecológico. Exemplo: Lactobacillus Podem tolerar o oxigênio devido a produção de SOD. Relações dos microrganismos com o oxigênio 17 18 9/16/2019 10 Meios de cultura, crescimento e controle de microrganismos Profa. Dra. Ilana Camargo IFSC-USP 19 20 9/16/2019 11 (Tortora, Funke & Case, 2000) Respiração Fermentação 21 22 9/16/2019 12 23 Nutrientes Macronutrientes Micronutrientes 24 • Carbono – elemento principal de todas as macromoléculas biológicas: • corresponde a 50% do peso seco da célula bacteriana típica. • fontes orgânicas de C – proteínas, carboidratos e lipídeos • fonte inorgânica de C – CO2 • Nitrogênio – importante constituinte de proteínas, ácidos nucléicos: • corresponde a 12-14% do peso seco da célula bacteriana típica. • encontrado na natureza principalmente na forma de compostos inorgânicos: amônia (NH3), nitrato (NO3 -) ou N2. • fontes orgânicas: aminoácidos, bases nitrogenadas. • Fósforo e Enxofre – juntos, correspondem a 4% do peso seco da célula bacteriana típica: • Fósforo necessário para a síntese de ácidos nucléicos e fosfolipídeos. Forma usual encontrada na natureza – íon fosfato PO4 3- . • Enxofre – constituinte dos aa cisteína e metionina e também de vitaminas (tiamina, biotina). Maior parte do enxofre utilizado nos processos celulares vem de fontes inorgânicas: íon sulfato (SO4 2-) e sulfeto (HS-). Macronutrientes → necessários em grandes quantidades 23 24 9/16/2019 13 25 Macronutrientes Madigan et al., 2004. 26 Micronutrientes (elementos-traço) Madigan et al., 2004. 25 26 9/16/2019 14 27 Fatores orgânicos de crescimento Algumas bactérias necessitam de fontes extracelulares de vitaminas, que atuam como coenzimas. Ex. bactérias lácticas (Streptococcus, Lactobacillus, Leuconostoc) Madigan et al., 2004. 28 Microrganismos em meio de cultura Meio de cultura satisfatório Crescimento e multiplicação Síntese de seus próprios monômeros Deverá conter: Fonte de carbono Nitrogênio Sais inorgânicos Em certos casos: Vitaminas (tiamina, biotina, cobalamina...) Outros fatores de crescimento (Aminoácidos, purinas, pirimidinas) 27 28 9/16/2019 15 29 Meios de Cultura •Soluções nutrientes utilizadas para promover o crescimento de microrganismos em laboratório. • Inóculo: microrganismos que são colocados em um meio de cultura para iniciar o crescimento. • Cultura: microrganismos que crescem e se multiplicam nos meios de cultura. Meios Quimicamente definidos: Quantidades precisas de compostos químicos inorgânicos ou orgânicos altamente purificados, adicionados a água destilada. Complexos (ou indefinidos): Não se conhece a composição precisa de alguns componentes. Empregam produtos de digestão da caseína (proteína do leite), de carne, de soja, de leveduras, extratos de plantas, entre outros. 30 Meios de cultura Utilizados para o cultivo dos microrganismos; Quimicamente definidos – Definição exata Retirando ou adicionando um constituinte ao meio definido, pode-se saber se aquele constituinte é essencial para o crescimento do microrganismo. 29 30 9/16/2019 16 31 Meios comerciais ➢Já contém todos os componentes desejados; ➢Adiciona-se água ➢Esteriliza-se 121ºC durante 20 minutos. ➢Distribui-se em placas de Petri também esterilizadas. ➢Armazena-se em geladeira embaladas em sacos plásticos para diminuir a desidratação. 32 Composição: Peptona (Fonte de nitrogênio) Triptose (reações de fermentações) Extrato de carne (carboidratos, constituintes minerais, vitaminas) Extrato de leveduras (Fonte de vitaminas) Água (destilada / deionizada) Sangue (Fator de crescimento, rico em nitrogênio, carboidratos e vitaminas) Microrganismos em meio de cultura 31 32 9/16/2019 17 33 Ágar: polissacarídeo complexo solidificante obtido de algas marinhas. ❖Poucos microrganismos degradam o ágar. ❖Temperatura de fusão inferior à temperatura da água. ❖Permanece líquido até 40ºC. ❖Na técnica de Pour plate o ágar é mantido a 50ºC e é adicionado sobre o inóculo sem afetar, ou causar danos a bactéria. ❖Dependendo de sua concentração os meios podem ser classificados quanto a consistência: - Líquido – menos de 1g de ágar por litro de água - Semi-sólido – 4 g/L - Sólido – 15 a 18 g/L 34 Classificação quanto à função: -Seletivo -Diferencial -Enriquecedor -Transporte 33 34 9/16/2019 18 35 Meios Seletivos Favorece o crescimento da bactéria de interesse impedindo o crescimento de outras bactérias. Inibidores: substâncias capazes de inibir algumas bactérias que não são de interesse. 1) Corantes: verde brilhante, eosina, cristal violeta... 2) Metais pesados: Bismuto; 3) Substâncias químicas: azida, citrato, desoxicolato, selenito e álcool feniletílico... 4) Agentes antimicrobianos: vancomicina, cloranfenicol 5) Meio hipertônico: alta concentração de sal (7,5%) 36 Meio Diferencial Utilizado para fácil detecção da colônia da bactéria de interesse quando existem outras bactérias crescendo na mesma placa do meio Substâncias utilizadas como indicadores de atividade enzimáticas que auxiliam na identificação -Indicadores de pH: fucsina, azul de metileno, vermelho neutro, vermelho de fenol e púrpura de bromocresol. Medem as variações de pH que resultam do metabolismo bacteriano de certos substratos. - Indicadores diversos: detectam produtos bacterianos específicos. Ex.: íons ferro e ferroso para a detecção de sulfato de hidrogênio 35 36 9/16/2019 19 37 Ágar MacConkey Peptona de carne...................................................3 Peptona de caseína..............................................17 NaCl.........................................................................5 Lactose..................................................................10 Sais biliares.........................................................1,5 Vermelho neutro................................................0,03 Cristal violeta...................................................0,001 Ágar....................................................................13,5 Nitrogênio e carbono Açúcar Indicador de pH Inibidor de Gram+ Inibidor de Gram+ 38 Meio Seletivo e Diferencial Muito utilizado na rotina laboratorial Ágar MacConkey – Seletivo e Diferencial Seletivo: Cristal violeta e sais biliares – inibem bactérias Gram-positivo; Diferencial: Este meio possui indicador de pH, por exemplo vermelho neutro: quando o meio fica ácido a cor fica rosa. Possui lactose que a bactéria pode degradar (fermentar) produzindo ácido que diminui o pH do meio. 37 38 9/16/2019 20 39 MacConkey Cultura mista!!!!!! Lactose + Lactose - Seletivo para enterobactérias (Gram-negativo) a partir de fezes, urina, alimentos, água... 40 E.M.B. (Eosina Azul de metileno) Para isolamento de Enterobactérias (Gram–negativo) Brilho verde metálico Escherichia coli??? Corantes inibem Gram-positivo Meio seletivo e diferencial Bactérias produtoras de ácidos fortes formam brilho verde metálico causado pela precipitação do corante nas colônias: SUGESTIVO de E. coli!!! 39 40 9/16/2019 21 41 E.M.B. (Eosina Azul de metileno) Para isolamento de Enterobactérias (Gram–negativo) Colônias pardo rósea Produtora de ácido fraco Ex: Enterobacter sp Corantes inibem Gram-positivo Meio seletivo e diferencial 42 Pseudomonas aeruginosa Pigmento verde natural Escherichia coli Meio Mueller Hinton Meio EMB Serratia marcescens Pigmento vermelho natural!! Brilho verde metálico somente no meio EMB! 41 42 9/16/2019 22 Momento II “Aprendendo Microbiologia com Poema e Poesia” http://www.icej.org.br/?p=372 By Ilana Camargo 44 Encontro com uma Drag queen verde! Será que vai me notar? Se isso não ocorrer, não vou chorar, nem tampouco esporular! Sou mesófilo e sempre estou com você. No seu calor me sinto bem. Vou crescer, você vai ver!! Pode até me cortar o oxigênio, como sou anaeróbio facultativo, vou continuar a crescer, Oh! Gênio! Porém, se no meu meio jogar sal, me inibirá e te deixarei... Não sou halófilo, afinal! Se você quiser me ver, me semeie em EMB e vou aparecer. Fermento lactose e ácido forte pode ser observado. Assim, como uma Drag queen verde, por todos posso ser notado. Sou bacilo Gram Negativo. Meu nome é Escherichia coli, e nosso encontro pode ser divertido! 43 44 http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=C99-4CwzPh5mEM&tbnid=AI44gOJY4uQ5sM:&ved=&url=http://www.screamingqueens.com/cabaret_artists&ei=YZhtUYSRA-rw0gHppYGwAQ&bvm=bv.45175338,d.dmQ&psig=AFQjCNGIcSM-CGFuAEcEjIjwzx-xNNDZ3Q&ust=1366223329426935 9/16/2019 23 De volta à aula... 46 Meios Seletivo: Favorece o crescimento do microrganismo de interesse e impede o crescimento de outros. Ex.: Ágar sulfeto de bismuto para isolamento de Salmonella typhi a partir das fezes. Diferencial: Permite a fácil identificação da colônia da bactéria de interesse, dentre as colônias de outras bactérias crescidas no meio. Ex.: Meio ágar sangue para detectar a presença de Streptococcus pyogenes (forma-se um halo claro em torno da colônia pela lise das hemáceas) de Enriquecimento: Semelhante ao seletivo, mas suplementado por nutrientes especiais, com a característica de aumentar o número da bactéria de interesse tornando-a detectável. Meios de Cultura 45 46 9/16/2019 24 47 Ágar Mueller Hinton suplementado com sangue de carneiro a 5%. Colônia Hemólise Meio rico Permite o crescimento da maioria das bactérias 48 Rico X Enriquecimento Rico: é o meio que é suplementado com sangue, soro, suplementos vitamínicos e extrato de levedura para isolar microrganismos exigentes. Ex: ágar Mueller Hinton suplementado com 5% de sangue de carneiro e ágar chocolate Meio de enriquecimento: Incrementa o crescimento de certas espécies bacterianas ao mesmo tempo que inibe o desenvolvimento de microrganismos que não sejam de interesse. Ex.: Caldo GN e Caldo selenito. 47 48 9/16/2019 25 Controle do crescimento microbiano Controle do crescimento microbiano ✓ Termos importantes ✓ Controle antimicrobiano por agentes físicos ✓ Controle antimicrobianopor agentes químicos ✓ Agentes antimicrobianos utilizados in vivo ✓ Resistência a antimicrobianos 49 50 9/16/2019 26 Termos importantes • Desinfecção*: processo de eliminação das formas vegetativas de praticamente todos os microrganismo patogênicos de objetos ou superfícies inertes (não garante a eliminação de todos os microrganismos, nem endósporos). → quando em tecido vivo = Anti-sepsia •Desinfetante: Agente antimicrobiano utilizado em objetos inanimados, mas pode ser prejudicial aos tecidos humanos. • Agente anti-séptico: agente antimicrobiano, voltado para a destruição dos microrganismos patogênicos, suficientemente atóxico para ser aplicados em tecidos vivos. • Descontaminação: tratamento que torna seguro o manuseio de um objeto ou superfície inanimada (= remoção dos microrganismos). • Esterilização: destruição de todas as formas de vida microbiana (incluindo os endósporos e vírus). • Agentes bactericida, fungicida, viricida: que matam bactérias, fungos e vírus, respectivamente. • Agentes bacteriostático, fungistático, viriostático: que inibem o crescimento de bactérias, fungos e vírus, respectivamente. Termos importantes 51 52 9/16/2019 27 • alteração da permeabilidade da membrana plasmática • danos às proteínas e aos ácidos nucléicos Ações dos agentes de controle microbiano Físicos Agentes Químicos (Tortora, Funke e Case) Ações dos agentes de controle microbiano • alteração da permeabilidade da membrana plasmática Regula ativamente a passagem de nutrientes para a célula e a eliminação de dejetos da mesma. → Lesão aos lipídeos ou proteínas da membrana plasmática por agentes antimicrobianos, como os compostos de amônio quarternário, causa tipicamente o vazamento do conteúdo celular no meio circundante e interfere com o crescimento da célula (Tortora, Funke e Case) 53 54 9/16/2019 28 • Danos às proteínas e aos ácidos nucléicos Ações dos agentes de controle microbiano Bactérias = “sacos de enzimas” Proteínas vitais para atividades celulares dependem da sua forma tridimensional Calor ou produtos químicos → rompimento das ligações de hidrogênio Pontes dissulfeto Dano aos ácidos nucléicos → calor, radiação ou substâncias químicas impedem a realização de funções metabólicas, replicação (Tortora, Funke e Case) Agentes físicos de controle 55 56 9/16/2019 29 Agentes físicos de controle Calor Úmido Seco Desnaturação de enzimas Resistência ao calor difere entre os microrganismos (Tortora, Funke e Case) Métodos físicos de controle microbiano (Tortora, Funke e Case) 57 58 9/16/2019 30 (Tortora, Funke e Case) • Fervura (100°C ao nível do mar) → mata formas vegetativas dos patógenos bacterianos, quase todos os vírus, e os fungos e seus esporos dentro de “ 10 minutos • Vapor de fluxo livre (não pressurizado) equivalente à água fervente, no entanto, endósporos e alguns vírus não são destruídos tão rapidamente • Vírus da hepatite pode sobreviver até 30 minutos de fervura • Alguns endósporos bacterianos podem resistir à fervura por mais de 20 horas → Fervura nem sempre é um bom procedimento confiável de esterilização, mas a fervura breve matará a maioria dos microrganismos patógenos → alimentos e água seguros para ingestão Métodos físicos de controle microbiano (Tortora, Funke e Case) 59 60 9/16/2019 31 Autoclave Método preferencial para esterilização a menos que o material seja danificado pelo calor ou umidade Vapor de fluxo livre → 100°C pressão atmosférica ao nível do mar 1 ATM acima (15 psi) → 121°C → 15 minutos Mata todos os microrganismos e seus endósporos Maior volume →mais tempo (Tortora, Funke e Case) Autoclave Autoclave (Tortora, Funke e Case) 61 62 9/16/2019 32 Indicadores de temperatura Controle de esterilização: Temperatura - OK Tempo - ??? Autoclave Controle de qualidade do processo Indicadores biológicos Controle de esterilização: Temperatura - OK Tempo - OK (Tortora, Funke e Case) Filtração Poros de 0,22 µm (Tortora, Funke e Case) 63 64 9/16/2019 33 (Tortora, Funke e Case) 65 66 9/16/2019 34 Filtração: Filtros HEPA high efficiency particulate air Removem quase todos os microrganismos maiores que cerca de 0,3 m de diâmetro (Tortora, Funke e Case) Filtração: Filtros HEPA high efficiency particulate air (Tortora, Funke e Case) 67 68 9/16/2019 35 Radiação esterilizante não-ionizante e ionizante ionizante > 1nm = não ionizante Ionização da água produzindo íons hidroxila altamente reativos que agem no DNA e componentes orgânicos celulares Ex. Cobalto radioativo → (Tortora, Funke e Case) Radiação não-ionizante: UV Luz Ultra-violeta → danifica o DNA das células expostas produzindo ligações entre timinas adjacentes na cadeia de DNA →Inibem a replicação correta do DNA durante a reprodução da célula → comprimento de onda mais efetivo: 260 nm Luz não muito penetrante → microrganismos devem estar expostos, se estiverem protegidos por uma superfície não serão atingidos → Pode lesar os olhos humanos e a exposição prolongada pode causar queimaduras e câncer de pele em seres humanos Desvantagem (Tortora, Funke e Case) 69 70 9/16/2019 36 -Ligue o fluxo laminar (filtração do ar) -Limpe a superfície interna com álcool 70% -Ligue a luz UV por 15 minutos antes de usar Filtros HEPA + Luz Ultra-violeta (Tortora, Funke e Case) Câmara de Biossegurança Congelamento a baixas temperaturas - 80°C • Diminui o metabolismo das bactérias; • Devido a temperatura ótima da atividade enzimática e devido ao fato de não ter água no estado líquido disponível para reação; • Efeito bacteriostático. (Tortora, Funke e Case) 71 72 9/16/2019 37 Congelamento a baixas temperaturas Ideal para bactérias: congelamento rápido!! Usar criopreservantes como glicerol ou DMSO Com o crescimento lento há a formação de cristais de gelo que rompem a estrutura celular e molecular das bactérias Uma parte da população morre, mas sempre há sobreviventes! (Tortora, Funke e Case) Métodos químicos de controle microbiano Tecidos vivos Objetos inanimados Poucos atingem a esterilidade, a maioria reduz a população para níveis seguros ou removem as formas vegetativas 73 74 9/16/2019 38 http://www.answersingenesis.org/assets/images/articles/aid/v4/antiseptic-surgery.jpg Clorexidina 75 76 9/16/2019 39 CB-30 T.A. tem como principal composto o cloreto de alquil dimetil benzil amônio, que é um agente catiônico de atividade em superfície, com poderosa ação germicida. Usado corretamente nas diluições recomendadas é altamente eficaz contra bactérias, fungos e esporos. Herbalvet T.A. é um produto para desinfecção e desodorização de ambientes à base de amônia quaternária associada a um produto tensoativo (detergente); o que dispensa o uso de qualquer outro produto para limpeza. As amônias quaternárias (cloreto de benzalcônio) são conhecidas por seu excelente poder desinfetante, atuando em bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, fungos, algas e alguns tipos de vírus; e por sua alta segurança em termos de toxicidade. O óxido de etileno é irritante da pele e mucosas, provoca distúrbios genéticos e neurológicos. É um método, portanto, que apresenta riscos ocupacionais. 77 78 9/16/2019 40 • Avaliando um desinfetante – Método de disco-difusão Métodos químicos de controle microbiano Métodos químicos de controle microbiano 79 80 9/16/2019 41 Métodos químicos de controle microbiano Mata as bactérias e fungos, mas não tem ação em endósporo e vírus não-envelopados - Não deixa resíduos!! 70% é a concentração mais usada 60-95% parecem matar coma mesma rapidez Desnaturação das proteínas requer água!! Agentes antimicrobianos utilizados in vivo http://www.sjtresidencia.com.br/invivo/?p=5913 81 82 9/16/2019 42 Paul Ehrlich – Bala mágica “Que mate um microrganismo, sem matar seu hospedeiro” Idéia de Toxicidade Seletiva! Agentes antimicrobianos utilizados in vivo • Agentes quimioterápicos: sintéticos ou naturais(antibióticos). • Antibiótico: substância produzida por microrganismos que, em pequenas quantidades, inibe o crescimento de outros microrganismos. • 1940: primeiro teste clínico da penicilina por um grupo de cientistas da Universidade de Oxford, liderados por Howard Florey e Ernst Chain. • Mais da metade dos antibióticos produzidos são obtidos de espécies de Streptomyces – bactéria filamentosa do solo. Alguns de Bacillus e outros dos fungos Penicillium e Cephalosporium. • Droga antimicrobiana ideal é a que tem toxicidade seletiva: capacidade do composto de inibir bactérias ou outros agentes patogênicos sem provocar efeitos adversos no hospedeiro. 83 84 9/16/2019 43 Ação das drogas antimicrobianas Onde agir??? Ação das drogas antimicrobianas • Inibição da síntese da parede celular: ✓ antibióticos beta-lactâmicos inibem síntese completa do peptideoglicano – impedem a ligação peptídica cruzada, ligando-se às transpeptidases. • Inibição da síntese protéica: ✓ inibem a formação de ligações polipeptídicas durante o alongamento da cadeia, por meio da união com a subunidade 50S; ✓ reagem com a subunidade 30S, interferindo na fixação do tRNA, portanto impedindo a adição de aminoácidos no alongamento da cadeia polipetídica; ✓ alteração da conformação da subunidade 30S, impedindo a leitura correta do mRNA; 85 86 9/16/2019 44 Ação das drogas antimicrobianas • Danos à membrana plasmática ✓ polimixina B liga-se ao fosfolipídeo da membrana, rompendo-a (uso tópico). ✓drogas antifúngicas agem sobre o ergosterol (esterol da MP); não tem efeito sobre bactérias. • Inibição da síntese de ácidos nucléicos ✓ interferência nos processos de replicação e transcrição do DNA dos MO (baixo grau de toxicidade seletiva). • Inibição da síntese de metabólitos essenciais ✓ Um tipo de sulfa, p.e., compete com o PABA (ácido paraminobenzóico), um substrato para a síntese do ácido fólico (vitamina que atua como co-enzima para a síntese de aminoácidos e bases dos ácidos nucléicos). Ação das drogas antimicrobianas 87 88 9/16/2019 45 Ação de peptídio antimicrobianos catiônicos em S. aureus membrane cracks, leakage of cytoplasmic contents, membrane potential disruption, and eventually the disintegration of the membrane (Pouny et al., 1992) Midorikawa et al., 2003 Ação da polimixina na membrana citoplasmática 89 90 9/16/2019 46 Inibição da síntese protéica por antibióticos. Mecanismo de ação da maioria dos agentes quimioterápicos antimicrobianos. THF = tetraidrofolato, DHF = diidrofolato, PABA = ácido paraminobenzóico. Ácido para-aminobenzóico 91 92 9/16/2019 47 Estudar: Capítulos 5, 6 e 7 do livro Tortora et. al. “Microbiologia” 12a Ed. Artmed, 2017. 93
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