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Microbiologia Caracterização dos microrganismos Conceitos • Necessária para o estudo adequado dos microrganismos – feito através de técnicas de isolamento e quantificação das bactérias; • Exemplo: podemos isolar microrganismos de água para verificar se ela está potável – para estar potável necessita não apresentar Escherichia coli. Para isso, podemos isolar microrganismos da água, do solo, de amostras biológicas ou secreções. Técnicas de quantificação • Se baseiam no: - Isolamento; - Quantificação; e, - Identificação dos microrganismos; • Para que a caracterização possa ser realizada, é necessário que o ambiente laboratorial esteja esterilizado; • No caso de estudo de bactérias patogênicas, é necessário o uso de um equipamento chamado de “capela de fluxo laminar”, o qual impede que indivíduos se contaminem com as bactérias quando as manuseiam – necessário o uso de Epis (luvas, mascaras, óculos): • São utilizados muitos meios de cultura para cultivo das bactérias, que podem ser sólidos ou líquidos. Mas, geralmente, eles necessitam ser esterilizados, esse processo ocorre através da autoclave – esteriliza os meios de cultura a partir do calor. Os meios de cultura sensíveis ao calor não podem ser esterilizados pela autoclave e sim por filtros estereológicos; • Para armazenar as amostras há o uso de tubos de ensaio, os quais podem ser de plástico ou de vidro; • As Placas de Petri são usadas para colocar um meio de cultura que irá solidificar, permitindo o semeio de bactérias para o cultivo laboratorial; • As micropipetas medem os volumes de líquidos. Isolamento dos microrganismos • Pode ser feito a partir de técnicas de cultura mista ou cultura pura – em placas de Petri e tubos de ensaio (cultura mista); • Cultura mista: quando há o uso de meio de cultura e possibilidade de crescimento de microrganismos – não é seletivo, permitindo o crescimento de mais de um tipo de microrganismo.; • Cultura pura: crescimento de um tipo especifico de microrganismo; • A estufa irá garantir a temperatura ótima para o crescimento das bactérias – cada microrganismo tem sua temperatura/tempo de crescimento; • Uma placa com várias colônias puras de bactérias é uma cultura pura com única espécie bacteriana; • Quando uma amostra tem muitas bactérias, não conseguimos verificar as colônias isoladas, o que dificulta o processo de quantificação da amostra. Assim, é necessário fazer as diluições seriadas; • Semeadura em meios de cultura puras: - Método de esgotamento por meio de estrias superficiais; - Método de semeadura em superfície (alça de Drigalsky); - Método de semeadura puor-plate; Curva de crescimento • Para o crescimento é necessário temperatura, pH e nutrição adequados; • Cada bactéria possui uma curva especifica de crescimento; • Quando semeamos uma bactéria ao meio de cultura, ela passa um tempo sem se reproduzir, pois é quando ela está se adaptando ao meio – chamado de fase lag de crescimento; • Quando ela se adapta ao meio, ela cresce de uma maneira bem rápida – fase log/crescimento exponencial; • Após o rápido período de crescimento, vem uma fase estacionada – número que se reproduz = número que morre.; • Por fim, o meio de cultura fica sem nutrientes suficientes e as bactérias começam a morrer. Conservação • Podem ser conservados para estudos posteriores por dias ou meses – refrigeradores em temperatura de 4 a 10º); • A conservação pode ser feita a partir do repique, que seria a passagem desses microrganismos para outro meio de cultura – como a bactéria Haemophilus influenza – conservando por períodos maiores; • A conservação em nitrogênio líquido – na temperatura de -196º – pode durar anos e necessita ser manuseado com muito cuidado, pois o nitrogênio queima a pele; • Freezer: - 70º - também permite um período longo; • Liofilização: tirar toda água do meio, assim as células ficarão em um estado estacionado do seu metabolismo – geralmente a amostra fica em forma de pó e permite a conservação por longos períodos. Microscópio • Permite a ampliação para visualização dos microrganismos; • Principais tipos: luminosos e eletrônicos; • Luminosos: ampliação de 1000-2000 – mostram contornos das estruturas; • Eletrônicos: ampliação de 200.000-400.000 – mostram organelas; • Confocal e por florescência: usa reagentes que emitem fluorescência; • Contraste de fase: permite a visualização do relevo as estruturas. Preparo de lâminas • Técnica da gota pendente – gota da amostra espalhada na lâmina; • Técnica da lâmina e lamínula – gota da amostra espalhada na lâmina, com uso de uma pequena lâmina, chamada de lamínola, que facilita a fixação da amostra. Técnicas de coloração • Coloração simples: um corante. Exemplo: azul de metileno para grânulos metacromáticos de Corynebacterium diphtheriae; • Coloração simples com uso de iodo para verificar grânulos de glicogênio; • Coloração diferencial: coloração álcool acido resistente. Usada para identificar micobactérias. Uso do corante com carbolfucsina (vermelho) e um contraste azul de metileno, permitindo a visualização. Coloração de Gram • Técnica que permite a divisão das bactérias em gram-positivas e gram-negativas; • Foi descrita em 1884 na Dinamarca por Christian Gram; • Permite a visualização de características morfotintoriais das bactérias – morfologia/forma da célula, se ela está em forma de arranjo; • Coloração mais importante do laboratório de microbiologia para o cultivo de bactérias; • Utilização do corante púrpura cristal violeta (corante primário) + solução de iodo (fixador de corante primário) + álcool/mistura de álcool com acetona (agente descolorante) + contra corante/contrastante vermelho de safranina; • O agente descolorante e o contra corante/contrastante irão fazer a diferenciação; • Se a bactéria for gram-positiva ela permanece violeta e se for gram-negativa ficará com uma coloração rosa; • Realização de todo processo e visualização apenas no final dele; Gram + Gram - Primeiro corante Violeta cristal 20s Púrpura Púrpura Fixador Iodo 60s Púrpura Púrpura Descoloração Álcool 95% 10- 20s Púrpura Sem cor Contrastante Safranina 20s Púrpura Rosa • Essa diferenciação da cor se dá através da parede celular. Ambas são compostas por peptideoglicano, mas possuem espessuras e revestimento externo diferentes; • Gram-positiva: camada espessa de peptideoglicano, que quando adicionado o iodo e o corante, forma uma ligação química muito forte, assim, mesmo adicionando o álcool (agente descolorante), ele não é capaz de romper a ligação. Por isso a estrutura permanece com a coloração violeta; • Gram-negativa: fina camada de peptideoglicano + camada externa de lipopolissacarídeo (formada basicamente por lipídios), que quando adicionado o primeiro corante, ele não consegue se ligar com o peptideoglicano. Ao adicionar o álcool, ele irá arrastar os lipídios, permitindo que a fina camada de peptideoglicano seja exposta. Com isso, adicionando o contra corante/contraste, ele irá se ligar a camada exposta de peptideoglicano e apresentará a coloração rosa; Coloração de Giemsa • Muito usada para o cultivo de protozoários como Toxoplasma gondii, Plasmodium vivas e Trichomonas; Caracterização dos microrganismos • Pode ser feita a partir de características morfológicas – uso de microscopia e colorações para observação de características morfotintoriais; - Diâmetro celular (µm); - Comprimento celular (µm); - Se possui flagelos e a quantidade; - Comprimento do flagelo (µm); - Se produz pigmentos solúveis. • Características nutricionais e de cultivo; - Depende do meio de cultura utilizado, pois é nele que possui os nutrientes necessários para o crescimento dasbactérias. Sendo assim, é de suma importância a temperatura e a luminosidade desse meio. • Características metabólicas; - Provocar reações químicas para saber se as bactérias respondem de alguma maneira específica. Se a bactéria tiver alguma reação ocorre uma mudança de coloração no meio, permitindo a sua identificação; - Reação de oxidase; - Liquefação da gelatina; - Hidrólise de amido; - Desnitrificação (redução de nitrato a nitrito). • Características antigênicas; - Cada espécie bacteriana tem na sua superfície um antígeno (substancias especificas) e o nosso corpo tem a capacidade de produzir um anticorpo especifico para interagir com ele. Esse anticorpo fica no kit, ao inocular uma amostra nele, se formar uma coagulação quer dizer que a reação foi positiva, ou seja, na sua amostra possui aquela bactéria em estudo. • Características patogênicas; • Características genéticas; - Isolar o cromossomo (DNA) da bactéria em estudo e aplicar uma sonda de DNA, da forma de se for da mesma espécie irá haver combinação das fitas, se for de espécies diferentes não irá haver combinação; - Apenas é feito em última análise, quando os outros testes não são suficientes.
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