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1 Microbiologia 1. APLICA ÇÕES D E MICROBIOLOGIA SEM MICRORGANISMOS NÃO HÁ VIDA. CIANOBACTÉRIAS (unicelulares): únicas que fazem fotossíntese. 1º ser vivo que apareceu; Uma célula procariótica quimioautótrófico, anaeróbia e termofilia que é capaz de sobreviver nas condições mais microrganismos externos (sem oxigénio, em altas temperaturas). Algumas bactérias tornam o oxigénio disponível para outros organismos através da fotossíntese. 70% do oxigénio é produzido pelo microrganismo dos oceanos. São os primeiros recicladores do nosso planeta. Devido à sua atividade metabólica, participam em ciclos biogeoquímicos. Transformam material orgânico; Também podem degradar componentes tóxicos como radioisótopos e mais, não contaminando o ambiente desses desperdícios perigosos. RELAÇÕES ENTRE OS MICRORGANISMOS E OS SEUS HABITATS Converter nitrogénio na atmosfera é uma forma que as plantas podem usar; Azotobacler e Rhizobium: bactéria anaeróbias fixadores de azoto (ciclo de nitrificação e desnituficação). Fixam o N2 (nitrogénio) atmosférico e transformam-no em matéria azotada utilizável pelas plantas. IMUNOLOGIA Como é que o sistema imune protege o corpo dos patogénicos e responde à infeção. O estômago dos herbívoros está dividido em compartimentos, havendo bactérias no rúmen que transformam a celulose em proteína. MICROBIOLOGIA AGRÍCOLA Estudo das doenças das plantas; Estudo do papel dos m.o no rúmen do gado; Utilização de pesticidas biológicos. MICROBIOLOGIA ALIMENTAR Produção de queijos, iogurtes, pickles, cerveja e vinhos, indústrias de panificação, probióticos, fermentação de produtos alimentares, etc. Prevenção da deterioração de alimentos; Prevenção das doenças provocadas ou transmitidas através de alimentos (botulismo, salmonelose, etc.). Os microrganismos fornecem às pessoas uma grande variedade de produtos industriais e sanitários que, sem eles, não podemos prescindir: ▪ Antibióticos; ▪ Vacinas; ▪ Enzimas; ▪ Esteroides; ▪ Álcool; ▪ Vitaminas; ▪ Aminoácidos. Identificação de agentes causadores de doenças contagiosas no Homem e outros animais, assim como também nas plantas. ▪ Controlar/prevenir; ▪ Tratamento. O QUE É UM MICRORGANISMO? SER INVISÍVEL A OLHO NU. EXCEÇÕES: 1. Em 1985 foi descoberto um organismo, denominado Epulopiscium fischelsoni que, a partir de 1991, foi definido como sendo o maior procariota já descrito, exibindo cerca de 500 μm de comprimento. Esta bactéria foi isolada do intestino de um peixe marinho (Surgeonfish, peixe barbeiro ou cirurgião), encontrado nas águas da Austrália e do Mar Vermelho. 2. Mais recentemente, em 1999, outro relato descreve o isolamento de uma bactéria ainda maior, isolada na costa da Namíbia. Esta, denominada Thiomargarita namibiensis, pode ser visualizada a olho nu, atingindo até cerca de 0,8 mm de comprimento e 0,1 a 0,3 mm de largura. 2 ARCHEA HALOFILICAS o Aquáticas o Com elevada concentração de sal. ACIDÓFILAS o Resistem a pH muito baixo. TERMÓFILAS o Temperaturas; o Muito elevadas (entre 70ºC e 150ºC) METANOGÉNICAS o Anaeróbias o Produtoras de metano Archaea crescem em habitats muito extremos para a maioria dos outros organismos. ALGUNS MICRORGANISMOS 1. Archaea; 2. Bacteria; 3. Fungi; 4. Protozoa; 5. Algae unicelular; 6. Viruses. MARCOS HISTÓRICOS DA MICROBIOLOGIA ROBERT HOOKE – 1665 1ª observação de células vivas (menores unidades vivas “pequenas caixas”) – CÉLULAS ANTONY VAN LEEUWENHOEK – 1684 Foi a primeira pessoa a observar microrganismos procariota (bactérias) utilizando microscópios rudimentares que ele próprio fabricava nos tempos livros. Microrganismos da água, saliva e fezes chamando-lhe “animálculos”. Microscópio capaz de ampliar 50-300x. EDWARD JENNER – 1798 1ª VACINA (VARÍOLA BOVINA) A 14 de maio de 1798, Jenner extraiu o líquido das pústulas de uma ordenhadora com varíola bovina e injetou esse líquido numa criança sã – a criança desenvolveu a pústula usual. A 1 de junho, Jenner inoculou o vírus da varíola humana e a criança não desenvolveu a doença – a criança estava imune à doença. LOUIS PASTEUR – 1822-1895 Demonstrou que os microrganismos presentes nas poeiras do ar podiam contaminar soluções aparentemente estéreis – FIM DO CONFLITO DA GERAÇÃO ESPONTÂNEA. Demonstrou que a vida microbiana pode ser destruída pelo calor – base das técnicas de assepsia. FERMENTAÇÃO: o Leveduras convertem os açúcares em álcool na ausência de ar; o Bactérias podem causar danificação e azedamento. ▪ Na presença de ar as bactérias transformam o álcool em vinagre (ex: ácido acético) PASTEURIZAÇÃO: destruição de microrganismos pelo calor. o Aquecimento da cerveja e vinho. IDADE DO OUTRO DA MICROBIOLOGIA (1875 -1914) Rápidos avanços liberados por Louis Pasteur e Robert Koch – microbiologia como uma ciência. Descoberta de agentes de muitas doenças; Estudos de prevenção e cura; Estudo da atividade química dos microrganismos; Aperfeiçoamento das técnicas de microscopia e do cultivo dos microrganismos; Desenvolvimento de vacinas e técnicas cirúrgicas. JOSEPH LISTER (1827-1912) Antissepsia cirúrgica: esterilização pelo calor dos instrumentos cirúrgicos, e na pulverização de um agente antisséptico, o FENOL, sobre a área e roupas cirúrgicas → decréscimo acentuado das infeções bacterianas. ROBERT KOCH (1843) Primeira demonstração direta do papel dos microrganismos na doença. Bacillus antharacis: carbúnculo Para ultrapassar as limitações dos meios líquidos, Koch desenvolve meios sólidos. Meios com gelatina como agente solidificante produzidos em plantas de vidro por Richard Petri – tornou-se possível isolar bactérias em cultura pura. POSTULADOS DE KOCH: estabelecem uma relação causal entre um microrganismo causador e uma doença; descrevem a etiologia da lepra e da tuberculose. 1. Um microrganismo específico de estar sempre associado a cada caso de doença. 2. O microrganismo isolado deve ser capaz de crescer em cultura pura no laboratório. 3. A inoculação daquela cultura deve produzir a mesma doença num animal suscetível. 4. O mesmo microrganismo deve ser isolado a partir do animal doente. Publica The Etiology Of Tuberculosis para demonstrar que o bacilo da tuberculose provocava a doença com o mesmo nome: 3 Detetou o bacilo da tuberculose (por coloração) em lesões tuberculares de vários órgãos de humanos e animais doentes. Cultivou o bacilo em cultura pura a partir de soro de indivíduos doentes. A inoculação do bacilo isolado causou tuberculose em ratinhos da índia. Ganhou o prémio Nobel da Medicina em 1905. SHAUDINN AND HOOFMAN (1905) Treponema pallidum que causa a sífilis. PAUL ERLICH (1910) Anuncia a descoberta do Salvarsan, o primeiro agente quimioterapêutico eficaz no tratamento de uma doença bacteriana, a sífilis causada pelo Treponema pallidum. ALEXANDRE FLEMING (1928) Descobre a penicilina – produzida em grandes quantidades apenas nos anos 1940s, dando-se início à “era dos antibióticos”. FIM DA HISTÓRIA DA MICROBIOLOGIA O resultado dos trabalhos de base durante a idade de ouro da Microbiologia. Base para as descobertas do séc. XX; Novos ramos de Microbiologia foram desenvolvidos: o Imunologia; o Virologia; o Desenvolvimento das técnicas moleculares. RUSKA E KNOLL (1933) Desenvolvem o primeiro microscópio eletrónico. A partir dos anos 40 anos a microbiologia passa a ser de grande importância para a investigação genética e bioquímica. CARL WOOSE (1977) Utiliza a análise do RNA ribossomal para identificar uma terceira forma de vida, a Archaea, cuja constituição genética se encontra distante dos outros domínios: Bacteria e Eucarya. 2. TAXONOMIA BA CTERIANA CLASSIFICAÇÃO:organização dos organismos em grupos (taxa). NOMENCLATURA: atribuição de nomes a grupos taxonómicos de acordo com regras. IDENTIFICAÇÃO: processo de determinação que determinado indivíduo pertence a um grupo. CAROLUS LINAEUS, 1735 Pai da taxonomia moderna. Criou as regras de nomenclatura. ANIMALIA o Protozoários o Animais superiores PLANTAE o Bactérias o Algas o Fungos o Plantas ERNST HAECKEL – 1866 Desenvolvimento do microscópio ótico; Não estão incluídos vírus. ERA DA MICROSCOPIA ELETRÓNICA – 1940 Diferenças entre Eucariota e Procariota. Os vírus não têm organização celular. ROBERT WHITTAKER – 1969 TRÊS CRITÉRIOS: o Nível de organização: ▪ Eucariota e procariota. o Tipo celular: ▪ Solitária ou colonial; unicelular ou multicelular. o Tipo de nutrição: ▪ Fotossíntese, absorção e ingestão. REINOS Animais Protistas • Bactérias, protozoários, algas, bolores e leveduras Vegetais 4 CARL WOOSE – 1977 TRÊS DOMINIOS o Bacteria; o Archaea; o Eukaria Estas relações foram determinadas pela comparação de sequências de rRNA. EUCARYA o Protozoários, fungos, algas unicelulares. ARCHAEA o Microrganismos produtores de gás metano, necessitando de elevados níveis de sal ou temperaturas elevadas. BACTERIA o Todas as bactérias. CARACTERÍSTICAS USADAS PARA CLASSIFICAÇÃO TAXONÓMICA 1. CLÁSSICAS ▪ Morfológicas; o Fáceis de analisar e estudar o Forma e tamanho da célula o Morfologia das colónias o Cílios e flagelos o Colorações o Inclusões celulares o Formação de esporos o Mecanismo de locomoção ▪ Fisiológicas e metabólicas; o Constituintes da parede celular o Nutrição o Metabolismo o pH e T de crescimento ▪ Ecológicas; o Associações simbióticas. ▪ Genéticas. 2. MOLECULARES ▪ Proteínas (sequenciação de aminoácidos); ▪ Conteúdo do material genético; ▪ Hibridação de ácidos nucleicos; ▪ Sequência de ácidos nucleicos. SISTEMA DE NOMENCLATURA – BINOMIAL LINNAEUS, 1735 1. Cada espécie recebe um nome constituído de duas palavras (Bacillus cereus, Saccharomyces cerevisiae) 2. Os nomes próprios dos microrganismos são sempre escritos em itálico. 3. O primeiro termo é o nome do género e inicia-se sempre com letra maiúscula. 4. O segundo termo do nome de um microrganismo, específico (espécie), é escrito em letras minúsculas. FORMAS ANCESTRAIS REINO MONERA REINO PROTISTA REINO PLANTAE REINO FUNGI REINO ANIMALIA 5 3. ESTRUTU RA E F UNÇÃ O DOS MICRORGANISMOS PRO CARIOTAS CÉLULA PROCARIÓTICA 1. Citoplasma 2. Ribossomas 3. Nucleoide 4. Membrana citoplasmática 5. Peptidoglicano 6. Membrana externa. 7. Cápsula MORFOLOGIA DAS BACTÉRIAS ESTRUTURA CELULAR E FUNÇÕES ESTRUTURA FUNÇÃO MEMBRANA PLASMÁTICA Barreira seletivamente permeável; Fronteira mecânica; Transporte de nutrientes e resíduos; localização de muitas enzimas metabólicas; deteção de alterações ambientais VACÚOLOS DE GÁS Capacidade de flutuar em ambientes aquáticos. RIBOSSOMAS Síntese proteica. “INCLUSION BODIES” Armazenamento de carbono, fosfato e outras substâncias. NUCLEOIDE Localização do material genético. ESPAÇO PERIPLÁSMICO Contém enzimas hidrolíticas e proteínas de ligação necessária à captura de nutrientes. PAREDE CELULAR Forma e proteção contra a lise celular. CÁPSULA E SLIME LAYERS Resistência à fagocitose, aderência a superfícies. FIMBRIA E PILI Adesão a superfícies e reprodução sexuada. FLAGELO Mobilidade. ENDOSPORO Sobrevivência em condições ambientais hostis. NUCLEÓIDE BACTERIANO O genoma humano é composto por um cromossoma de DNA circular, em dupla hélice, enrolado: o nucleoide (sem histonas). Superenrolamento devido às topoisomerases DNA girase e topoisomerase IV. PAREDE CELULAR PROCARIOTA Todas as bactérias (exceto Mycoplasma, formas L e halófilos) têm parede celular. Responsável pela morfologia celular. Proteção mecânica contra a rutura osmótica. o Peptidoglicano – responsável pela rigidez. É constituído por caides de polissacáridos (Nacetilglucosamina (NAG) e ácido N- acetilmurâmico (NAM) ligadas entre si por péptidos. É responsável pelas diferenças na coloração de Gram. o Bactérias Gram +: arroxeada (cristal violeta) ▪ Parede celular sem lípidos; ▪ Peptidoglicano muito abundante (90%). o Bactérias Gram -: vermelho (fucsina básica). ▪ Elevado teor de lípidos; ▪ Peptidoglicano (10%). ESTRUTURA DO PEPTIDOGLICANO Heteropolímero rígido; Insolúvel em água; NAG e NAM alternados e unidos por ligações; A cada NAM ligam-se (ligação amina) cadeias peptídicas (normalmente 4 aminoácidos). BIOSSÍNTESE DO PEPTIDOGLICANO 1. FASE CITOPLASMÁTICA ▪ Formação de uridinodifosfato N-acetilglucosamina (UDP-NAG) ▪ Formação de uridinodifosfato-ácido N- acetilmurâmico (UDP-NAM). 2. FASE MEMBRANAR ▪ Intervenção de um lípido da MP que transporta o UDP-NAM-pentapeptídeo (precursor hidrófilo) do citoplasma para a parede celular em crescimento – bactoprenol. 3. FASE PARIETAL ▪ Ocorre a transpeptidação e estabelecem-se de novos as ligações peptídicas. ENZIMAS ENVOLVIDAS As AUTOLISINAS quebram as ligações glicosídicas entre os monómeros de peptidoglicano e entre as cadeias. Novos monómeros podem ser adicionados à cadeia – autólise. As TRANSGLICOSIDADES inserem e ligam novos monómeros de peptidoglicanos nas quebras. 6 último passo: TRANSPEPTIDASES refazem as ligações peptídicas. TRANSPEPTIDAÇÃO: alvo da penicilina (B-lactâmico), por inibição irreversível. PENICILLIN BINDING PROTEINS (PBP’S) Enzimas às quais se ligam os antibióticos do grupo dos B- lactâmicos. ▪ Transpeptidases; ▪ Transglicosidades; ▪ Carboxipeptidases. B-LACTAMASES: enzimas produzidas por algumas estirpes bacterianas e que destroem os antibióticos do grupo dos B- lactâmicos. PAREDE CELULAR DAS BACTÉRIAS GRAM NEGATIVA – LIPOPOLISSACARÍDEOS Molécula mais característica das Gram- Molécula antipática o Região hidrófila (polissacarídeo) o Região hidrófoba (lípido A) São a principal endotoxina bacteriana (lípido A) Distribuição assimétrica: só se encontra no folheto externo da membrana externa. Está ancorada à membrana exterior pelo lípido A; A região hidrófila projeta-se para o exterior (carga -); Barreira contra a penetração de antibióticos hidrofóbicos, detergentes e corantes. LIPOPOLISSACARÍDEOS POLISSACARÍDEO O: especificidade antigénica CORE POLISSACARÍDEO: específico para cada espécie LÍPIDO A: o Tem sido responsabilizado pelas manifestações clínicas que ocorrem durante a infeção por Gram- (febre, inflamação, choque séptico). o Ativação de macrófagos, linfócitos T e sistema de complemento. FOSFOLÍPIDOS A membrana externa tem uma composição fosfolipídica semelhante à da membrana citoplasmática (Fosfatidilglicerol, Fosfatidiletanolamina, Cardiolipina) PROTEÍNAS Lipoproteínas; Porinas; Proteínas OmpA; Proteínas com funções específicas da difusão de compostas; Enzimas (protéases, fosfolipases). LIPOPROTEÍNAS – FUNÇÃO ESTRUTURAL Proteína mais abundante; 50% da espessura da membrana exterior; A porção lipídica está imersa no folheto fosfolipídico da membrana exterior (folheto interno); Há espécies sem lipoproteínas (Pseudomonas fluorescens), têm uma PC instável e suscetíveis à lise. PORINAS Formam canais hidrofílicos; Permitem a passagem de compostos hidrofílicos através da membrana exterior; Ricas em proteínas com estrutura B; Estão sempre na membrana exterior. PROTEÍNAS OMPA Ricas em estrutura B; Estão associadas Às lipoproteínas e ao peptidoglicano. PAREDE CELULAR DAS BACTÉRIAS GRAM + Há outros heteropolímeros firmemente associados ao peptidoglicano, mas não participam na rigidez. ▪ Ácidos teicóicos (distribuídos por todaa parede); ▪ Ácidos lipoteicóicos. Contribuem para a carga negativa. MEMBRANA PLASMÁTICA PROCARIOTICA Organização semelhante às eucariotas: o Bicamada fosfolipídica onde se inserem proteínas integrais e periféricas. o Não possui esteróis (exceto alguns Mycoplasmas). Proteínas membranares: o Permeases; o Enzimas respiratórias. PAREDE CELULAR – MYCOBACTERIUM E NOCARDIA (EXCEÇÕES À COLORAÇÃO DE GRAM) BAAR (bactéria álcool-ácido resistente) Coloração de Ziehl-Neelsen (Ziehl-Neelsen Staining). 4. ES TRUTU RAS INTE RNAS E EXTERNAS COMPONENTES EXTERNOS À PAREDE CELULAR CÁPSULA Estrutura organizada justaposta à parede celular; Natureza polisacarídica (pode eventualmente ser polipeptídica) o Ligação às células do hospedeiro; o Mobiliza grande quantidade de água; o Proteção contra a dessecação; o Propriedades anti fagocitárias. As bactérias capsuladas são muito virulentas (Streptococcus pneumoniae, Bacillus anthracis, Streptococcus pyogenes…). 7 flagelos, fímbrias e pili Apêndices bacterianos de origem endocelular; Projetam-se para o exterior; Natureza proteica; Funções bem definidas. FLAGELOS Subunidades proteicas (flagelina): o Monótrico (1 flagelo no polo de célula); o Anfítricos (1 em cada uma das extremidades da célula); o Lfótricos (tufo de flagelos numa das extremidades); o Peírtricos (distribuição por toda a superfície celular). o Periféricos (distribuição por toda a superfície celular. Ulta estrutura o Filamento (flagelina); o Gancho; o Corpo. Gram – (4 anéis): o L associado ao LPS; o P associado ao peptidoglicano o M associado à membrana plasmática o S espaço periplasmático. GRAM + (2 anéis): o Associado ao peptidoglicano; o Associado à membrana plasmática. ESPIROQUETAS – BACTÉRIAS ANAERÓBIAS GRAM NEGATIVAS Bactérias flexíveis cuja mobilidade se deve a filamentos axiais (endoflagelos) localizados entre a membrana citoplasmática e a parede. Muitas espécies estão associadas a infeções do periodonto (Treponema denticola). FÍMBRIAS E PILI Mais finas que os flagelos (só visualizáveis em m.e.); Subunidades proteicas da pilina; Troca de material genético durante a conjugação bacteriana (fímbria sexual); Aderência às superfícies mucosas: colonização e infeção das mucosas dos hospedeiros. ESTRUTURAS INTRACITOPLASMÁTICAS Granulações lipídicas o Material energético de reserva ((poli-B- hidroxibutiratos); o Visíveis ao m.o. com negro do sudão Granulações metacromáticas o Polímeros lineares de ortofosfatos; o Reserva de fósforo para síntese dos ácidos nucleicos e osfolípidos. Grânulos de glicogénio; Granulações de enxofre; Vacúolos de gás o Arquea e bactérias fotossintéticas (Reserva de N); o Permitem flutuar de acordo com as necessidades de luz. RIBOSSOMAS PROCARIÓTICOS Constituídos por RNA e proteínas; Locais da síntese proteica; Alvos preferenciais de antibióticos: aminoglicosídeos, tetraciclinas, macrolidos. ENDOSPOROS Bacillus, Clostridium, Sporosarcina Formam-se em situações nefastas para a bactéria como a privação de nutrientes. Sobrevivem centenas ou milhares de anos; Grande resistência a químicos, antibióticos, calor e com resistência moderada à coloração e À lisozima. Preservam o material genético – em condições favoráveis dão origem a células vegetativas (germinação). Quanto à POSIÇÃO podem ser: o Centrais; o Subterminais; o Terminais. ESPORULAÇÃO Inicia-se quando o crescimento cessa por escassez de nutrientes. 1. Formação do filamento axial; 2. Formação do septo esporulativo: ▪ Inicia-se com a invaginação da membrana. 3. Formação do pré-esporo ▪ A continuação do crescimento da membrana faz com que o esporo imaturo seja engolfado. 4. Formação do córtex ▪ Local onde se acumula o cálcio e o ácido dipicolínico. 5. Formação da túnica em volta do córtex; 6. Maturação do esporo; 7. Destruição do esporângio por enzimas líticas e libertação do esporo. 8 CARA CTERÍS TICAS MORFOLÓGICAS E ESTRUTURAIS DOS MICRORGANISMOS EUCARIOTAS DOMINIO EUKARYA: Microrganismos heterotróficos, unicelulares/pluricelulares, sem parede celular, tradicionalmente classificados como protozoários/helmintas. Microrganismos autotróficos, unicelulares denominados Algas Unicelulares. Microrganismos heterotróficos, organismos unicelulares ou multicelulares – fungos. PAREDE CELULAR – FUNGOS E ALGAS Constituída por polissacarídeos: o Celulose (algas); o Quitina e glucano (fungos). Não há peptidoglicano. CÉLULA EUCARIÓTICA O citoplasma das células eucarióticas tem sistema de membranas extenso que cria microrregiões – funções especializadas. NUCLEO – contém DNA na forma de cromossomas, é o organelo eucariótico mais característico. RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO – síntese proteica e ocorre transporte no RER. ▪ Síntese de lípidos ocorre no REL COMPLEXO DE GOLGI – modifica, adiciona e distribui proteínas e lípidos produzidos pelo RE. O transporte das proteínas é feito por vesículas que saem do RE e se fundem com o AG. MITOCONDRIA – produção de ATP. CLOROPLASTOS - presentes apenas nas células autotróficas: algas unicelulares e plantas verdes. Capazes de converter energia solar em energia metabólica. NOTA: nas cianobactérias a fotossíntese é realizada no hialoplasma, que é onde se localiza as moléculas de clorofila. MEMBRANA CELULAR CONSTITUIÇÃO: ▪ Lípidos (70% a 90% fosfolípidos – moléculas anfipáticas); ▪ Proteínas 60% (Cerca de 80% são enzimas); ▪ Hidratos de carbono (glicolípidos e glicoproteínas). FUNÇÕES: Individualização da célula; Transportes moleculares e iónicos; Receção e transmissão da informação. FUNGI E CA NDIDOS E ORAL CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS FUNGOS 1. Fazem parte do reino Fungi, domínio Eucarya, pluricelulares, mas também unicelulares. 2. São microrganismos eucariotas que contêm esporos e que se reproduzem de forma sexuada e assexuada. 3. Não contêm clorofila, ao contrário das células de plantas e algumas bactérias. 4. São heterotróficos e nutrem-se de matéria orgânica morta – fungos saprofíticos ou viva – fungos parasitários. 5. Podem ser simbióticos (líquenes) ou comensais). Fungi Todos os fungos são heterotróficos – obtém nutrições por absorção; São normalmente aeróbios; Algumas leveduras são anaeróbias facultativas e podem obter energia por fermentação. Com parede celular, sem locomoção, com reprodução sexual e assexual. Nos seres humanos, um número muito pequeno de fungos causa doenças de pele como pé de atleta, micose e candidíase. Os três principais grupos de fungos são: 1. Moldes filamentosos multicelulares; 2. Fungos filamentosos macroscópicos que formam grandes corpos frutíferos. 3. Leveduras microscópicas unicelulares. ESTRUTURA CELULARES DOS FUNGOS Unicelular e microscópico (leveduras); Multicelular (bolores) Muitas vezes macroscópico (Cogumelos). BENEFÍCIOS DOS FUNGOS Fonte de alimento o Cogumelos, trufas Produção de alimentos o Bebidas alcoólicas (vinho, cerveja, etc.), queijo, pão. Produção de vitamina C, ácidos cítricos e outros ácidos orgânicos. Antibióticos de produção: penicilina Decomposição de resíduos. CARACTERÍSTICAS DA CÉLULA FÚNGICA PAREDE CELULAR – química (NAG), mananos, glucanos, outros polissacarídeos. MEMBRANA CITOPLASMÁTICA – lípidos, glicoproteínas, ergosterol. FUNGOS FILAMENTOSOS OU BOLORES 9 A maior parte dos fungos produzem filamentos tubulares com ramificações chamadas de hifas. Um conjunto de hifas forma um micélio. LEVEDURAS – FUNGOS UNICELULARES Reproduzem-se assexuadamente, por gemulação ou por fissão binária. 1. FISSÃO BINÁRIA – uma célula mãe divide-se em duas células filhas por divisão transversal e formação deuma nova parede celular. 2. GEMULAÇÃO – células vegetativas somáticas podem gemular para produzir novos organismos. 3. PRODUÇÃO DE ESPROSOS ASSEXUADOS – a sua produção corre por mitose e divisão celular subsequente. Existem 5 tipos diferentes de esporos assexuados. Sexuadamente através da formação de esporos. 1. Pode envolver a fusão de núcleos compatíveis, cariogamia, e a formação de esporos: ▪ Zigósporos; ▪ Ascósporos; ▪ Basidiósporos. TAXONOMIA DOS FUNGOS O reino Fungi é dividido em seis filos ou divisões dos quais quatro são de importância médica: OOMYCOTA: fungos aquáticos, na sua maioria saprófitos, possuem celulose nas suas paredes celulares. CHYTRIDIOMYCOTA: são predominantemente aquáticos, água doce ou marinhos, parasitas de plantas e insetos dípteros ou saprófitos. ZYGOMYCOTA: conjugação de 2 hifas haploides. ASCOMYCOTA; o O micélio tem hifas septadas. o Reproduzem-se assexuadamente por conidiosporos. o Reproduzem-se sexuadamente por intermédio de ascósporos, esporos haploides existentes em estruturas designadas de ascos. Milhares de ascos formam um ascocarpo. BASIDIOMYCOTA; o Possuem hifas septadas. A maior parte decompõe restos de plantas. o Reproduzem-se sexuadamente por intermédio de basidiósporos, esporos existentes em estruturas designadas de basídios. Os basídios podem estar contidos dentro do basidiocarpo. DEUTEROMYCOTA. o Engloba fungos de hifas septadas que se multiplicam apenas por conídios. São conhecidos por fungos imperfeitos. MICOSES Micoses superficiais o Fungos crescem apenas nas camadas externas da pele ou na cutícula do folículo piloso. (Malassezia furfur - Tinha, Pitiríasis versicolor). Micoses cutâneas o Afectam a pele, cabelo e unhas. Os fungos responsáveis crescem nos tecidos queratinizados da epiderme, cabelo e unhas – Dermatófitos. o Pé de atleta (Tinea pedis) Micoses subcutâneas o Afetam o tecido subcutâneo, a derme, o músculo e, por vezes, o osso. o Esporotricose (Sporothrix schenkii) Micoses sistémicas o São infeções dos órgãos internos e que se podem disseminar por todo o hospedeiro. o Candidose (Candida sp.), histoplasmose (Histoplasma capsulatum) Micoses oportunistas o São infeções provocadas por fungos oportunistas ou seja, fungos que só causam infeções em indivíduos com imunodeficiência. o Candidose em doentes com SIDA o Infeções pulmonares por Rhizopus sp. e Mucor sp., em diabéticos. o Aspergiloses em indivíduos com imunodeficiência CLASSIFICAÇÃO DE INFEÇÕES FUNGICAS HUMANAS PNEUMONIA FUNGICA Alguns fungos produzem uma cápsula polisacarídica que recobre a parede celular (exemplo: cryptococcus neoformans). A parede celular e a cápsula determinam a virulência de alguns fungos e são importantes determinantes antigénicos. CRYPTOCOCCUS NEOFORMANS A infeção criptocócica pode causar uma doença semelhante à pneumonia, com falta de ar, tosse e febre. Outra forma comum é a infeção do sistema nervoso central, como meningoencefalite O risco primário de conter fezes contaminadas é a inalação de poeiras. CAND IDOSE ORAL CANDIDA ALBICANS Flora comensal de cerca de 50% a 80% da população. 10 Boca e sistema digestivo; Fungo dimórfico. Depende do estado imunitário do indivíduo, ambiente da mucosa oral e espécies de Candida sp. CANDIDA SP. FATORES DE VIRULÊNCIA 1. Capacidade de adesão (EX: adesinas). 2. Formação hifas; 3. Secreção de enzimas hidrolíticas: fosfolipases e protéases. 4. Sinergismo com bactérias. CANDIDOSE ORAL As leveduras são de ocorrência comum na cavidade bucal de indivíduos saudáveis, sendo a Candida albicans a espécie predominante na microbiota bucal, constituindo 60 a 70% do total de isolamento, seguida pela C. tropicallis e C. glabrata (STENDERUP, 1990). A candidose oral é uma das lesões oportunistas mais fortemente associadas à infeção pelo Vírus da Imunodeficiência Humana (VIH), sendo considerada um marcador da imunodeficiência adquirida (CASSASSANI et al., 2002). Candida dubliniensis é a espécie não-albicans recolhida com maior frequência da cavidade oral de indivíduos infetados pelo vírus da imunodeficiência humana e dos doentes com SIDA (Vargas, G.K., and Joly, S. 2002, Martinez , M. et al. 2002). DIAGNÓSTICO LABORATORIAL DE CANDIDOSE ORAL DIAGNÓSTICO PRESEUNTIVO DE CANDIDA ALBICANS 1. Visualização de leveduras; 2. Isolamento em Sabouraud ou em meio Biggy agar; 3. Teste de blastese ou de tubos germinativos; 4. Formação de clamidósporos. DIAGNÓSTICO DEFINITIVO DE CANDIDA ALBICANS 1. Testes de fermentação e de assimilação (galeria API); 2. Métodos moleculares (PCR); 3. Observação histopatológica da área lesionada (biópsia). TRATAMENTO 3 GRUPOS DE AGENTES 1. Azois (fluconazol); 2. Micostatin (nistatina, solução oral); 3. Análogos DNA. 11 CRESCIMENTO DOS MICRORGANIS MOS A maior parte dos microrganismos multiplica-se por fissão binária ou por gemulação. CRESCIMENTO EQUILIBRADO: período durante o qual a duplicação de biomassa é acompanhada pela duplicação de todos os outros constituintes mensuráveis (RNA, DNA, proteína). ▪ Nesta fase, qualquer constituinte da biomassa pode ser utilizado para avaliar o crescimento microbiano. ▪ Normalmente, os parâmetros medidos são massa celular e nº de células. O termo crescimento refere-se a um aumento do número de células. TAXA DE CRESCIMENTO: é a variação no número ou massa por unidade de tempo. TEMPO DE GERAÇÃO: é o intervalo de tempo necessário para que uma célula se duplique. ▪ Dependente de fatores genéticos e nutricionais. CURVA DE CRESCIMENTO 1. FASE LAG: período onde ainda não há um aumento significativo da população. Ao contrário, é um período onde o número de organismos permanece praticamente inalterado. 2. FASE LOG ou EXPONENCIAL: as células estão plenamente adaptadas, absorvendo os nutrientes, sintetizando os seus constituintes, crescendo e duplicando-se. 3. FASE ESTACIONÁRIA: o número de células que se divide é equivalente ao número de células que morrem. 4. FASE DECLÍNIO: a maioria das células está em processo de morte. A contagem total permanece relativamente constante, enquanto a de viáveis cai lentamente. MÉTODO DE DETERMINAÇÃO DO CRESCIMENTO MICROBIANO Câmaras de contagem (contagem total de células); Contagem em placa (contagem de viáveis ou filtração por membrana). 1. DIRETO ▪ Massa de células – estimativa do peso seco. 2. INDIRETO ▪ Turbidimetria – quantificação em espectrofotómetro a 660nm. ▪ Proteína total. FATORES QUE AFETAM O CRESCIMENTO MICROBIANO Disponibilidade e natureza dos substratos; Parâmetros físicos: ▪ Temperatura; ▪ Atividade da água; ▪ pH; ▪ Pressão osmótica; ▪ Tensão de oxigénio; ▪ Pressão atmosférica. TEMPERATURA PH ACIDÓFILOS ▪ Crescem a valores de pH 1,0 – 5,5; ALCALÓFILOS ▪ Crescem a valores de pH 8,5 – 11,5; NEUTRÓFILOS ▪ Crescem a valores de pH 5,5 – 8,5. ATIVIDADE DA ÁGUA De forma geral, os microrganismos necessitam de aw~0,98. Conservação de alimentos pela adição de sal e açúcar. HALÓFILOS: necessitam de elevadas concentrações de sal. OSMOFÍLICOS: fungos capazes de viver em ambientes com elevada concentração de açúcares. OXIGÉNIO AERÓBIOS ESTRITOS ▪ Estão dependentes da respiração aeróbia; ▪ O oxigénio molecular é o aceitador final de eletrões. ANAERÓBIOS ESTRITOS ▪ Obtém energia por processos que não envolvem O2. ▪ A presença de O2 é letal. Os organismos aeróbios possuem enzimas que decompõem o superóxido-dismutase, catalase ou peroxidase. 12 MICROAEROFÍLICOS ▪ Crescem melhor a baixas tensões de O2; AERÓBIOS FACULTATIVOS ▪ São capazes de crescer na presença e na ausência de O2; ▪ Em condições de anaerobiose utilizam processo de fermentaçãoou respiração anaeróbia. ANAERÓBIOS AEROTOLERANTES ▪ Só utilizam processo metabólicos anaeróbios (fermentação) não sendo, contudo, sensíveis à presença de O2. PRESSÃO ATMOSFÉRICA Organismos barotolerantes: podem tolerar pressões altas, mas crescem melhor a 1 atm; Organismos barofílicos: precisam de, ou crescem mais rapidamente a pressões altas (em zonas de oceano profundo). NUTRIÇÃO MICROBIANA Os microrganismos são os mais versáteis e diversificados organismos vivos no que diz respeito a exigências nutricionais: ▪ Alguns microrganismos crescem exigindo apenas substâncias inorgânicas. ▪ Outros, necessitam de compostos orgânicos complexos. MACRONUTRIENTES São exigidos em quantidades relativamente elevadas e desempenham papeis fundamentais na estrutura e metabolismo da célula: ▪ Carbono; ▪ Oxigénio; ▪ Hidrogénio; ▪ Azoto; ▪ Enxofre; ▪ Magnésio; ▪ Fósforo. MICRONUTRIENTES São exigidos em quantidades relativamente pequenas, mas são funcionalmente muito importantes. ▪ Manganês; ▪ Cobalto; ▪ Cobre; ▪ Molibdénio; ▪ Zinco. Muitos são essenciais para a atividade de certas enzimas funcionando como cofatores. FATORES DE CRESCIMENTO São substâncias que fazem parte da célula, mas não podem ser sintetizadas pelas células, os quais são normalmente fornecidos pelos meios de cultura: ▪ Aminoácidos; ▪ Purinas; ▪ Pirimidinas; ▪ Vitaminas. MEIOS DE CULTURA São preparações de nutrientes utilizados para o crescimento de microrganismos em laboratório. Na sua composição devem incluir os nutrientes indispensáveis ao organismo em causa sob a forma assimilável. ESTADO FÍSICO o Líquido; o Sólido; o Semissólido. COMPOSIÇÃO QUÍMICA o Quimicamente definidos (sintéticos). o Quimicamente complexos (artificiais). OBJETIVOS FUNCIONAIS o Simples o Seletivos o Diferenciais o Enriquecidos. A classificação mais abrangente no que diz respeito às exigências nutricionais dos microrganismos baseia-se: ▪ FONTE DE ENERGIA o FOTOTRÓFICOS – utilizam a energia luminosa. o QUIMIOTRÓFICOS – utilizam a energia proveniente de reações químicas. ▪ FONTE DE CARBONO o HETEROTRÓFICOS – utilizam a carbono orgânico os carbohidratos. o AUTOTRÓFICOS – usam o carbono inorgânico, CO2. METABOLISMO MICROBIANO A produção de energia nos organismos quimiotróficos: 1. FERMENTAÇÃO (ANAERÓBIO): O doador inicial e o aceitador final de eletrões correspondem a moléculas orgânicas. 2. RESPIRAÇÃO ▪ AERÓBIA: o O2 é o aceitador final de eletrões. ▪ ANAERÓBIA: outros produtos que não o O2 são aceitadores finais de eletrões sulfato, nitrato, carbonato, etc. 13 RELAÇÕES MICRORGANISMO -HOMEM PARASITISMO: um deles beneficia da relação em detrimento do outro. Exemplo: parasitas intestinais MUTUALISMO: benefício para ambos os organismos. Exemplo: E. coli produz vitamina K no intestino COMENSALISMO: um organismo (comensal) tem vantagem e o outro (hospedeiro) não é beneficiado nem prejudicado. Exemplo: bactérias da pele. MICROBIOMA Cada corpo Humano tem um número de microrganismos (maior que 10 vezes do que o nº total de células humanas), essenciais ao bom equilíbrio de saúde, mas que poderão causar doença/infeção. A totalidade desses microrganismos, os seus genomas e os seus diferentes ecossistemas no Homem constituem o MICROBIOMA. O corpo Humano e o seu microbioma constituem um “Supra- Organismo”. O microbioma é constituído por vários micro-habitat: a pele, a boca, intestino, etc. Cada micro-habitat tem um único ecossistema, com características únicas de atmosfera, nutrientes, pH, etc. MICROBIOMA ORAL O ecossistema microbiano oral é influenciado: 1. Práticas de higiene, de alterações de pH, de potencial redox, de atmosfera, atividade da água, composição salivar; 2. Sistema imunitário comprometido altera o microbioma humano: a flora comensal pode ser alterada para espécies parasitárias. 3. Fatores genéticos (alguns individuo têm falhas de genes responsáveis por específicos anticorpos na saliva, que poderá levar a uma maior acumulação de placa dentária). MICROBIOMA HUMANO A flora comensal no Homem é constituída principalmente por bactérias que conseguem competir seletivamente sobre todas as outras: ▪ Substâncias antimicrobianas; ▪ Capacidade de adesão. São várias as espécies bacterianas que habitam nos vários locais dos organismos não causando dano e podendo até ser benéficas. EXEMPLOS DE ADERÊNCIA ESPECÍFICA BACTERIANA AOS TECIDOS DO HOSPEDEIRO Streptococcus pyogenes - Proteina M; Streptococcus mutans – Glicosiltransferase; Streptococcus salivarius - acido lipoteicoico; E. coli - fimbrias tipo 1; Treponema pallidum – Peptídeos na membrana externa. FLORA NORMAL o Pele; o Superfícies internas do organismo (membranas mucosas que revestem): ▪ Fossas nasais; ▪ Boca; ▪ Trato respiratório superior; ▪ Trato intestinal; ▪ Trato genito-urinário. Sangue, líquido encefalorraquidiano, órgão e tecido internos, sangue e linfa são estéreis. PELE Zonas mais desidratadas: estado de latência dos mo; Zonas mais húmidas: fornecem uma zona mais favorável à flora normal e por vezes permitem a instalação de fungos patogénicos. BACTÉRIAS COMENSAIS: possuem mecanismos de adaptação que lhes permitem sobreviver a condições não favoráveis a muitos m.o. (Staphylococcus sp.) 1. pH ácido: ▪ Secreção das glândulas sudoríparas; ▪ Produção de ácido orgânicos (ácido láctico); ▪ Pelos estafilococos. 2. Formação de ácido oleico (atividade antimicrobiana): 3. Lisozima (atividade antimicrobiana). TRATO RESPIRATÓRIO Traqueias; Brônquios; Bronquíolos; Alvéolos pulmonares Fossas nasais; Nasofaringe. CAVIDADE ORAL Tem característica que os tornam um local privilegiado para instalação de bactérias: ▪ Grau de humidade elevado; ▪ Presença de nutrientes; ▪ pH e temperatura favorável. Mas, há desvantagens para a instalação de bactérias: ▪ Fluxo de saliva remove muitos microrganismos que são deglutidos e destruídos pelos pH do estômago; ▪ Descamação das células epiteliais da boca. As bactérias residentes possuem mecanismos de adesão que lhes permite aderir firmemente à superfície da cavidade oral. NÃO HÁ FLORA NORMAL Corrente provocada pelos cílios; Muco (contém lisozima); Fagócitos residentes. 14 PLACA DENTÁRIA: agregados bacterianos que ocorrem sobre os dentes ou estruturas bucais sólidas (fissuras, sulcos, restaurações, implantes, dentaduras, aparelhos ortodônticos…). CÁRIE DENTÁRIA: desmineralização do esmalte e da dentina pelos ácidos produzidos pelos microrganismos da placa bacteriana. PERIODONTITE: destruição das fibras de colagénios, do periodonto (TC) e do osso alveolar. A microbiologia das doenças periodontais é geral constituída por microrganismos anaeróbios Gram-negativos. TRATO INTESTINAL É do trato intestinal que reside a maioria da flora normal do organismo: ESTÔMAGO: ▪ Embora esteja constantemente a receber bactérias o seu nº é normalmente baixo; ▪ pH baixo; ▪ Streptococcus, Staphylococcus, Lactobacillus, leveduras do género Candida sp. ▪ Helicobacter pylor. INTESTINO GROSSO (CÓLON): ▪ Onde reside a maioria da população microbiana normal do organismo; ▪ Gram- anaeróbios não esporulados (bacteróides); ▪ Bacilos Gram+ esporulados e não esporulados (perfirngens, Bifidobacterium, Lactobacillus); ▪ Anaeróbios facultativos Gram- (Enterobatericeae: Escherichia coli); ▪ Leveduras (Candida albicans); ▪ Protozoários (trichomonas hominis). TRATO GENITO-URINÁRIO Trato urinário superior é isento de microrganismos sendo a urina na bexiga estéril; Na porção distal da uretra existe uma flora residente que passa para a urina: o Gram+; o Alguns membros das Enterobactericeae). IMUNIDADE INATA/ADQUIRIDA ESPÉCIESBACTERIANAS OPORTUNISTAS: causam doença quando há alterações no tecido onde habitam ou passam para outro local do organismo. ORGANISMOS PATOGÉNICOS: têm capacidade intrínseca de causar doença. ▪ DOENÇA INFECIOSA: infeção produz sintomas. ▪ INFEÇÃO ASSINTOMÁTICA: o indivíduo é hospedeiro de um organismo patogénico e não mostra qualquer sintoma clínico (portador). IMUNIDADE INATA: conjunto de defesas naturais. IMUNIDADE ADQUIRIDA: conjunto de respostas que desenvolvem com o tempo (resposta imunológica). IMUNIDADE INATA IMUNIDADE ADQUIRIDA Presente ao nascer. Adquirida a partir da exposição. Pouco específica. Específica (elevada para microrganismos). Sem memória. Com memória. Resposta rápida (minutos) Resposta lenta (dias). BARREIRAS FÍSICAS: pele, muco, cílios. Produtos secretados. BARREIRAS QUÍMICAS: pH, lisozima, enzimas do suco gástrico, sistema do complemento. Anticorpos (humoral). CÉLULAS: fagocitárias (macrófago, neutrófilo, monócitos) e NK (natural killers). Células (linfócitos B e T). CÉLULAS QUE PARTICIPAM NA RESPOSTA INATA NK o São linfócitos que não são específicos de antigénio. o Libertam grânulos líticos que matam as células malignas e infetadas. SISTEMAS DE COMPLEMENTO: o Constituído por cerca de 25 proteínas no estado inativo; o Maior concentração no plasma sanguíneo; o Facilitam a fagocitose de agentes estranhos ou perfuram as paredes; o Celulares das bactérias conduzindo à sua lise. TRANSMISSÃO DO AGENTE INFECIOSO DIRETA: passagem imediata do agente do reservatório1 para um hospedeiro em contacto direto (DSTs). INDIRETA: o agente infecioso é transportado do reservatório por intermediários (partículas em suspensão, vetores2 animais ou veículos inanimados) (malária, infeções alimentares). RESERVATÓRIO: organismos ou matéria inanimada nos quais os agentes infeciosos e se multiplicam. VETORES: normalmente são artrópodes, que fazem o transporte mecânico passivo de material contaminado nos seus apêndices (não há multiplicação). INFEÇÃO PERÍODO DE INCUBAÇÃO: intervalo de tempo entre o primeiro contacto com o agente infecioso e o aparecimento dos primeiros sintomas. RESISTÊNCIA NATURAL: capacidade de um indivíduo conseguir evitar que um agente patogénico com o qual entra em contacto produza doença. 15 MECANISMOS DE DEFESAS CONTRA A INF EÇÃO 1. DEFESAS CONSTITUTIVAS ▪ Estão sempre presentes e não são dirigidas especificamente contra um determinado agente. ▪ São efetivas contra a maioria dos microrganismos. Barreiras físicas (pele), células fagocíticas, certas moléculas antimicrobianas (imunidade inata). 2. DEFESAS CONSTITUTIVAS ▪ Dirigida para um determinado microrganismo na sequência de uma resposta induzida. Anticorpos (imunidade adquirida) DEFESAS SUPERFICIAIS – PELE Ação da flora microbiana: o Manutenção de pH ácido (ácido propiónico); o Humidade relativa baixa; o Competição para recetores e nutrientes; o Produção de substâncias antimicrobianas (colicinas). DEFESAS SUPERFICIAIS – MUCOSAS Trato respiratório o Movimento dos cílios da mucosa brônquica. Trato gastrointestinal o pH do estômago; o Intestino ▪ Flora normal (produção ácidos, competição por nutrientes, locais de aderência); ▪ Ação das enzimas pancreáticas e bílis; ▪ Presença de IgA ▪ Movimentos peristálticos do intestino. Trato urinário o Zonas estéreis (rins, bexiga, ureteres) ▪ Acidez da urina; ▪ Produtos microbicidas (ureia e ácido úrico); ▪ Hipertonicidade da medula renal; ▪ Efeito do fluxo da urina para o exterior. o Zona não estéril (parte distal da uretra) ▪ Flora variável que tem funções de defesa. ▪ Flora vaginal • Lactobacillus – pH ácido. BARREIRAS QUÍMICAS Secreções (muco) da camada epitelial das membranas mucosas. o Evitam a desidratação; o Aprisionam os microrganismos presentes facilitando a sua remoção. Moléculas com efeito antimicrobiano nos fluídos orgânicos e secreções. o Lisozima; o Lactoferrina; o Criptidinas. EFEITOS BENÉFICOS DOS MICRORGANISMOS NO MICROBIOMA HUMANO Estimulam o sistema imunitário; Bactérias produzem vitaminas essenciais (vitamina K); Prevenção contra colonização por agentes patogénicos. 16 AGENTES ANTIMICROBIANOS CONTROLO DO CRESCIMENTO MICROBIANO AGENTES ANTIMICROBIANOS: agentes utilizados para destruir ou inibir o crescimento dos microrganismos. ESTERILIZAÇÃO: destruição ou remoção completa de todas as formas de vida quer patogénicas quer não patogénicas. DESINFEÇÃO: remoção da totalidade ou parte dos microrganismos patogénicos de uma superfície ou objeto. FÍSICOS CALOR ▪ Húmido: desnaturação e coagulação das proteínas. ▪ Seco: oxidação dos constituintes orgânicos da célula; coagulação das suas enzimas. FILTRAÇÃO RADIAÇÕES ▪ Ionizantes (raios X e y): ação sobre o DNA e proteínas celulares. ▪ Não ionizantes (UV): alteração do DNA e impedem a replicação. QUÍMICOS DESINFECTANTES ▪ Sobre materiais intertes; ▪ Forte poder microbicida; ▪ Tóxicos; ▪ Removem as formas vegetativas, mas nem sempre os esporos. ANTISSÉTICOS ▪ Desinfetantes que podem ser usados sobre a pele e mucosas. Microbicida e microbiostático. DESINFECTANTES EM ODONTOLOGIA DE SUPERFÍCIE 1. Compostos clorados (hipoclorito de Na 0,05 a 0,5%/10min; 2. Iodósforos (PVPI + polivinil-pirrolidona/10min). DE IMERSÃO 1. Glutaraldeído a 2% (30min); 2. Formaldeído (30min). FATORES QUE CONDICIONAM A EFICÁCIA DOS AGEN TES UTILIZADOS NA ESTERILIZAÇÃO OU DESINFEÇÃO: Características dos microrganismos presentes; Concentração da população microbiana; Temperatura; Duração de contacto com os microrganismos; Natureza do material a descontaminar. ANTIBIÓTICOS CARACTERÍSTICAS GERAIS Espetro de ação (pequeno e grande espetro); Quanto à síntese (microbiana, química ou semissintética); Quanto à ação: o BACTERIOSTÁTICOS (tetraciclinas, cloranfenicol, macrólidos, rifamicinas) o BACTERICIDAS (penicilinas e cefalosporinas, aminoglicosídeos, polimixinas). A ação de um antimicrobiano sobre uma estirpe bacteriana pode ser caracterizada por dois parâmetros: 1. CMI (CONCENTRAÇÃO MÍNIMA INIBITÓRIA) – a mais baixa concentração de antibiótico que inibe a multiplicação das bactérias (bacteriostase), em 18-24h. A CMI exprime-se em ug/ml. 2. CMB (CONCENTRAÇÃO MÍNIMA BACTERICIDA) – a mais baixa concentração de antibiótico capaz de matar, após 18 horas de contato a 37ºC, uma população bacteriana. A CMB exprime-se em ug/ml. MECANISMOS DE AÇÃO DOS ANTIMICROBIANOS 1. INIBIÇÃO DA SÍNTESE DA PAREDE CELULAR ▪ Penicilinas, Ampicilina e Cefalosporinas. B-LACTÂMICOS: interage com proteínas denominadas PBPs, inibindo a enzima envolvida na transpeptidação. BACITRACINA: interfere com a ação do transportador lipídico que transporta os percursos da parede pela membrana. Resulta na não formação das ligações entre o NAM e NAG. GLICOPEPTIDEOS (VANCOMICINA e TEICOPLANINA): liga- se diretamente à porção tetrapeptídica do peptidoglicano. É ainda a droga de escolha para linhagens resistentes de S. aureus-MRSA. 2. LIGAÇÃO À MEMBRANA CITOPLASMÁTICA POLIMIXINAS: ligam-se à membrana, entre os fosfolípidos, alterando a sua permeabilidade (detergentes). São extremamente eficientes contra Gram-, pois afetam tanto a membrana citoplasmática como a membrana externa. IONÓFOROS: moléculas hidrofóbicas que se imiscuem na membrana citoplasmática, permitindo a difusão passiva de compostos ionizados para dentro ou fora da célula. 17 3. INIBIÇÃO DA SÍNTESE DE ÁCIDOS NUCLEICOS NOVOBIOCINA: liga-se à DNA girase, afetando o desenovelamento do DNA, impedindo a sua replicação. QUINOLONAS: inibem a DNA girase, afetando a replicação, transcrição. RIFAMPICINA: ligação à RNA polimerase, bloqueandoa transcrição. 4. INIBIÇÃO DA TRADUÇÃO ▪ Macrólido, Aminoglicosideos, Tetraciclina. ANTIBIÓTICOS EM ODONTOLOGIA B-lactâmicos (penicilinas e cefalosporinas); Glicopeptideos (vancomicina e teicoplanina); Tetrciclinas (doxiciclina); Macrólidos (eritromicina, azitromicina). RESISTÊNCIA MICROBIANA AOS ANTIMICROBIANOS NATURAL: Ausência da estrutura, ou via metabólica alvo. ▪ Penicilinas (mycoplasmas); ▪ Vancomicina (gram negativas). AQUIRIDA: ▪ Produção de enzimas (beta-lactamases); ▪ Alteração do sítio de ligação (PBP’s). Transferência dos genes através de mutações espontâneas e seleção ou por recombinação: ▪ Transformação; ▪ Transdução; ▪ Conjugação; ▪ Transposição (“genes saltadores”). RECOMBINAÇÃO GENÉTICA 1. TRANSFORMAÇÃO – a célula recetora adquire os genes de uma molécula de DNA livre presente no meio. 2. TRANSDUÇÃO – o DNA da célula doadora é transportado por um vírus (bacteriófago) para a célula recetora. 3. CONJUGAÇÃO – é dependente do contacto célula-célula; pode envolver a transferência de um plasmídeo, como o plasmídeo F em Escherichia coli. TESTES DE SUSCETIBILIDADE AOS ANTIMICROBIANOS IN VITRO MÉTODO KIRBY BAUER (método semi-quantitativo). ▪ Sensitivo (S); ▪ Resistente (R); ▪ Intermédio (I) DIFUSÃO COM E-TEST (método quantitativo) CONCENTRAÇÃO MÍNIMA INIBITÓRIA (MIC) ▪ Métodos de diluição em tudo ou placa. 18 ANTIBIÓTICOS EM MED ALEXANDER FLEMING – descoberta da penicilina, em 1938. Os dentistas prescrevem entre 7% a 11% os antibióticos: 1. Betalactâmicos; 2. Macrólidos; 3. Tetraciclina; 4. Clindamicina; 5. Metronidazole. CLASSES DE ANTIBIÓTICOS B -LACTÂMICOS PENICILINAS; o Penicilina G; o Ampicilina; o Amoxicilina. CEFALOSPORINAS. Os B-LACTAMICOS ligam e inibem PBPs, que são responsáveis pela montagem, manutenção e regulação do metabolismo do peptidoglicano (parede celular) e pela perturbação da síntese de peptidoglicano. MECANISMOS DE RESISTÊNCIAS: B-LACTÂMICOS 1. Alteração do sítio de ligação (PBPs); 2. Alteração da permeabilidade da membrana externa; 3. Produção de enzimas (beta-lactamases); 4. Carga molecular do antibiótico; 5. Hidrofobia; 6. Tamanho da molécula; 7. Bombas de efluxo. INIBDORES DAS B-LACTAMASES ÁCIDO CLANULÂNICO o Sulbactan; o Tazobactam. Assemelham-se à estrutura antibiótica dos B-lactamases, ligam-se à b-lactamase e protegem o antibiótico da destruição. São mais bem-sucedidos quando ligam a b-lactamase irreversivelmente. glicopéptidos VANCOMICINA E TEICOPLANINA o Bactérias Gram positivo. MECANISMOS DE RESISTÊNCIAS 1. Tamanho da molécula; 2. Alteração do sítio de ligação. ANTIBIÓTICOS INIBIDORES DA SÍNTESE PROTEICA Tetraciclinas; Macrólidos; Aminoglicosideos. o Ligação 30s ribossoma ➔ alteração da permeabilidade da membrana ➔ lesão celular: bactericida. o Via injetável; o Sem ação contra os ANA; o Atuam com o os b-lactâmicos ou glicopeptídeos. RESISTÊNCIA AOS AMINOGLICOSÍDEOS 1. Impermeabilização da OM; 2. Impermeabilização da MC; 3. Alvos ribossomais alterados; 4. Inativação enzimática do antibiótico. TETRACICLINAS Bacteriostático; Sub-unidade 30s; Muito eficaz contra os ANA; Largo espetro; Alternativa à Penicilina. Inibem a síntese proteica ao ligar o ribossoma 30s no organismo suscetivel. Inibe também a ligação do aminoácido tRNA ao aceitador de mRNA – a cadeia peptídica não cresce. macrólidos Bacteriostático; Lactonas ligadas a aminoácidos e/ou açúcares. Pouco eficazes contra os Gram-; Metabolização hepática; Alternativa à Penicilina e Tetraciclinas. LINCOSAMIDA – CLIDAMICINA Bacteriostático; Sub-unidade 50s; Muito ativos contra os ANA. EFEITOS ADVERSOS ▪ Colite pseudomembranosa; ▪ Diarreira; ▪ R. hipersensibilidade; ▪ É bloquear neuromuscular; ▪ Doentes que tomam fármacos bloqueadores neuromusculares. ANTIBIÓTICOS INIBIDORES SÍNTESE ÁCIDO NUCLEICOS Quinolonas; METRONIDAZOL; Rifampicina. São bactericidas. 19 METRODINAZOL Muito ativos contra os ANA. Associado à doença periodontal. MECANISMO DE AÇÃO: 1. Ligação à girase; 2. Inibição da transcrição e replicação do DNA; 3. Ligação à topoisomerase IV. quinolonas Sem eficácia contra os ANA; Muito caros; Muito usados em infeções pulmonares complicadas. 20 MICROBIOMA ORA L MICROBIOTA ORAL Bactérias; Fungos; Arquea; Vírus; Protozoa. FLORA ORAL Pode compreender: 1. BACTÉRIAS (ex: Streptococcus, Lactobacillus, Actinomyces, Prevotella, Porphyromonas, etc) 2. FUNGOS (ex: Candida, Cladosporium, Aureobasidium, Aspergillus, Fusarium, Cryptococcus) 3. PROTOZOÁRIOS (ex: Entamoeba gingivalis, Trichomonas tenax) 4. VÍRUS (ex: Herpes simplex); 5. ARCHAE (ex: Methanobacterium sp., Methanosarcina sp.) COLONIZAÇÃO ORAL BACTERIANA Firmicutes; Bacteroidetes; Proteobacteria; Actinobacteria; Fuso bactéria; Spirochaetes. COLONIZAÇÃO ORAL FÚNGICA Candida (cladosporium, aureobasidium, saccharomycetales, fusarium, cryptococcus, aspergillus). COLONIZAÇÃO ORAL VÍRICA Outros vírus encontrados na cavidade oral: 1. Vírus da Hepatite e HIV: podem encontrar-se no fluído gengival. 2. Vírus Herpes Simplex: encontrado na cavidade oral (gânglio do trigémeo), na forma latente após uma infeção primária. 3. Vírus do Papiloma Humano: encontrado na cavidade oral, localizando-se frequentemente nas regiões dos lábios e do palato. COLONIZAÇÃO ORAL ARQUEA Sobrevivem e prosperaram sob condições externas; No microbioma oral, as arqueas representam uma pequena minoria; Pequeno número de filotipos de mantogéneos (anaeróbios estritos que produzem metano). A sua prevalência está aumentada em indivíduos com periodontite e infeções endodônticas. MICROBIOTA ORAL – MÉTODOS DE IDENTIFICAÇÃO Microrganismos cultiváveis (metodologia clássica); Microrganismos não cultiváveis (biologia molecular). ECOSSITEMAS ORAIS A cavidade oral é constituída por uma variedade de ecossistemas bacterianos – nichos ecológicos que diferem: ▪ Na localização; ▪ Nas características físicas, químicas e nutricionais; ▪ No tipo de flora presente. 1. Mucosa (recobre lábios, palato, gengivas, bochechas); 2. Dorso da língua; 3. Superfícies dentárias; 4. Sulco gengival; 5. Saliva. MUCOSA Cocos de Gram+ anaeróbios facultativos (ex: Streptococcus sp.) DORSO DA LÍNGUA Cocos de Gram+ anaeróbios facultativos (ex: Streptococcus sp.) Cocos de Gram- anaeróbios (ex: Veillonella sp.); Bacilos de Gram+ anaeróbios facultativos (ex: Actinomyces sp.) SUPERFÍCIES DENTÁRIAS Coroa (supragengival): gram+ Raiz (subgengival): gram – SULCO GENGIVAL Espaço delimitado pela coroa e cimento. o Cocos Gram+ anaeróbios facultativos o Bacilos Gram+ anaeróbios facultativos. SALIVA Quando sai das glândulas, é estéril. A flora transitória é variável. MICROBIOMA ORAL E O SEU PAPEL NA SAÚDE 1. Resistência à colonização. ▪ Impede a colonização por microrganismos potencialmente patógenos. 2. Coagregação homotípica e hetrotípica. ▪ A co agregação de microrganismos permite o desenvolvimento e manutenção de um biofilme mais estável e resistente contra invasores. 3. Produção de fatores inibidores do crescimento. ▪ Peróxido de Hidrogénio e certos metabolitos. 4. Metabolismo dos nitratos. 21 ▪ Os microrganismos orais reduzem os nitratos anitritos, que por sua vez são absorvidos, e já na corrente sanguínea, convertidos a óxido de nítrico. MICROBIOMA ORAL E O SEU PAPEL NA DOENÇA 1. Alteração dos hábitos alimentares; 2. Consumo de tabaco e álcool; 3. Stress; 4. Alterações hormonais; 5. Doenças concomitantes; 6. Falta de higiene oral; 7. Toma de antibióticos. MICROBIOMA ORAL E PATOLOGIA Cáries; Doenças periodontais. É influenciada por: ▪ FATORES INTRINSECOS: o Deficiência de células mediadoras da imunidade; o Decréscimo de anticorpos salivares; o Mudanças hormonais; o Alteração da mucosa oral (Recessão gengival). ▪ FATORES EXTRINSECOS: o Radioterapia/quimioterapia; o Uso de dentadura; o Medicação; o Dietas. DISTRIBUIÇÃO DA FLORA NA CAVIDADE ORAL As diferenças na flora microbiana oral devem-se a: 1. FATORES FÍSICO-QUÍMICOS; ▪ HUMIDADE o Disponibilidade elevada de água; o Intercâmbio de nutrientes. ▪ pH o Função tamponante da saliva. ▪ POTENCIAL DE OXIRREDUÇÃO o Condições de anaerobiose obtidas pela morfologia das estruturas orais e atividade microbiana. 2. FATORES NUTRICIONAIS; ▪ FONTES ENDÓGENAS o Saliva; o Fluido gengival, o Células de descamação. ▪ FONTES EXÓGENAS o Dieta 3. FATORES PROTETORES DO HOSPEDEIRO; ▪ INTEGRIDADE DA MUCOSA o A continuidade das camadas da mucosa bucal atua como uma barreira mecânica contra a penetração de microrganismos. ▪ DESCAMAÇÃO CELULAR o A Adesão e multiplicação bacteriana é controlada pela taxa de reposição das células epiteliais. ▪ MASTIGAÇÃO, DEGLUTINAÇÃO E SUCÇÃO o Arrastam os microrganismos para o trato digestivo. ▪ FLUIDO GENGIVAL ▪ SALIVA. 4. FATORES MICROBIANOS. ▪ Ocupação dos locais de colonização e inibição do crescimento de outras espécies; ▪ Competição por substratos nutricionais; ▪ Consumo de oxigénio – variações de potencial redox; ▪ Produção de toxinas (bacteriocinas) e de produtos metabólicos; ▪ Coagregação com bactérias da mesma ou de espécies diferentes; ▪ Atividade funcional dos microrganismos: o Acidogénicos – elaboram ácidos a partir de hidratos de carbono; o Acidúricos – sobrevivem a pH ácido. o Proteolíticos – degradam proteínas. 5. FATORES DE ADESÃO ▪ Mecanismos de aderência 6. OUTROS FATORES ▪ Uso de antimicrobianos; ▪ Forma, topografia e desalinhamento dos dentes (mecanismos de aderência não-adesivos). ▪ Má qualidade das restaurações. SALIVA 1º FONTE DE NUTRIENTES: carbohidratos e proteínas. o Facilita a formação da película adquirida. AÇÃO MECÂNICA DE LIMPEZA o Evita a adesão e crescimento exógeno de microrganismos. AÇÃO TAMPONANTE o Mantém o pH bucal relativamente constante, evitando a ação desmineralizante dos ácidos sobre o esmalte. EFEITO COAGULANTE o Contém fatores de coagulação que aceleram a coagulação sanguínea e evitam que face a possíveis feridas, haja penetração microbiana. PODER REMINERALIZANTE o Causado pela supersaturação em cálcio e fosfato. AÇÃO QUÍMICA o Possui inibidores das bactérias (lizosima, lactoferrina, lactoperoxidase, glicoproteínas salivares). AÇÃO IMUNITÁRIA o Possui imunoglobulinas, complemento e leucócitos. 22 MECANISMOS DE ADERÊNCIA Os microrganismos que se estabelecem na cavidade oral: o Possuem capacidade de aderência às superfícies orais ou ficam retidos (sulcos, fissuras). ADESIVOS GLICOCÁLICE BACTERIANO: situado externamente à parede celular. FÍMBRIAS: apêndices rígidos, com função de adesão nas espécies patogénicas. ADESINAS: proteínas localizadas no glicocálice ou nas fímbrias que reconhecem recetores na superfície dos dentes, nas células epiteliais ou na película adquirida. PELÍCULA AQUIRIDA: camada presente na superfície do esmalte, composta essencialmente por proteínas e glicoproteínas salivares. POLÍMEROS BACTERIANOS EXTRAECELULARES: formam-se a partir de sacarose e outros açucares. ADERÊNCIA ENTRE MICRORGANISMOS. NÃO-ADESIVOS Retenção mecânica nas fossas; Fissuras de dentes; Lesões de cárie; Sulco gengival; Bolsa periodontal. ASPETOS “HIPOTETICAMENTE” BENÉFICOS DA FLORA ORAL Síntese de vitaminas e cofatores úteis para o ser humano (riboflavina, vitamina K...). As enzimas bacterianas contidas na saliva (proteases) contribuem para a digestão dos alimentos. Evitam o estabelecimento de microrganismos patogénicos, quer por competição por nutrientes e receptores celulares, quer por produção de substâncias antagónicas (bacteriocinas ou microcinas). A flora oral pode contribuir para o desenvolvimento de sistema imunitário (ativação de linfócitos, estimulação da produção de citoquinas e da produção de anticorpos). POTENCIAL PATOGÉNICO DOS MICRORGANISMOS ORAIS Os microrganismos proliferam em áreas restritas e causam danos confinados ao local da infeção (ex. cárie, …) Os microrganismos disseminam a infeção aos tecidos vizinhos (ex: abcesso) Os microrganismos causam lesões à distância por bacterémia ou por produtos lançados na circulação (ex: endocardite) BIOFILME ORAL 1. Formação da película adquirida; 2. Adesão inicial; 3. Coagregação; 4. Maturação e difusão. PELÍCULA ADQUIRIDA: cama existente na superfície dentária constituída por proteínas e glicoproteínas salivares. PLACA DENTÁRIA: biofilme constituído por uma grande diversidade de microrganismos, envolvidos numa matriz de polímeros. COMPOSIÇÃO DA PLACA BACTERIANA A composição bacteriana da placa varia entre indivíduos, dentes do mesmo indivíduo ou áreas do mesmo dente. Constituída por: ▪ Microrganismos; ▪ Polissacarídeos, proteínas e glicoproteínas salivares; ▪ Células epiteliais descamadas; ▪ Leucócitos, enzimas, sais minerais e restos alimentares. Localização: ▪ Subragengival; ▪ Subgengival; ▪ Interproximal. FORMAÇÃO DA PLACA BACTERIANA 1. FORMAÇÃO DA PELÍCULA ADQUIRIDA Deposição de uma fina camada de glicoproteínas salivares nas superfícies dentárias. ▪ Adere ao esmalte e às outras superfícies sólidas (restaurações, próteses, aparelhos ortodônticos) Está, normalmente, livre de bactérias. ▪ Começa a formar-se poucos minutos depois da higiene a fundo dos dentes (já está presente após 15 min, começa a ser colonizada por bactérias após 4 – 6 horas) FUNÇÕES: Proteção da superfície do esmalte (contra ácidos de origem bacteriana e ação de abrasivos) Influência na aderência de microrganismos bucais (as proteínas da película têm maior afinidade para alguns microrganismos do que para outros) Constitui um reservatório de iões protetores (flúor). 2. COLONIZAÇÃO PRIMÁRIA A maioria das bactérias deriva da flora salivar; outras são transportadas por células epiteliais descamadas. 23 O dente é inicialmente colonizado por Streptococcus, surgindo depois espécies (Actinomyces, ...) Iniciam-se os fenómenos de agregação bacteriana. As bactérias apresentam um metabolismo preferencialmente aeróbio. 3. PLACA MADURA/COLONIZAÇÃO SECUNDÁRIA Microrganismos aderem-se aos já existentes (co-agregação) As camadas mais profundas são privadas de O2 e de nutrientes e acumulam-se produtos de excreção. ▪ Alteração do ambiente que favorece a proliferação de anaeróbios estritos Novas espécies colonizam a placa, originando uma crescente complexidade microbiana: ▪ cocos e bacilos Gram + e Gram -, micoplasmas, espiroquetas e fungos. 4. MINERALIZAÇÃO Passado algum tempo (dias ou semanas), a placa pode mineralizar: ▪ cálculo ou tártaro (depósitos calcificados que aparecem como agregados amarelos e brancos, habitualmente nas uniões dento-gengivais) Sobre estes cálculos pode formar-se uma nova película e esta ao ser colonizada, originar uma nova placa e assim sucessivamente. Esta fase deve-se provavelmente à supersaturação em sais da saliva que podem precipitar com o pH alcalino. TIPOS DE PLACA DENTÁRIAS PLACA SUPRAGENGIVAL: localizada na zona bucal, palatina e lingual dos dentes. Quando se acumula, torna-se visível e de cor branco-amarelada. PLACA SUBGENGIVAL: situada no sulco gengival ou nas bolsas periodontais; PLACA PROXIMAL: localizada em zonas de retenção – espaços interproximais. PLACA DE FOSSAS E FISSURAS: localizada em zonas de retenção – fissuras ocluais; PLACA RADICULAR: situadanas superfícies radiculares, quando expostas ao ambiente oral. PLACA BACTERIANA Também ocorre em estruturas sólidas como restaurações, implantes, dentaduras, aparelhos ortodônticos… Fator importante no desenvolvimento da cárie e doenças periodontais (potencial patogénico da placa), devido: aos efeitos nocivos de produtos derivados dos microrganismos da placa; ▪ à existência de microrganismos patogénicos na placa; ▪ ao aumento de determinados microrganismos indígenas (condições ótimas de adesão e multiplicação); CONTROLO DA PLACA BACTERIANA FATORES FÍSICOS ▪ Escovagem dos dentes e outros procedimentos de limpeza mecânica (fio dental), desde que realizados com suficiente frequência e cuidado. ▪ A placa pode ser evidenciada com o uso de corantes: fucsina básica (1%), verde de malaquite (1%) e eritrosina (0,5 a 1%), orientando o médico dentista e o paciente no controlo mecânico da placa. ▪ A eliminação do tártaro pode ser feita pelo médico dentista através de instrumentos de uso manual e ultrassónico. FATORES QUÍMICOS ▪ Administração de substâncias químicas em dentífricos, pastilhas, aplicações tópicas, etc.… para impedir a acumulação da placa (fluoretos, clorohexidina, triclosan, xilitol, etc). ▪ FLUORETOS: eficazes na prevenção da cárie, porque interferem nos processos enzimáticos das bactérias da placa, possuem uma acção bactericida directa e interferem na aderência de microrganismos patogénicos aos dentes. ANTISSÉTICOS: controlam a placa, mas têm inconvenientes. ▪ CLOROHEXIDINA – gosto amargo, coloração nos dentes e irritabilidade na mucosa. ▪ IODO – gosto metálico e tendência para corar restaurações estéticas. ENZIMAS (amilase, protéase, lípase): não há controlo completo. ANTIBIÓTICOS (kanamicina, tetraciclina, etc): previnem e controlam a placa, mas o seu uso contínuo é prejudicial porque: ▪ Alguns antibióticos tendem a produzir reações alérgicas ▪ Podem aparecer microrganismos resistentes à droga. ▪ Aplicações prolongadas de certos antibióticos possibilitam o desenvolvimento de outros microrganismos. FATORES BIOLÓGICOS (vacinação – em estudo): a imunização contra bactérias da placa apresenta resultados parcialmente satisfatórios. DIETA: ▪ A consistência da dieta pode ser tal que exija uma mastigação vigorosa, estimulando a ação da saliva, lábios, bochechas e língua. ▪ Por outro lado, a sua composição pode favorecer a formação da placa: a ingestão frequente de hidratos de carbono deve ser evitada. 24 MORFOLOGIA DA CÁRIE DENTÁRIA Miller, Robert Koch (1890) – 1ºs estudos de isolamento e identificação de bactérias da cárie. ▪ Os microrganismos atuando sobre carboidratos da dieta resultavam na produção de ácidos que levavam à descalcificação do esmalte dentário. DADOS HISTÓRICOS Clarke (1924): isolou S.mutans; Mc Clure e Hewit (1946): comprovaram que as bactérias eram responsáveis pela cárie. Black (1989): isolou vários Streptococcus da placa microbiana. BIOFILME E CÁRIE DENTÁRIA As superfícies dentárias são recobertas por depósitos microbianos: BIOFILME ou PLACA DENTÁRIA: ▪ As bactérias têm mecanismos de adesão; ▪ Formam um equilíbrio dinâmico; ▪ A atividade causa variações de pH. CÁRIE DENTÁRIA: É uma infeção multifatorial dos tecidos duros do dente, resultado da desmineralização irreversível do esmalte e da dentina, pelos ácidos produzidos por bactérias cariogénicas da placa bacteriana. As bactérias cariogénicas utilizam açúcares e glicosídeos presentes na dieta: sacarose, glicose, frutose e lactose, galactose, manose, etc. 1. Produzem polissacarídeos extracelulares insolúveis: aumentam a aderência à superfície do dente. 2. Produzem polissacarídeos intracelulares: reservas energéticas. Metabolismo anaeróbio pelas bactérias acidogénicas e acidúricas – produção ácidos (exemplo: ácido láctico); pH ácido (pH crítico 5,5) – desmineralização irreversível dos tecidos dentais. A desmineralização acontece sempre após a ingestão de dieta cariogénica até que a capacidade tampão e ação remineralizadora da saliva paralise o processo – desmineralização reversível. Depende da interação, durante um período de tempo suficiente, de vários fatores: O HOSPEDEIRO: representado pelos dentes e saliva; existem dentes com distintas suscetibilidades para desenvolver a doença: qualidade do esmalte, fluxo, composição e capacidade de tampão da saliva; aspetos hereditários e imunológicos. A DIETA FREQUENTE E RICA EM CARBOHIDRATOS: facilmente fermentados: sacarose – substrato para as bactérias produzirem polissacarídeos extracelulares e intracelulares. A FLORA ORAL CARIOGÉNICA: bactérias acidogénicas e acidúricas. FATORES DO HOSPEDEIRO 1. DENTES - a suscetibilidade de diferentes zonas dentárias à cárie depende da: ▪ Estrutura do esmalte e da dentina: áreas do mesmo dente são mais suscetíveis que outras ao ataque bacteriano.; ▪ Idade: diferenças de composição mineral (fluor); ▪ Exposição do hospedeiro ao flúor e higiene oral; ▪ Presença de aparelhos fixos e removíveis (dificultam a autolimpeza); 2. SALIVA ▪ Taxa de fluxo salivar; ▪ Veículo de flúor; ▪ Composição e capacidade de tampão da saliva. o É supersaturada em iões de cálcio e fosfato que são muito importantes na remineralização. 3. DIETA - os componentes da dieta que mais influenciam o aparecimento da cárie são: ▪ Hidratos de carbono (especialmente, a sacarose): cárie depende da quantidade e tipo de açúcar; ▪ Frequência de consumo ▪ Consistência dos alimentos (alimentos pegajosos são mais cariogénicos) ▪ Momento de ingestão (consumo durante as refeições é menos prejudicial: o fluxo de saliva estimulada é maior e há uma eliminação mais rápida. FATORES MICROBIANOS As principais bactérias cariogénicas de Gram positivo, anaeróbias facultativas: Grupo mutans: o Streptococcus mutans o Streptococcus sobrinus Bactérias lácticas: o Lactobacillus sp. ▪ L. acidophilus, ▪ • L. casei, ▪ • L. fermentum. ▪ • L. acidophillus (...) Outras bactérias: o Actinomyces o Bifidobacterium o Eubacterium o Parvimonas o Rothia o Enterococcus o Prevotella. 25 GRUPO MUTANS Elevada afinidade para colonização das superfícies dentárias (grande capacidade adesiva): ▪ Produção de polissacarídeos extracelulares a partir de sacarose (dextranas e glicanos de elevado peso molecular). Produção e metabolização de polissacarídeos intracelulares (amilopectina ou glicogénio), que atuam como reservatório de alimento (quando a dieta em hidratos de carbono é reduzida). PODER ACIDOGÉNICO: rápido metabolismo dos açúcares a ácido láctico (desmineralização do dente na etapa inicial da cárie) PODER ACIDÚRICO: capacidade de sobrevivência em pH baixo, permitindo processos metabólicos) Fermentadores de grande quantidade de carboidratos (manitol, sorbitol) Efeito pós-pH curto recupera rapidamente a sua taxa de crescimento, após estar submetido a variações do pH. Conseguem atingir o pH crítico (4,5) para a desmineralização do esmalte mais rapidamente do que qualquer outro microrganismo da placa. LACTOBACILLUS SPP Gram positivos, anaeróbios facultativos, às vezes microaerofílicos. HOMOFERMENTATIVAS: L. casei, L. fermentum, L. acidophilus HETEROFERMENTATIVAS: L. fermentum, L.brevis, L. buchneri Envolvidos na progressão da cárie; Poder acidogénico e acidúrico. Não possuem polissacarídeos extra e por isso não aderem a superfícies lisas. Colonizam sulcos, fissuras e regiões interproximais. ACTYNOMYCES SPP Gram positivos, anaeróbios facultativos. A. israelii, A. naeslundii, A. viscosus e A. odontolyticus Associados ao desenvolvimento de cáries radiculares; Poder acidogénico; Presença de fímbrias (adesão); Podem produzir polissacarídeos extra e intracelulares a partir dasacarose (adesão, coagregação). Cárie dentária De acordo com o local da lesão: 1. Cáries de sulcos e fissuras: mais comum no Homem ▪ Strep. mutans e Lactobacillus sp. 2. Cáries de superfície lisa: Strep. mutans, Strep. sobrinus e Strep. salivarius (isolado em cáries de animais, no Homem?) 3. Cáries radiculares: Strep. mutans, Lactobacillus acidophillus e Actynomyces israelli, Actynomyces sp. 4. Cáries recorrentes: aparecem quando se associa a uma restauração pré-existente. PREVENÇÃO DA CÁRIE DENTÁRIA DIETA ▪ Alteração dos hábitos dietéticos. ▪ Redução do consumo de hidratos de carbono entre as refeições. ▪ Utilização de substitutos do açúcar (sorbitol, sacarina). ▪ Não são absorvidos ou metabolizados pela maioria das bactérias para produzir ácidos. Estimulação da SALIVA após as principais refeições. FLUOR ▪ Uso de fluoretos na higiene oral. ▪ Aumenta a resistência do esmalte; ▪ Inibe muitas enzimas bacterianas necessárias para o metabolismo dos açúcares; ▪ Remineralização nas cáries de esmalte incipientes. SELANTES DE FISSURAS ▪ Eliminam as principais áreas que não estão sujeitas à autolimpeza. DESINFECTANTES/ANTISSÉTICOS ▪ Utilização de clorohexidina. HIGIENE ORAL ▪ O uso diário de agentes antimicrobianos em conjunção com a eliminação mecânica (escovagem + fio dental) e o flúor constitui o meio mais eficaz no controlo da cárie dentária. 26 MICROBIOLOGIA DA DOENÇA PERIODONTA L A doença periodontal define-se como um processo inflamatório que pode comprometer um ou mais elementos de suporte do dente (periodonto): ▪ Gengiva; ▪ Membrana periodontal; ▪ Cemento; ▪ Osso alveolar. É iniciado pelo biofilme oral e continuado pela desregulação da resposta imune. É causada pela acumulação da placa bacteriana, resultando na destruição das fibras de colagénio do periodonto (tecido conjuntivo) e do osso alveolar. Os agentes etiológicos mais frequentes são: bactérias anaeróbias estritas/microaerofílicas de Gram negativo e proteolíticas: Porphyromonas, Prevotella, Bacteroides, Campylobacter, Capnocytophaga, Eikenella, Aggregatibacter actinomycetemcomitans (Actinobacillus) , Treponema.... Atualmente, a DOENÇA PERIODONTAL refere-se à: ▪ GENGIVITE – reversível ▪ PERIODONTITE – irreversível. GENGIVITE Inflamação da gengiva; Reversível não há perda dos tecidos de suporte; Caracterizada por alteração da cor, forma, posição e aparência superficial; Possibilidade de sangramento. PERIODONTITE Extensão da inflamação até às estruturas mais profundas do periodonto: ▪ Perda do osso alveolar e ligamento periodontal; ▪ Formação de bolsa periodontal (Sulco gengival aprofundado patologicamente); ▪ Perda dos dentes. NOTA: nem todas as gengivites evoluem para periodontites. FATORES DE RISCO PARA A DOENÇA PERIODONTAL Microrganismos orais; Genética; Tabaco e álcool; HIV/SIDA; Nutrição; Osteoporose; Diabetes; Stress. PERIODONTITE ADULTA FLORA PREDOMINANTE: Gram negativo, anaeróbia ou microaerofílica com mobilidade. Existência de um elevado número de espiroquetas (treponema dentícola). PERIODONTITE LOCALIZADA JUVENIL Doença relativamente rara caracterizada pela perda de osso alveolar que envolve os primeiros molares permanentes e os incisivos. Flora constituída por bacilos Gram negativo anaeróbios e microaerofílicos. PERIODONTITE ULCERATIVA AGUDA (GUNA) Doença caracterizada pela destruição das papilas interdentais e do bordo gengival, causando dor. Associada à higiene oral deficiente, má nutrição, tabagismo, stress emocional e doenças sistémicas. Flora constituída por bactérias anaeróbias estritas e espiroquetas. FATORES DE VIRULÊNCIA NA DOENÇA PERIODONTAL 1. Mecanismos adesivos, colonização e formação de biofilme: ▪ Fimbrias; ▪ Cápsulas; ▪ Sinergismos microbianos; ▪ Proteínas da parede. 2. Destruição dos tecidos: ▪ Colagenases; ▪ Hialuronidases; ▪ Toxinas epiteliais (LPS). CÁPSULA ▪ Proporciona resistência à fagocitose; ▪ Têm propriedades quimiotáticas. FÍMBRIAS e ADESINAS ▪ Permitem a adesão das bactérias à superfície das mucosas; ▪ Essencialmente em Bacteroides fragilis e Porphyromonas gengivalis. PROTEÍNAS DA PAREDE ▪ Permitem a adesão às células do hospedeiro. ▪ Bloqueiam a ação das imunoglobulinas da mucosa. LIPOPOLISSACARÍDEOS (Gram-) ▪ Possuem atividades endotóxica. ▪ Estimulam a produção de imunoglobulinas e de citoquinas. TOXINAS ▪ Neurotoxinas, histoxinas, enterotoxinas. ENZIMAS (Porphyromonas e Prevotella) ▪ Degradam componentes tecidulares (colagenase, hialuronidase, fosfatase, DNase...) 27 ▪ Inactivam as proteínas plasmáticas que atuam na reação inflamatória; ▪ Degradam as imunoglobulinas das mucosas, facilitando o acesso à superfície das células do hospedeiro (protéases). AGENTES ETIOLÓGICOS DE PERIODONTITES Aggregatibacter actinomycetemcomitans (ACTINOBACILLUS) Bacilo Gram-negativo, microaerofílico Associado a formas localizadas e agressivas de periodontites em adultos e em pacientes jovens; Isolado em infeções mistas com espécies de Actinomyces. ▪ Leucotoxinas, colagenase, epiteliotoxinas e produção de proteases, fímbrias (contra IgG), com cápsula, LPS. Prevotella spp. ESPÉCIES PIGMENTADAS: P. denticola, P. corporis, P. loescheii, P. melaninogenica, P. nigrescens, P. intermedia. CAVIDADE ORAL: P. denticola e P. intermedia. ▪ Isolados no sulco gengival, placa dentária e bolsa periodontal (bacilos Gram-). ▪ Associado a periodontites, infeções do canal dentário e abcessos dento-alveolares. Fímbrias e produção de protéases. TANNERELLA FORSYTHIA Isolados na placa subgengival (bacilos G-); Associados a periodontites e abcessos dento-alveolares. ▪ Endotoxinas, indução de apoptose. Fusobacterium spp. Isolados no sulco gengival (Bacilos G-); Associados a gengivites, periodontites e abcessos dentoalveolares. o F. nucleatum (mais frequente). Fímbrias e carbohidratos superficiais que atuam como adesinas. Alta incidência da produção de B-lactamases. COCOS GRAM-POSITIVO Micromonas (Petostreptococcus) o Isolados na placa subgengival e bolsas periodontais; o Associados a gengivites, periodontites e infeções de canais radiculares. ▪ M. micros, P. assacharolyticus. DIAGNÓSTICO (VANTAGENS VS. DESVANTAGE NS) 1. METODOLOGIA CLÁSSICA (microscopia, meios de cultura, testes bioquímicos) ✓ Quantificação, estudos de sensibilidade a antibióticos. Custos elevados e metodologia de tempo longo. 2. BIOLOGIA MOLECULAR (sondas DNA, PCR) ✓ Identificação de espécies não cultiváveis, muito específicos e fiáveis. Limitações quantitativas de fácil contaminação. TRATAMENTO DA DOENÇA PERIODONTAL Orientação em higiene oral; Remoção de cálculo (raspagem) e alisamento radicular (dificultar adesão bacteriana); Antibioterapia (antibióticos, antinflamatórios) – macrólidos, AMC, metronidazol. Cirurgia periodontal (para fechar as bolsas periodontais que remanescerem, reconstituir gengiva, reconstituir osso alveolar); Manutenção periódica. 28 CONTROLO D E INF EÇÕES PAR AA EQUIP A ODONTOLÓGICA INFEÇÃO CRUZADA Transmissão de microrganismos patogénicos, de um paciente para outro, ou do paciente para o médico dentista ou vice-versa. No caso dos consultórios dentários tem que se ter em conta ainda a possibilidade de infecção cruzada relacionada com os laboratórios de prótese dentária. CONTROLO: conjunto de procedimentos com o objetivo de eliminar a transmissão de microrganismos no consultório de Medicina Dentária e consegue-se pondo em prática o Princípio das Precauções Universais: Todos os pacientes são tratados com o mesmo tipo de precauções. PROCESSO DE CONTAMINAÇÃO
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