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1 2 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ................................................................................... 5 2 BACTERIOLOGIA .............................................................................. 6 2.1 Morfologia bacteriana .................................................................. 7 2.2 Organização do material genético bacteriano ............................. 8 2.3 Citologia .................................................................................... 12 3 CRESCIMENTOS BACTERIANO .................................................... 14 3.1 Fatores ambientais que afetam o crescimento bacteriano ........ 16 4 PATOGENICIDADE BACTERIANA ................................................. 18 4.1 Microbiota normal ...................................................................... 19 4.2 Propriedades patogênicas dos microrganismos ........................ 21 4.3 Penetração dos agentes patógenos .......................................... 22 4.4 Danos às células do hospedeiro ............................................... 24 5 BACTÉRIAS GRAM-POSITIVAS E GRAM-NEGATIVAS ................ 26 5.1 Gram-negativos fermentadores ................................................. 28 5.2 Patologias e sintomatologia associadas aos bacilos fermentadores ............................................................................................... 29 6 COLORAÇÃO DE GRAM ................................................................ 31 7 COLORAÇÃO DE ZIEHL-NEELSEN ............................................... 33 8 ENTEROBACTÉRIAS ...................................................................... 35 8.1 Isolamento ................................................................................. 36 8.2 Cocos Gram-positivos ............................................................... 37 9 MÉTODOS DE IDENTIFICAÇÃO DE BACTÉRIAS ......................... 38 9.1 Prova da catalase ...................................................................... 41 9.2 Prova da coagulase ................................................................... 41 9.3 Teste da novobiocina ................................................................ 42 9.4 Teste da bacitracina .................................................................. 42 3 9.5 Teste da optoquina .................................................................... 42 9.6 Ágar bile-esculina ...................................................................... 43 9.7 Ágar citrato Simmons ................................................................ 43 9.8 Produção de sulfeto de hidrogênio (H2S) .................................. 43 9.9 Fermentação de carboidratos .................................................... 43 9.10 Descarboxilação de lisina e ornitina ....................................... 44 9.11 Produção de indol .................................................................. 44 9.12 Teste de motilidade ................................................................ 45 9.13 Fenilalanina desaminase ....................................................... 45 9.14 Prova de oxidase ................................................................... 45 9.15 Prova de urease ..................................................................... 45 10 UROCULTURA ............................................................................. 46 11 HEMOCULTURA .......................................................................... 48 11.1 Procedimentos e técnicas de hemocultura............................. 49 11.2 Método de lise-centrifugação ................................................. 51 11.3 Método semiautomatizado ..................................................... 51 11.4 Método automatizado ............................................................. 52 12 CULTURA DE PONTA DE CATETER .......................................... 53 13 ANTIMICROBIANOS .................................................................... 54 13.1 Inibidores da síntese de parede celular ................................. 55 13.2 Inibidores da síntese proteica ................................................ 57 13.3 Inibição da síntese de ácidos nucleicos ................................. 57 13.4 Danos à membrana plasmática .............................................. 58 13.5 Inibição da síntese de metabolitos essenciais ....................... 58 13.6 Resistência bacteriana ........................................................... 58 13.7 Mecanismos de resistência .................................................... 59 13.8 Inativação enzimática do fármaco .......................................... 60 4 13.9 Modificação do sítio alvo do fármaco ..................................... 60 13.10 Efluxo do antibiótico ............................................................... 61 13.11 Redução na permeabilidade do antibiótico ............................ 61 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................... 62 5 1 INTRODUÇÃO O Grupo Educacional FAVENI, esclarece que o material virtual é semelhante ao da sala de aula presencial. Em uma sala de aula, é raro – quase improvável - um aluno se levantar, interromper a exposição, dirigir-se ao professor e fazer uma pergunta, para que seja esclarecida uma dúvida sobre o tema tratado. O comum é que esse aluno faça a pergunta em voz alta para todos ouvirem e todos ouvirão a resposta. No espaço virtual, é a mesma coisa. Não hesite em perguntar, as perguntas poderão ser direcionadas ao protocolo de atendimento que serão respondidas em tempo hábil. Os cursos à distância exigem do aluno tempo e organização. No caso da nossa disciplina é preciso ter um horário destinado à leitura do texto base e à execução das avaliações propostas. A vantagem é que poderá reservar o dia da semana e a hora que lhe convier para isso. A organização é o quesito indispensável, porque há uma sequência a ser seguida e prazos definidos para as atividades. Bons estudos! 6 2 BACTERIOLOGIA Fonte: biologo.com.br Uma das primeiras hipóteses, associadas a Bacteriologia, de que se tem notícia foi postulada no século XIII, por Roger Bacon, que sugeriu que as doenças eram produzidas por seres vivos invisíveis. Foram requeridos os esforços de vários químicos e biólogos para provar que as bactérias, como todos os organismos vivos, só surgiam de outros organismos semelhantes. Este fato fundamental foi finalmente estabelecido em 1860, pelo cientista Francis Louis Pasteur (1822-1895). (NOGUEIRA; SOUZA, 2009) Em 1840, depois dos primeiros trabalhos de Pasteur, Friedrich Gustav Jacob Henle (1809-1885), em uma notável publicação, expôs as suas ideias, estabelecendo condições básicas para que um agente microscópico particular pudesse ser considerado causador de uma doença infecciosa ou infectocontagiosa. Estas condições correspondem aos postulados de Henle: (NOGUEIRA; SOUZA, 2009) O agente causador da infeção deve ser encontrado com constância no corpo do doente Deve ser possível isolá-lo e, com tal agente isolado, reproduzir experimentalmente a doenças. 7 Os dois postulados citados seriam aperfeiçoados e mais tarde impostos aos bacteriologistas pelos trabalhos de Robert Koch (primeiro a isolar o M. tuberculosis): Um microrganismo específico pode sempre ser encontrado em associação com uma dada doença. O organismo pode ser isolado e cultivado, em cultura pura, no laboratório A cultura pura produzirá a doença quando inoculada em animal sensíveis É possível recuperar o microrganismo, em culturapura, dos animais experimentalmente infectados. As bactérias e os microrganismos procariontes estão amplamente espalhados nos mais variados tipos de ambiente, seja em alimentos, animais ou, até mesmo, em humanos. Existem inúmeras espécies bacterianas, cada uma com suas próprias características. (SOUZA, 2019) As bactérias se diferenciam das células que têm estrutura mais complexa, como as que vivem no nosso organismo. As diferenças importantes estão na parede celular, bem como na organização do material genético entre procariotos e eucariotos. (SOUZA, 2019) 2.1 Morfologia bacteriana Fonte: microbiologia3bio 8 Há diferentes tamanhos e formas para as bactérias. A maioria varia de 0,2 a 2,0 µm de diâmetro e de 2 a 8 µm de comprimento e apresenta algumas formas básicas, como esféricas, cilíndricas e espiraladas: (SPOLIDORIO; DUQUE; PÓVOA, 2013) • células esféricas – denominadas cocos, são geralmente arredondadas; • células cilíndricas ou em forma de bastão – chamadas de bacilos; • células espiraladas ou helicoidais – chamadas de espirilos. Quanto ao arranjo, pode-se observar que algumas espécies de bactérias estão frequentemente aderidas umas às outras, enquanto outras espécies possuem a forma espiralada e normalmente são únicas. As bactérias que estão aderidas podem crescer em arranjos dependendo do plano de divisão celular; por exemplo, os cocos podem ser: • diplococos (duas células ligadas); • estreptococos (formando cadeia); ou • estafilococos (divisão em três planos com agrupamento na forma de cacho de uva). Os bacilos em sua maioria se apresentam isolados. Os diplobacilos aparecem em pares após a divisão, e os estreptobacilos, em cadeias. As formas espiraladas possuem uma ou mais curvaturas, podendo ser denominadas: • vibriões (forma de vírgula); • espirilos (forma helicoidal, espiralada e rígida); • espiroquetas (forma helicoidal e flexível). O mecanismo de adesão bacteriana às superfícies ou a outras bactérias constitui o passo inicial da colonização e da patogênese nos quadros de diversas doenças, já que microrganismos que não são retidos rapidamente são eliminados. (SPOLIDORIO; DUQUE; PÓVOA, 2013) 2.2 Organização do material genético bacteriano O genoma procariótico bacteriano carrega toda a informação hereditária da bactéria, ou seja, é nele que estão armazenadas as informações genéticas 9 que se expressam em diferentes funções estruturais e fisiológicas e que podem ser transmitidas para as gerações seguintes, sendo o DNA o elemento fundamental de hereditariedade. O genoma procariótico é constituído pelo conjunto de todos os genes da bactéria que podem estar presentes em seu cromossomo ou em elementos genéticos extracromossômicos (plasmídeos, bacteriófagos e transposons). Em sua grande maioria, as bactérias são haploides, isto é, elas têm apenas um cromossomo (consequentemente, cada gene tem apenas uma cópia), o qual está organizado em uma única molécula de DNA circular (MURRAY et al., 2004). O DNA está normalmente organizado em fita dupla, que se pareia complementarmente por meio de bases nitrogenadas adenina (A) e timina (T) e guanina (G) e citosina (C), respectivamente (A-T; G-C), por intermédio de pontes de hidrogênio (dupla e tripla ligação, respectivamente). Além das bases nitrogenadas o DNA ainda é constituído pela pentose desoxirribose e pelo fosfato (sendo o conjunto desses três compostos chamados de nucleotídeo). Os nucleotídeos ligam-se à fosfo-2’-desoxirribose (ligação fosfodiéster), formando um esqueleto de DNA (BROOKS et al., 2014). A reprodução das bactérias é assexuada por fissão simples, e cada célula- filha recebe uma cópia do cromossomo. Elas são monoploides, mas “multinucleadas”, ou seja, a célula geralmente contém duas ou mais cópias idênticas do cromossomo. Os cromossomos de bactérias não passam pelos ciclos de condensação mitótica e meiótica que ocorrem durante a divisão celular e a gametogênese em eucariotos. (SNUSTAD; SIMMONS, 2017) Portanto, os processos de recombinação – distribuição independente e crossing over meiótico – que ocorrem durante a reprodução sexuada em eucariotos não ocorrem em bactérias. Todavia, a recombinação foi tão importante na evolução de bactérias quanto na evolução de eucariotos. Na verdade, processos semelhantes à reprodução sexuada – processos parassexuados – ocorrem em bactérias. (SNUSTAD; SIMMONS, 2017) 1) Recombinação genética A recombinação genética é o fenômeno no qual ocorre troca de genes entre duas moléculas de DNA, formando novas combinações de genes em um cromossomo. É possível classificar essa recombinação em dois tipos: 10 recombinação homóloga, que acontece quando os dois segmentos de DNA pareados têm sequências praticamente idênticas, ou recombinação não homóloga, quando as sequências do DNA são diferentes, requerendo que sejam catalisadas por enzimas especializadas em recombinação (BROOKS et al., 2014; LEVINSON, 2016). 2) Transferência de DNA em bactérias Constantemente, as bactérias trocam genes entre si, aumentando notavelmente as diversidades genética e metabólica e o surgimento de novas cepas. A transferência de DNA em bactérias pode trazer inúmeras vantagens adaptativas, como resistência a antibióticos, por exemplo. O DNA pode ser integrado ao cromossomo da bactéria receptora ou mantido como um elemento extracromossômico independente. A transferência de DNA dentro das células bacterianas pode ocorrer por plasmídeos, bacteriófagos, transposons e por rearranjos programados (MADIGAN et al., 2016; MURRAY et al., 2004). As bactérias podem transmitir o DNA para os seus descendentes, fenômeno chamado de transferência vertical de genes, ou lateralmente para outras bactérias que não são descendentes diretas (transferência horizontal de genes). A transferência horizontal de DNA entre bactérias pode ocorrer por três mecanismos: conjugação, transformação e transdução (MADIGAN et al., 2016). Transformação: é o mecanismo em que a bactéria capta DNA livre (desnudo) estranho ou exógeno, proveniente de outra bactéria, incorporando novos marcadores genéticos em seu genoma. Esse processo pode ocorrer naturalmente em algumas espécies (p.ex., Acinetobacter, Bacillus, Haemophilus, Neisseria e algumas linhagens de Staphylococcus e Streptococcus), apesar de a maioria das linhagens e espécies bacterianas não ser capaz de realizar transformação de forma natural ou poder ser induzida em laboratórios por métodos químicos ou eletroporação (uso de pulsos de alta voltagem), sendo a incorporação de plasmídeos extracelulares induzida em laboratório fundamental na engenharia genética (BROOKS et al., 2014; MADIGAN et al., 2016). Transdução: é o mecanismo em que o DNA de uma bactéria (doadora) é transferido para outra (receptora) por meio de um bacteriófago. Caso o bacteriófago incorpore acidentalmente em seu capsídeo, sendo o DNA da bactéria doadora proveniente de uma região genômica qualquer, dá-se o nome, 11 a esse processo, de transdução generalizada. Agora, se o bacteriófago incorporar genes específicos da bactéria doadora, chama-se de transdução especializada (MADIGAN et al., 2016; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017). Conjugação: considerado um acasalamento bacteriano, este é o mecanismo de troca de material genético (transferência de plasmídeo ou de cromossomo) de uma bactéria para outra por intermédio da formação do pílus sexual. É necessário que haja contato direto entre uma bactéria doadora e uma bactéria receptora, sendo que a primeira tem o plasmídeo de fertilidade (p.ex., plasmídeo F produzido pela bactéria Escherichia coli que está relacionado com a formação do pílus sexual) e a segunda não (MADIGAN et al., 2016; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017). Fonte: Madigan et al. (2016, p. 300). 12 2.3 Citologia As bactérias são seres procarióticos,ou seja, desprovidos de membrana nuclear (também chamada de carioteca). Elas não possuem todas as estruturas internas das células eucarióticas, sendo mais simples em todos os níveis, menos no seu envoltório celular. (NOGUEIRA; SOUZA, 2009) Estruturas da célula bacteriana: Glicocálice: O glicocálice bacteriano é um polímero viscoso e gelatinoso que circunda as células, composto por polissacarídeo, polipeptídeo ou ambos. É produzido dentro da célula e secretado para a superfície celular. Essa estrutura apresenta diversas funções, como proteção contra o dessecamento e reservatório de alimentos. Dependendo da espécie bacteriana, a aderência e a virulência são as principais funções, e frequentemente protegem as bactérias da fagocitose pelas células do hospedeiro, aumentando a oportunidade de infecção por Streptococcus pneumoniae, por exemplo, que, quando capsulado, causa pneumonia. (SPOLIDORIO; DUQUE; PÓVOA, 2013) Parede celular: Responsável pela forma, rigidez bacteriana, divisão celular e muitas vezes manutenção osmótica, com uma espessura de aproximadamente 10 a 20 mm é formada, entre outras substâncias, por um complexo macromolecular, conhecido como mucocomplexo (também chamado de peptidoglicano, mureína, mucopeptídio ou glicopeptídio), de importância prática na taxonomia bacteriana. (NOGUEIRA; SOUZA, 2009) Gram-negativas: nessas bactérias, este complexo representa uma fração menor do total da parede em relação às Gram-positivas. A parede celular nas bactérias Gram-negativas é quimicamente mais complexa, possuindo maior quantidade de aminoácidos e de lipídeos. Gram-positivas: Gram positivas possuem como porção característica os ácidos teicoicos. 13 Fonte: arca.fiocruz.br Membrana celular ou membrana citoplasmática bacteriana: Também chamada de membrana plasmática não constituída de fosfolipídios e proteínas, sua estrutura é semelhante à dos organismos não procarióticos, todavia, com exceção dos grupos bacterianos dos micoplasmas, não possuem esteróis. Trata-se de uma membrana semipermeável, seletiva, sede de várias enzimas, que limita o citoplasma. Importante, não só para o transporte de íons e metabólitos (ex.: enzimas permeases e porinas), ela também atua em numerosos processos biossintéticos. (NOGUEIRA; SOUZA, 2009) Citoplasma: A célula bacteriana apresenta no seu citoplasma diferentes regiões, que podem ser divididas didaticamente. Uma área chamada citoplasmática, de aparência granular e rica em RNA, uma área chamada de cromatínica ou nuclear, rica em DNA, e uma porção fluída, com nutrientes dissolvidos. Na área chamada citoplasmática, temos, juntamente com o RNA, partículas proteicas, formando corpúsculos com cerca de 20 nm de diâmetro, chamados ribossomas. Estes possuem enzimas que atuam na biossíntese da célula (são responsáveis pela síntese proteica, possuindo em sua composição, aproximadamente, 60% de RNA e 40% de proteínas). (NOGUEIRA; SOUZA, 2009) 14 3 CRESCIMENTOS BACTERIANO Fonte: pt.dreamstime.com O crescimento bacteriano não é o aumento de tamanho celular, mas, sim, o aumento do número de células, as quais se acumulam em colônias, que podem ser visualizadas em meios de cultura mesmo sem o uso de microscópio. O crescimento começa pelo aumento da soma de todos os componentes celulares, que culmina na divisão celular (reprodução), gerando duas células-filha a partir de uma célula-mãe — processo chamado de fissão binária (ou divisão binária). Para crescerem, as bactérias necessitam de fatores físicos (temperatura, pH e pressão osmótica) e químicos (fontes de carbono, nitrogênio, enxofre, fósforo, oxigênio, elementos-traço e fatores orgânicos de crescimento) adequados, sendo que as condições ótimas de crescimento variam entre as espécies (TRABULSI; ALTERTHUM, 2008; MADIGAN et al., 2016). Pelo processo de fissão binária, uma célula bacteriana origina duas células- -filha, dessa forma, a cada geração, uma célula-filha recém gerada vai formando mais duas, o que caracteriza um crescimento exponencial ou crescimento logarítmico. (SOUZA, 2019) É possível representar graficamente o crescimento de bactérias inoculadas em meio de cultura líquido de composição adequada e incubadas em temperaturas ideais por intermédio da curva de crescimento exponencial 15 bacteriano, sendo necessário fazer a contagem em intervalos regulares. O ciclo de crescimento das bactérias apresenta quatro fases distintas: Fase de latência ou fase lag: período em que as bactérias estão se adaptando ao novo ambiente e ocorre intensa atividade metabólica (produção de enzimas e outras moléculas). Nesse período, porém, há pouca ou nenhuma divisão celular. O tempo de latência pode variar e, às vezes, nem existir, dependendo de alguns fatores, como condições de crescimento, se o inóculo provém de uma cultura velha ou de um meio totalmente diferente (TRABULSI ALTERTHUM, 2008 TORTORA FUNKE CASE, 2017). Fase exponencial ou fase log: período em que ocorre intensa divisão celular, com crescimento exponencial e tempo de geração (velocidade) constante. Este é o período de maior atividade metabólica (TRABULSI; ALTERTHUM, 2008 TORTORA FUNKE CASE, 2017). Fase estacionária: fase em que a velocidade de crescimento diminui gradualmente, já que, com o intenso crescimento celular da fase exponencial, os nutrientes vão se esgotando, ocasionando o acúmulo de resíduos tóxicos, a mudança de pH e a ausência de O2. Dessa forma, há a diminuição do crescimento bacteriano e um equilíbrio entre células novas e células mortas, 16 mantendo o número de bactérias constante (TRABULSI ALTERTHUM, 2008 TORTORA FUNKE CASE, 2017). Fase de morte ou fase logarítmica de declínio: fase em que o número de células mortas é superior ao das células vivas, ocorrendo, portanto, um declínio no número de bactérias viáveis (vivas), até que a maioria das células, ou todas, morra (BROOKS et al., 2014 TRABULSI ALTERTHUM, 2008). O crescimento bacteriano pode ser medido por diversos métodos (diretos ou indiretos), como: contagens microscópicas das células, contagem em placas (ou contagem de células viáveis), espectrofotometria, filtração, método do número mais provável e turbidimetria (TORTORA; FUNKE; CASE, 2017 apud SOUZA, 2019). 3.1 Fatores ambientais que afetam o crescimento bacteriano 1. Temperatura - Temperatura Ótima de crescimento: É a temperatura de incubação, que possibilita o mais rápido crescimento, durante menor tempo de acordo com o período de geração de cada gênero bacteriano (12 a 24 horas, para a maioria das bactérias comuns). A temperatura ótima de crescimento pode não ser a temperatura ótima de outras atividades celulares. Estes valores podem ser diferentes, dependendo dos autores consultados, porém, em média, obedecem ao critério: (NOGUEIRA; SOUZA, 2009) Bactérias psicrófilas: São capazes de crescer a 0°C ou menos, embora seu crescimento ótimo esteja em temperaturas mais elevadas, 12°C ou 20°C. Diversas espécies de bactérias isoladas na Antártica podem crescer a -7°C, mas seu desenvolvimento ótimo ocorre entre 20°C a 30°C. Bactérias mesófilas: Crescem melhor de 25°C a 40°C. Neste grupo está a maioria dos patógenos bacterianos de importância clínica, já que esta temperatura coincide com a do nosso corpo. Bactérias termófilas: Crescem melhor de 45°C a 60°C. O limite de crescimento de algumas bactérias termófilas se estende para a região mesófila, recebendo a designação de termófilas facultativas ou euritermófilas. 17 Outras espécies do grupo termófilo se desenvolvem melhor em temperaturas acima de 60°C, não se desenvolvendo na faixa mesófila. São chamadas bactérias termófilas verdadeiras, obrigatórias ou estenotermófilas. 2. Oxigênio (NOGUEIRA; SOUZA, 2009) Bactérias aeróbias estritas - São aquelas que só crescem na presença de oxigênio, por utilizarem este compostocomo receptor final de elétrons. Ex.: Acinetobacter. Bactérias anaeróbias facultativas ou apenas facultativas: Podem crescer tanto em anaerobiose como em aerobiose. Ex.: E.coli. Bactérias anaeróbias estritas: Só crescem em anaerobiose, sendo inibidas ou mortas na presença de O2, que não é utilizado em seu metabolismo. Ex.: Clostridium botulinum. Bactérias microaerófilas: Só crescem em atmosfera contendo concentrações de oxigênio menores que as encontradas no ar atmosférico. Ex.: Campylobacter No laboratório, é muito simples cultivar bactérias aeróbias ou facultativas, visto que o oxigênio está sempre no ar, contudo, para a obtenção de atmosferas isentas ou pobres de oxigênio, usamos métodos especiais. 3. PH (NOGUEIRA; SOUZA, 2009) A grande maioria das bactérias cresce bem em meios com pH ao redor de 6,5 a 7,5, apesar de muitas espécies tolerarem variações de pH entre 4,0 e 9,0. Os meios de cultura são geralmente tamponados para evitar mudanças de pH, decorrentes da excreção de produtos do próprio metabolismo bacteriano. Os tampões são compostos que podem resistir as mudanças de pH. A combinação de KH2 PO4 e K2HPO4 é largamente utilizada nos meios de cultivo, mas alguns ingredientes nutrientes do meio, tais como as peptonas, também possuem a capacidade de tamponamento. 4. Outros fatores (NOGUEIRA; SOUZA, 2009) Pressão osmótica: Meios de cultura com pressões osmóticas menores que o interior da bactéria, geralmente não afetam sua viabilidade, uma vez que a rigidez da parede celular impede a entrada excessiva de água. Todavia, meios 18 de cultura com pressões osmóticas maiores que a encontrada no interior da bactéria causam perda de água intracelular (efeito bacteriostático ou bactericida). Observação: Halofismo - Certas bactérias isoladas de salmouras, pacotes de sal, alimentos e água do mar, chamadas bactérias halofílicas ou halófitas obrigatórias, crescem apenas quando o meio contém uma concentração inusitadamente elevada de sal (10% a 15%). Isto representa uma resposta especial do microrganismo à pressão osmótica. Luminosidade - Alguns organismos autotróficos fotossintéticos devem ser expostos a uma fonte luminosa, pois a luz é sua fonte de energia. Outros liberam pigmentos quando expostos a luz, o que facilita na sua taxonomia. 4 PATOGENICIDADE BACTERIANA Fonte: dabioasces.webnode.com.br O homem abriga em seu corpo uma variedade imensa e complexa de microrganismos, os quais buscam benefícios, como alimentos e ambiente ideal para o seu crescimento. Na maioria das vezes, esses microrganismos não trazem qualquer prejuízo à saúde humana, podendo, inclusive, beneficiá-la, como o fato de ajudar na proteção contra microrganismos patogênicos e na estimulação do sistema imune. (SOUZA, 2019) 19 A interação entre eles e os hospedeiros pode ser neutral, benéfica ou patogênica. Neste último caso, os microrganismos utilizam estruturas especializadas ou deficiências do hospedeiro para infectá-lo, causando danos no seus tecidos e células. (SOSA, 2019) Nosso corpo é formado por bilhões de células e, entre elas, temos diferentes tipos, como neurônios, células musculares, epiteliais e do sangue. Além delas, em nosso corpo, existe uma grande quantidade de células exógenas, representada por microrganismos como fungos e bactérias. Existe, assim, um equilíbrio entre os componentes, e a presença dos microrganismos é fundamental para o bom funcionamento de alguns tecidos e órgãos (MADIGAN et al., 2016 apud SOSA, 2019). Em ocasiões, esse equilíbrio é quebrado, e agentes denominados patógenos conseguem infectar o corpo, causando lesões. Esses microrganismos podem utilizar estruturas especializadas, toxinas e enzimas para invadir ao hospedeiro e, muitas vezes, aproveitam momentos de baixa imunidade do indivíduo para atacar (são os chamados patógenos oportunistas) (MADIGAN et al., 2016; LEVINSON, 2016 apud SOSA, 2019). 4.1 Microbiota normal O ser humano convive com muitos microrganismos permanentemente em seu corpo, desde o nascimento até a morte, sem que necessariamente causem doenças. Eles estão presentes na pele, nas mucosas e em outros locais do corpo humano, usufruindo dos nutrientes, da temperatura, da umidade, da pressão osmótica e do pH do hospedeiro para utilizarem como fonte de energia e se multiplicarem. (SOUZA, 2019) Essa população de microrganismos são comensais (relação simbiótica), pois colonizam o ser humano sadio de forma harmônica em busca de benefícios, normalmente não trazendo problemas. Além disso, são denominados como microbiota normal ou flora normal, fazendo parte milhares de espécies de bactérias, arqueas, fungos, vírus e protozoários. (SOUZA, 2019) Muitos deles podem, inclusive, trazer benefícios ao ser humano, como proteção contra infecções causadas por organismos patogênicos, digestão de alimentos, produção de vitaminas e estimulação da imunidade. Em termos 20 evolutivos, os microrganismos que compõem a microbiota normal são mais adaptados ao homem do que aqueles microrganismos extremamente patogênicos, pois estes podem levar a óbito, o que não é vantajoso para o microrganismo (MURRAY et al., 2004; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017 apud SOUZA, 2019) Além dos microrganismos que formam a microbiota normal (de forma permanente), existem alguns que colonizam o homem de forma transitória (permanecem por horas, dias ou semanas) e normalmente não são patogênicos, os quais são chamados de microbiota transitória (BROOKS et al., 2014 apud SOUZA, 2019). Os microrganismos que vivem no corpo humano colonizam virtualmente todas as superfícies expostas ao ambiente externo. A microbiota está presente na boca, no estômago, no intestino, nos tratos genitourinário e respiratório, nos olhos, na pele etc. Embora esta se distribua por todas as áreas de contato com o exterior, a maior parte da colonização (cerca de 70%) ocorre no trato gastrointestinal. (ANTUNES, 2014) Além dessa variação no tempo, o conjunto de microrganismos também exibe grandes diferenças espaciais. No trato gastrointestinal, por exemplo, cada segmento do tubo digestivo tem micróbios relativamente específicos. No estômago, são comuns bactérias dos gêneros Lactobacillus, Veillonella e Helicobacter. No intestino delgado, predominam estreptococos, actinobactérias e corinebactérias. No intestino grosso, algumas das bactérias mais abundantes são os gêneros Bacteroides e Clostridium. (ANTUNES, 2014) 21 4.2 Propriedades patogênicas dos microrganismos Segundo Tortora, Funke e Case (2017 apud SOUZA,2019), a patogenicidade é a capacidade que os microrganismos têm de causar doenças ao superarem o sistema imunológico do hospedeiro, enquanto a virulência se refere ao grau ou à extensão da patogenicidade (refere-se a uma capacidade quantitativa). Existem algumas propriedades que indicam que um microrganismo tem potencial de patogenicidade. Adesão (ou aderência ou fixação) É a capacidade de as bactérias se aderirem às células epiteliais do hospedeiro ou a superfícies, formando biofilmes. Esta é uma etapa importante para causar infecção, pois, caso contrário, a bactéria pode ser eliminada do organismo. 22 Existem alguns fatores de adesão que podem estar presentes na bactéria, como proteínas de aderência, ácido lipoteicoico, cápsula, fímbrias, pili e flagelos (BROOKS et al., 2014; MADIGAN et al., 2016 apud SOUZA,2019). Invasão É a capacidade que o microrganismo tem de penetrar nas células ou nos tecidos do hospedeiro, de forma a permitir a sua disseminação e a propagação da doença (BROOKS et al., 2014; MADIGAN et al., 2016 apud SOUZA,2019). Toxicidade É a capacidade que o microrganismo tem de produzir a toxina que causa doença no hospedeiro. Os microrganismos podem produzir exotoxinas, que são as proteínas tóxicas liberadas pelos patógenos enquanto eles crescem (p.ex., enterotoxinas produzidas pelas bactérias Clostridium perfringens e Bacillus cereus que causam intoxicação alimentar) ou podem produzir endotoxinas — que são os lipopolissacarídeos (LPS) tóxicos que causam febre, hipotensão e choque séptico —, as quais são produzidas somente pelas bactérias gram-negativas, já que somente elas têm LPS em suas membranas externas (BROOKS et al., 2014; MADIGAN et al., 2016 apud SOUZA,2019) Resistência a antimicrobianos e a desinfetantes Microrganismos com resistência a antimicrobianos e desinfetantes comumente utilizados são mais virulentos e têm maior potencial de causar doença (BROOKS et al., 2014 apud SOUZA,2019). 4.3 Penetração dos agentes patógenos A adesão dos microrganismos às células do hospedeiro geralmente envolve interações específicas. Alguns fatores de adesão são macromoléculas que não estão covalentemente ligadas aos patógenos e revestem a superfície da bactéria (glicocálix). Um exemplo de glicocálix é a cápsula de Bacillus anthracis (causadora do antraz), formada por ácido D-glutâmico (MADIGAN et al., 2016). Além da participação das cápsulas na adesão celular, também podem contribuir à evasão dos mecanismos de defesa do hospedeiro. Assim, por 23 exemplo, a cápsula de Neisseria meningitidis e de Streptococcus pneumoniae evita que os fagócitos se liguem à bactéria. Outro tipo de fator antifagocitário são as proteínas de parede celular de algumas bactérias, como a proteína A de Staphylococcus aureus, que se liga à IgG, evitando a ativação do complemento (LEVINSON, 2016). A invasão ao hospedeiro não seria possível sem a participação de enzimas produzidas pelos patógenos. Entre elas, temos coagulase, colagenase, hialuronidase, protease de IgA e leucocidinas. A coagulase favorece a formação de um coágulo de fibrina que isola ao patógeno e oferece proteção da fagocitose (um bom exemplo é Staphylococcus aureus). As enzimas hialuronidase e colagenase permitem a invasão do tecido subcutâneo ao degradar ácido hialurônico e colágeno, respectivamente, e foram associadas à formação de celulite causada pela bactéria Streptococcus pyogenes. As proteases de imunoglobulina A podem degradar IgA, favorecendo a adesão com as 24 membranas mucosas. Por sua parte, as leucocidinas ajudam no combate a macrófagos e neutrófilos (LEVINSON, 2016 apud SOSA, 2019). Alguns microrganismos são capazes de sobreviver dentro da célula hospedeira e são denominados patógenos intracelulares. Dentro das bactérias mais representativas desse grupo, temos Brucella, Listeria e Mycobacterium e, em relação aos fungos, um exemplo conhecido é Histoplasma. O fato de permanecer dentro da célula hospedeira favorece sua proteção contra mecanismos de defesa extracelulares, como neutrófilos e anticorpos. Para poder sobreviver intracelularmente, esses patógenos possuem vários mecanismos de defesa, como (LEVINSON, 2016 apud SOSA, 2019): Impedir a fusão do fagossomo com o lisossomo, evitando enzimas de degradação; Inibir a acidificação do fagossomo, diminuindo a eficácia de enzimas degradativas; Fugir do fagossomo para o citoplasma Para invadir o hospedeiro, as bactérias utilizam estruturas proteicas denominadas “invasinas”, que interagem especificamente com receptores celulares da família das integrinas. Depois de entrar na célula, as bactérias podem ficar no citoplasma ou dentro de vacuólos (como fagossomos). Outra alternativa é migrar para células vizinhas por meio da formação de túneis de actina. Dessa forma, patógenos como Listeria monocytogenes conseguem invadir células vizinhas, evitando mecanismos de defesa (LEVINSON, 2016 apud SOSA, 2019). 4.4 Danos às células do hospedeiro As bactérias podem causar doenças por meio de dois mecanismos: produção de toxinas e invasão e inflamação. As toxinas podem ser divididas em exotoxinas, quando são liberadas pela bactéria, e endotoxinas, não liberadas e geralmente formadas por lipopolissacarídeos da parede celular (LEVINSON, 2016). 25 26 5 BACTÉRIAS GRAM-POSITIVAS E GRAM-NEGATIVAS Fonte: infoescola.com As bactérias podem ser classificadas como gram-positivas ou gram- negativas. Essa classificação é feita de acordo com a resposta à coloração de Gram em diferenças estruturais nas paredes celulares (TORTORA; FUNKE; CASE, 2017) Fonte: Adaptada de Designua/Shutterstock.com Bactérias gram-negativas As paredes celulares das bactérias gram-negativas têm uma ou poucas camadas de peptidoglicano, mas são mais complexas estrutural e quimicamente em relação às gram-positivas. Somente as gram-negativas têm 27 uma membrana externa, que é constituída de LPSs, lipoproteínas e fosfolipídios. As funções da membrana externa incluem manter a estrutura bacteriana, conferir defesa celular e funcionar como uma barreira de permeabilidade a grandes moléculas (por exemplo, metais pesados, enzimas digestórias, como a lisozima, e antibióticos) e moléculas hidrofóbicas (por exemplo, detergentes). A membrana externa, porém, permite uma permeabilidade seletiva por intermédio das proteínas da membrana — chamadas de porinas —, as quais formam canais que permitem a passagem de determinadas moléculas, como nucleotídeos, dissacarídeos, peptídeos, aminoácidos, vitamina B12 e ferro (SOUZA, 2019). Algumas espécies de bactérias gram-negativas têm enzimas β- lactamases no espaço periplásmico, que degradam antibióticos da classe β- lactâmicos, como, por exemplo, a penicilina, podendo ser, portanto, naturalmente resistentes a essa classe de antibióticos. O LPS, constituinte da membrana externa, é uma molécula grande, anfipática (extremidades hidrofóbicas e hidrofílicas) e complexa. O LPS é uma endotoxina extremamente tóxica, sendo considerado um potente estimulador de respostas imunológicas no hospedeiro, podendo causar febre, choque e outros sintomas graves (SOUZA, 2019). O LPS é constituído por três unidades distintas: Lipídio A — responsável pelos efeitos tóxicos; • cerne polissacarídeo — formado por cinco açúcares ligados ao lipídio A, tem a função estrutural de estabilidade; • polissacarídeo O (ou antígeno O) — composto por moléculas de açúcar, tem a função de antígeno, sendo útil para diferenciar espécies bacterianas gram-negativas, já que existe grande variabilidade entre espécies e cepas bacterianas Algumas bactérias gram-negativas, como Neisseria meningitidis, N. gonorrhoeae, Haemophilus influenzae e H. ducreyi, não têm LPS na membrana externa, mas têm uma molécula semelhante, o lipo-oligossacarídeo, que é um importante fator de virulência causador de febre e outros sintomas. Outros exemplos de bactérias gram-negativas são Escherichia coli, Salmonella enterica 28 e Pseudomonas aeruginosa (BROOKS et al., 2014; LEVINSON, 2016; MURRAY et al., 2004; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017). Bactérias gram-positivas As paredes celulares das bactérias gram-positivas são mais espessas e rígidas em comparação às das gram-negativas, pois têm várias camadas de peptidoglicano. O espaço periplásmico também está presente, porém, nas bactérias gram- -positivas, há uma camada granular composta por ácido lipoteicoico (SOUZA, 2019). Apenas as bactérias gram-positivas contêm ácidos teicoicos (presente na maioria das espécies de bactérias gram-positivas), que são polímeros hidrossolúveis de poliol fosfatos situados na camada externa da parede celular. Quando estão ligados à camada de peptidoglicano, são classificados como ácidos teicoicos da parede, porém, quando atravessam a camada de peptidoglicano, ligando- -se aos lipídios da membrana citoplasmática, são classificados como ácidos lipoteicoicos (têm um ácido graxo). Os ácidos teicoicos são antígenos de superfície das bactérias gram- positivas que favorecem a ligação com outras bactérias e receptores específicos de células de mamíferos(fenômeno patogênico chamado de aderência), podendo ser utilizados na diferenciação de sorotipos bacterianos. Além disso, os ácidos teicoicos são importantes fatores de virulência, pois são capazes de induzir choque séptico no hospedeiro. Alguns exemplos de bactérias gram-positivas são: Streptococcus agalactiae, Staphylococcus aureus, Corynebacterium diphtheriae e Bacillus anthracis (BROOKS et al., 2014; LEVINSON, 2016; MURRAY et al., 2004; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017). 5.1 Gram-negativos fermentadores Os bacilos gram-negativos fermentadores de glicose são constituídos por 42 gêneros e mais de 100 espécies. Algumas dessas espécies são patogênicas, causando infecções tanto no homem quanto nos animais, outras são patógenos oportunistas. As enterobactérias podem ser diferenciadas com base em suas características bioquímicas: (SPLENDORE,2018) São bacilos gram-negativos. 29 Fermentam a glicose com ou sem produção de gás. São aeróbios e anaeróbios facultativos. A maioria reduz nitrato a nitrito. A maioria é oxidase negativa e catalase positiva. Podem ser móveis por flagelos peritríquios ou imóveis. Crescem bem em meios comuns de cultura, como ágar MacConkey São encontradas no trato gastrintestinal de animais e seres humanos. As principais enterobactérias de importância clínica são: Escherichia coli, Klebsiella spp., Enterobacter spp., Proteus spp., Providencia spp., Morganella spp., Citrobacter spp., Salmonella spp., Shigella spp., Serratia spp. 5.2 Patologias e sintomatologia associadas aos bacilos fermentadores As enterobacteriaceaes podem causar infecções intestinais e extraintestinais. As infecções extraintestinais podem ser localizadas ou sistêmicas. As infecções localizadas mais frequentes são as das vias urinárias, dos pulmões, do sistema nervoso central, da pele e de feridas. As infecções, tanto intestinais como extraintestinais, podem permanecer localizadas ou se transformarem em infecções sistêmicas, como as bacteremias. Esta transformação se dá em consequência da translocação das enterobactérias presentes no intestino para a corrente sanguínea. Vários fatores podem favorecer essa translocação. Todos os representantes das enterobactérias, por serem organismos gram-negativos, contêm endotoxina na parede celular. Além disso, várias exotoxinas são produzidas causando diarreia. (SPLENDORE,2018) 30 Fonte: SPLENDORE,2018 31 6 COLORAÇÃO DE GRAM Fonte: fcav.unesp.br Desenvolvida pelo médico dinamarquês Hans Christian Joachim Gram, em 1884. Tem como fundamento o fato de que as bactérias, quando coradas por derivados próximos da rosanilina (violeta genciana, cristal-violeta, metilvioleta, etc.) e depois de tratadas pelo iodo (solução iodo-iodetada, conhecida como lugol), formam um composto de coloração escura, entre o iodo e o corante, chamado iodopararosanilina. Este composto, nas bactérias Gram-positivas, é fortemente retido e não pode ser facilmente removível pelo tratamento posterior com o álcool, ao passo que nas Gram-negativas este composto é facilmente descorado pelo álcool. (NOGUEIRA; SOUZA, 2009) Durante as primeiras etapas da coloração o corante cristal de violeta e o iodo são incorporados ao citoplasma das bactérias, entretanto, ao adicionar um descorante, algumas bactérias se tornam incolores, sendo então denominadas gram-negativas, enquanto outras permanecem coradas de azul/púrpura, sendo estas chamadas de gram-positivas. Tendo em vista que as bactérias gram- negativas se tornam incolores depois da descoloração, é necessário que elas sejam, então, coradas para que possam ser visualizadas no microscópio de campo claro, para isto, utilizam-se os corantes vermelho safranina ou fucsina (TORTORA; FUNKE; CASE, 2017). 32 A retenção, ou não do corante cristal de violeta é explicada devido a algumas diferenças estruturais das paredes celulares das bactérias gram- positivas e gram-negativas. As bactérias gram-positivas têm uma parede celular mais espessa em relação às gram-negativas, a qual é composta por várias camadas de peptidoglicano, enquanto somente as bactérias gram-negativas têm LPSs na parede celular. O cristal de violeta e o iodo penetram facilmente nas células das bactérias, formando um complexo insolúvel de cristal violeta-iodo, que é maior do que a molécula de cristal que entrou na célula (TORTORA; FUNKE; CASE, 2017). Quando as células são lavadas com álcool ou solução álcool-acetona podem ocorrer duas situações: As bactérias gram-negativas conseguem eliminar o complexo cristal violeta-iodo, que atravessa uma camada fina de peptidoglicano, uma vez que o álcool penetra e rompe a camada externa de LPSs; As bactérias gram-positivas retêm o complexo cristal violeta-iodo, já que esse complexo não consegue ultrapassar a espessa camada de peptidoglicano. A coloração de Gram é, portanto, considerada uma técnica diferencial, haja vista que as bactérias gram-positivas são coradas de azul/púrpura, enquanto as gram-negativas ficam na tonalidade rosa/vermelho (LEVINSON, 2016; MADIGAN et al., 2016). 33 7 COLORAÇÃO DE ZIEHL-NEELSEN Fonte: tede.ufam.edu.br Também chamada de pesquisa de BAAR (bacilo álcool-ácido resistente), baciloscopia ou BK. A coloração de Ziehl-Neelsen é utilizada basicamente para micobactérias, cuja parede celular constituída por ácidos micólicos é resistente à descoloração por álcool-ácido, preservando a cor do corante inicial, fucsina concentrada. Por essa razão, os bacilos apresentam uma coloração vermelha ao final do procedimento. Essa coloração é o método mais rápido para detecção de micobactérias em amostras clínicas com suspeita de tuberculose ou hanseníase. (HOLANDA, 2017) A pesquisa de micobatérias por baciloscopia pode ser realizada em amostras de escarro, lavado brônquico, lavado gástrico, linfa de lóbulo da orelha (hanseníase), urina, líquor, líquido pleural, biópsias e secreções. A amostra utilizada com maior frequência para realização de esfregaços para baciloscopia é o escarro. O diagnóstico deve ser feito a partir de duas amostras: a primeira coletada no momento da consulta e, a segunda, no dia seguinte logo após acordar. É extremamente importante que o laboratório ou o médico orientem bem o paciente quanto à coleta da amostra, que deve ser feita em frasco de boca larga, descartável, estéril, transparente, com capacidade de 35-50 ml, com tampa de 34 rosca. As amostras devem ser enviadas ao laboratório o mais rápido possível, transportadas sob refrigeração e acondicionadas deforma que não haja risco de derramamento. (HOLANDA, 2017) 35 Fonte: Adaptado de Tortora, Funke e Case (2017). 8 ENTEROBACTÉRIAS Fonte: microbiologybook.org 36 A família das Enterobacteriaceae compreende um largo número de espécies bacterianas de importância médica. Estas espécies respondem por mais de 70% dos isolados bacterianos na rotina do laboratório clínico, são responsáveis por diferentes agravos infectocontagiosos como gastroenterites, bacteremias, infecções urinárias, infecções de feridas, meningites etc. Estão intimamente associadas a diferentes mecanismos de resistência bacteriana, sobretudo, no ambiente hospitalar. (HOLANDA, 2017) Membros desta família são as principais causas de infecções oportunistas (incluindo septicemias, pneumonia, meningite e infecções do trato urinário). Exemplos do gênero que causa infecções oportunistas são: Citrobacte Enterobacter Escherichia, Hafnia, Morganella Providencia e Serratia. A seleção de terapia por antibiótico é complexa devido à diversidade de organismos. (FOX, 2009) A infecção urinária (“ascendente”) mais comumente adquirida de forma comunitária é causada por E. coli. A grande maioria das infecções do trato urinária é ascendente, frequentemente de contaminação fecal. Proteus é outracausa comum de infecção do trato urinário; os organismos produzem uma urease que degrada oreia produzindo uma urina alcalina. (FOX, 2009) 8.1 Isolamento A primeira etapa para a identificação de uma enterobactéria patogênica é o semeio da amostra em um meio de cultura seletivo e diferencial. Os meios mais utilizados para essa finalidade são: ágar Eosina Azul de Metileno (ágar EMB, também chamado de ágar Teague), ágar McConkey, ágar SalmonellaShigella (ágar SS), ágar Xilose-Lisina-Desoxicolato (XLD) e o ágar entérico Hektoen (HE). (HOLANDA, 2017) Ágar BEM: Nesse meio, os típicos fermentadores da lactose, especialmente a Escherichia coli, produzem colônias de coloração escura, apresentando um brilho metálico de tom esverdeado (devido à alta produção de ácidos) Produtores mais fracos de ácido (Klebsiella; Enterobacter; Serratia) formam colônias geralmente acinzentadas. Os não fermentadores de lactose (Shigella e Salmonella, por exemplo) produzem colônias transparentes. 37 Ágar McConkey (MC): A presença de cristal violeta na constituição desse meio impede o crescimento de bactérias Gram-positivas, especialmente estafilococos e enterococos. Os típicos fermentadores de lactose formam colônias cor de rosa/vermelha, as amostras lactose negativas apresentam-se incolores ou transparente Ágar Salmonela-Shigella (SS): Os meios SS, XLD e HE são empregados no laboratório clínico, geralmente, para o isolamento de espécies de Salmonella e Shigella, a partir de amostras de fezes diarreicas, ou em laboratórios de saúde pública para investigar uma possível contaminação fecal de alimentos e reservatórios de água. A incorporação de lactose ao meio SS permite diferenciar entre bactérias fermentadoras de lactose e não fermentadoras. As primeiras formam colônias de aspecto avermelhado, já as que não fermentam lactose geram colônias transparentes. Ágar Hektoen (HE): Meio seletivo e diferencial para isolamento de espécimes enteropatogênicos de Salmonella e Shigella. Os carboidratos presentes nesse meio incluem a lactose, a sacarose e a salicina. As bactérias fermentadoras desses carboidratos produzem colônias amarelas; as assacarolíticas produzem colônias translúcidas ou verde-claras. As bactérias lactose e sacarose negativas, que acidificam a salicina, podem produzir colônias alaranjadas. O HE contém sais férricos; por conseguinte, as colônias produtoras de sulfeto de hidrogênio apresentam pigmentação negra. Pode-se suspeitar da presença de espécies de Salmonella spp. nesses meios, devido à presença de colônias com brilho negro Ágar XLD: Esse meio contém lactose, sacarose e xilose; as bactérias que fermentam esses carboidratos formam colônias amarelas. As bactérias que não fermentam esses carboidratos não produzem ácidos e formam colônias incolores. Os microrganismos produtores de H2 S formam pigmento negro, a exemplo do que acontece no ágar SS. As colônias negras sem halo rosado são mais sugestivas de cepas de Proteus spp. produtoras de H2 S 8.2 Cocos Gram-positivos Isolamento: 38 Os cocos Gram-positivos são exemplos de bactérias frequentemente isoladas de amostras clínicas. Por essa razão, dependendo do quadro clínico do paciente, meios como ágar sangue e ágar manitol salgado (em caso de suspeita de Staphylococcus aureus) são muito utilizados para o semeio primário de amostras. (HOLANDA, 2017) Ágar Sangue: Meio enriquecido com 5% de sangue de carneiro. Além de ser altamente nutritivo, propiciando o crescimento da maioria das bactérias de interesse clínico, o ágar sangue também tem uma característica diferencial. A conservação das hemácias íntegras favorece a formação de halos de hemólise nítidos, úteis para a escolha dos testes complementares e diferenciais do gênero Streptococcus Ágar Manitol: Salgado Meio seletivo para o isolamento e identificação de estafilococos patogênicos a partir de amostras clínicas, alimentos e triagem de portadores nasais de Staphylococcus aureus. A elevada concentração de sal nesse meio (7,5%) inibe o crescimento de outras bactérias, com exceção dos enterococos. A degradação do manitol com formação de ácido está correlacionada com a patogenicidade do gênero em questão e serve como indicador presuntivo da presença de Staphylococcus aureus. Entretanto, outras espécies de estafilococos isoladas com pouca frequência também podem fermentar o manitol; sendo assim, as bactérias manitol- positivas isoladas nesse meio devem ser repicadas em ágar sangue e avaliadas quanto à produção de coagulase. 9 MÉTODOS DE IDENTIFICAÇÃO DE BACTÉRIAS Existem outros meios de cultura utilizados na realização de provas bioquímicas (também chamados de testes bioquímicos), os quais permitem identificar as espécies bacterianas pela pesquisa das enzimas metabolizadoras, dos produtos metabólicos e catabólicos e da sensibilidade a diferentes compostos, haja vista que cada bactéria tem um perfil bioquímico único. 39 40 41 9.1 Prova da catalase Essa prova é utilizada na diferenciação entre estreptococos (catalase negativas) e estafilococos (catalase positivas). A enzima catalase decompõe o peróxido de hidrogênio (água oxigenada) em água. Em uma lâmina microscópica, deve-se fazer um esfregaço com as colônias bacterianas e aplicar água oxigenada. Caso o resultado seja positivo (estafilococos), há liberação de oxigênio e formação de bolhas (BROOKS et al., 2014). 9.2 Prova da coagulase A prova da coagulase é utilizada para diferenciar a Staphylococcus aureus (coagulase positiva) de outras espécies de estafilococos (coagulase negativas). A S. aureus contém uma enzima coagulase em sua parede celular, que coagula o fibrinogênio do plasma, convertendo-o em fibrina. Essa prova pode ser realizada em lâmina (adiciona-se a colônia emulsionada em solução salina na lâmina, em seguida, coloca-se uma gota de plasma e se aguarda o período de 10 s) ou em tubo de ensaio (incuba-se por uma noite a colônia suspeita em tubo de ensaio contendo BHI (caldo infusão cérebro coração, do inglês brain heart infusion broth) e plasma, depois, é incubado a 35ºC por 4 h), sendo o resultado 42 positivo para S. aureus se houver formação de coágulo (BRASIL, 2004b; BROOKS et al., 2014). 9.3 Teste da novobiocina Prova utilizada para diferenciar a bactéria Staphylococcus saprophyticus de outros estafilococos coagulase negativos. A S. saprophyticus é resistente ao antibiótico novobiocina, enquanto os outros estafilococos coagulase negativos são sensíveis. O teste de resistência é feito ao adicionar um disco de papel impregnado com 5 µg de novobiocina em placa de Petri contendo ágar Mueller Hinton. Halos de 6 a 12 mm são resistentes (positivo para S. saprophyticus), enquanto halos de 16 mm ou mais são sensíveis (BRASIL, 2004b; TRABULSI; ALTERTHUM, 2008). 9.4 Teste da bacitracina Teste utilizado para a identificação presuntiva de estreptococos β- hemolíticos do grupo A (S. pyogenes), já que estes são sensíveis ao antibiótico bacitracina, enquanto os estreptococos β-hemolíticos do grupo B (S. agalactiae) são resistentes. O teste de sensibilidade é feito ao adicionar um disco de papel impregnado com 0,04 U de bacitracina em placa de Petri contendo ágar-sangue e então é verificado o tamanho do halo (BRASIL, 2004a; TRABULSI; ALTERTHUM, 2008). 9.5 Teste da optoquina Teste utilizado para a diferenciação presuntiva entre Streptococcus pneumoniae e outros estreptococos α-hemolíticos, já que a optoquina inibe o crescimento da S. pneumoniae (i.e., é sensível à optoquina). O teste de sensibilidade é feito ao colocar um disco de papel impregnado com 5 µg de optoquina em placa de Petri contendo ágar-sangue. Em seguida, verifica-se o tamanho do halo (halos maiores que 14 mm identificam S. pneumoniae (BRASIL, 2004b; TRABULSI; ALTERTHUM, 2008). 43 9.6 Ágar bile-esculinaO ágar bile-esculina é um meio sólido inclinado ou em placa utilizado na identificação presuntiva de Streptococcus do grupo D (S. bovis e S. equinus) e de espécies de Enterococcus bile-esculina positivas (por exemplo, E. faecalis). Essas bactérias são capazes de hidrolisar a esculina (um derivado da cumarina glicosídica) em presença de sais biliares, formando a esculetina, que reagem com íons férricos do meio de modo a formar um complexo preto. Assim, os resultados positivos são pretos, enquanto os resultados negativos permanecem com a coloração original do meio (amarelo acinzentado) (BRASIL, 2004a). 9.7 Ágar citrato Simmons O ágar citrato Simmons é um meio sólido inclinado ou em placa utilizado na diferenciação de espécies de enterobactérias. O teste se baseia na capacidade de algumas espécies de enterobactérias utilizarem o citrato como única fonte de carbono para a obtenção de energia. O ágar é originalmente verde e permanece dessa cor em caso de bactérias citrato-negativo (por exemplo, E. coli), mas muda para a cor azul em caso de bactéria citrato-positivo (por exemplo, Enterobacter e Klebsiella) (BRASIL, 2004a; TRABULSI; ALTERTHUM, 2008). 9.8 Produção de sulfeto de hidrogênio (H2S) Esse teste se baseia na habilidade que algumas bactérias têm de produzir H2S a partir de aminoácidos ou compostos que contenham enxofre. Meios de cultura utilizam sais de sulfeto com metais pesados, geralmente o ferro. Em caso positivo na formação de H2S, é gerada uma coloração negra no meio (BROOKS et al., 2014). 9.9 Fermentação de carboidratos Os testes de fermentação de carboidratos são baseados na capacidade que algumas bactérias têm de produzir metabólitos ácidos a partir de 44 carboidratos por exemplo, glicose, lactose, sacarose, manitol, xilol, arabinose, entre outros) em situações de anaerobiose (via fermentativa ou oxidativa). Com a formação de ácidos orgânicos, há uma diminuição do pH, o que pode mudar a coloração dos meios por intermédio de indicadores de pH (BRASIL, 2004a; BROOKS et al., 2014; TRABULSI; ALTERTHUM, 2008). 9.10 Descarboxilação de lisina e ornitina É um teste no qual se utiliza o caldo base de Moeller, sendo ele utilizado, principalmente, para a identificação de enterobactérias. Esse teste se baseia na capacidade de algumas bactérias descarboxilarem os aminoácidos lisina (por exemplo, Klebsiella pneumoniae e Enterobacter aerogenes) e ornitina (por exemplo, Enterobacter cloacae e Serratia marcescens) em meio anaeróbio, formando os compostos aminas (alcalinos), cadaverina e putrescina, respectivamente. É utilizado o indicador de pH púrpura de bromocresol, sendo a cor original do meio púrpura. Dois tubos para reação são utilizados, sendo um tubo controle (sem aminoácido) e o outro tubo com aminoácido. Caso o tubo controle fique amarelo e turvo e o tubo com aminoácido fique púrpura e turvo, o resultado é positivo para a descarboxilação, porém, se os dois tubos permanecerem púrpura, o resultado é negativo (BRASIL, 2004a). 9.11 Produção de indol O teste se baseia no fato de algumas bactérias terem a enzima triptofanase, que metaboliza o aminoácido triptofano, produzindo indol (benzopirrol), ácido pirúvico e amônia. Para isso, utiliza-se um o caldo triptona (rico em triptofano) e se adiciona o reagente p-dimetilaminobenzaldeído (reagente de Kovacs ou de Ehrlich). Caso ocorra a formação de indol, este reage com o reagente de Kovacs ou de Ehrlich e forma uma coloração vermelha em forma de anel na superfície (BROOKS et al., 2014; TRABULSI; ALTERTHUM, 2008). 45 9.12 Teste de motilidade Teste realizado em meios semissólidos, visando a verificar se a bactéria é móvel ou não. Deve-se fazer uma inoculação por picagem no meio semissólido. Caso a motilidade seja positiva, as bactérias se difundem no meio a partir da linha do inóculo, deixando o meio turvo. Porém, se a motilidade for negativa, o meio continua límpido, sendo o crescimento bacteriano concentrado na linha do inóculo (BRASIL, 2004a; TRABULSI; ALTERTHUM, 2008). 9.13 Fenilalanina desaminase Teste utilizado na identificação das espécies Proteus, Morganella e Providencia, pois, somente essas espécies, entre as enterobactérias, têm a enzima fenilalanina desaminase, que converte a fenilalanina em ácido fenilpirúvico. Utiliza-se, então, o Ágar Fenilalanina (meio sólido inclinado) e, caso haja a formação do ácido fenilpirúvico (resultado positivo), a superfície do meio (originalmente amarela) adquire uma coloração verde escura (BRASIL, 2004a; TRABULSI; ALTERTHUM, 2008). 9.14 Prova de oxidase Esse teste se baseia na detecção da enzima citocromo oxidase C presente em algumas espécies bacterianas e pode ser realizado em tiras de papel filtro impregnadas com o corante cloridrato de p-fenilenodiamina. Caso a bactéria seja oxidase positiva (presença de citocromo oxidase), a reação fica roxa, porém, se for negativa, não há mudança na cor do papel (reagente permanece transparente) (BRASIL, 2004a; TRABULSI; ALTERTHUM, 2008). 9.15 Prova de urease Teste que diferencia bactérias produtoras da enzima urease (por exemplo, Proteus vulgaris) das não produtoras (por exemplo, E. coli) por meio do Ágar de Christensen (meio sólido inclinado). A urease hidrolisa a ureia em amônia e dióxido de carbono. Como a amônia é uma substância alcalina, ela eleva o pH 46 do meio de cultura, que contém um indicador de pH. Assim, em caso positivo, o meio, originalmente amarelo, torna-se rosa pink. Resultados fracamente positivos ficam com superfície do meio pink e o restante permanece amarelo (BRASIL, 2004a; TRABULSI; ALTERTHUM, 2008). 10 UROCULTURA Fonte: laboratoriocarloschagas.com.br Infecções do trato urinário (ITUs) são síndromes infecciosas que acometem tanto homens como mulheres, desde o recém-nascido até o idoso. Elas ocorrem devido à ascensão da microbiota entérica normal da uretra para a bexiga. As mulheres são mais afetadas por conta das condições anatômicas, haja vista que têm a uretra mais curta e próxima à flora retal em comparação aos homens (LEVINSON, 2016). O diagnóstico das ITUs é realizado por meio de avaliação clínica e solicitação de exames, como cultura de urina, ou urocultura, e exame qualitativo de urina, ou exame simples de urina. A urocultura é o padrão ouro para a avaliação da infecção e direciona a terapia antimicrobiana adequada. O meio de escolha para o semeio de amostras de urina é o ágar CLED (Cystine Lactose Electrolyte Deficient). O fato desse meio ser deficiente em eletrólitos impede a formação do característico véu em amostras de Proteus sp. 47 O CLED tem uma coloração original azul-clara (esverdeada); nesse meio, as colônias lactose positivas são amareladas e as lactose negativas têm cor azul. A principal peculiaridade com relação ao exame microbiológico de urina está na forma de semeio, a qual deve ser quantitativa utilizando alça calibrada. (HOLANDA, 2017) 1. Microbiota comensal dos potenciais patógenos do sistema urinário As ITUs são síndromes infecciosas que afetam pacientes da comunidade e pacientes hospitalares, sendo a principal infecção de diagnóstico no laboratório de microbiologia. De acordo com Tortora (2017), sua manifestação clínica é classificada da seguinte maneira: • uretrite — infecção da uretra; • cistite — infecção da bexiga; • ureterite — infecção dos ureteres; • pielonefrite — infecção dos rins; Os microrganismos responsáveis pelo processo de infecção são encontrados na urina. Essa infecção ocorre pelo contato com a flora residente da pele. No ambiente hospitalar, é possível desatacar as infecções ocasionadas pela realização de procedimentos invasivos, como cateteres urinários, por exemplo. Na comunidade, a infecção está relacionada, basicamente, à anatomia humana. As bactérias intestinais são as principais responsáveis pelas ITUs devido à proximidadecom a flora retal. Isoladas de Escherichia coli, elas são prevalentes no diagnóstico das infecções (TORTORA, 2017). Os microrganismos entéricos atingem a bexiga por meio da ascensão pelo canal da uretra. As mulheres são mais atingidas pelas infecções. Observe a diferença anatômica nas Figuras 21 e 22. Por ter o canal da uretra mais curto, a vagina também é colonizada por espécies de Lactobacillus e microrganismos entéricos, como a E. coli. Uma vez que as bactérias penetram na bexiga, elas são capazes de se reproduzir e desencadear uma resposta inflamatória, resultando nos sintomas da infecção (LEVINSON, 2016). 48 11 HEMOCULTURA Fonte: ensino.einstein.br O sangue circulante, em indivíduos sadios, normalmente se encontra estéril. Embora alguns microrganismos que compõem a microbiota respiratória ou gastrintestinal possam atingir o sangue, estes são rapidamente eliminados pelo sistema reticulo endotelial (YOKOMIZO, 2019). O termo bacteremia significa a presença de bactérias na corrente sanguínea. Uma vez que é um sítio essencialmente estéril, a presença de microrganismos viáveis em amostras de sangue tem alta relevância do ponto de vista clínico. A determinação do agente etiológico associado a uma bacteremia pode fazer toda a diferença no esquema terapêutico e, consequentemente, na evolução clínica e prognóstico do paciente. Por essa razão, os cuidados para a liberação de um resultado rápido e fidedigno devem ser tomados desde o momento da coleta até a liberação do laudo. A hemocultura, metodologia que emprega a cultura de uma amostra de sangue em meios específicos, representa uma das ferramentas diagnósticas mais utilizadas em casos de suspeita de bacteremia ou sepse por ser de fácil execução e por fornecer informações altamente relevantes nesses casos. Por intermédio da hemocultura, é possível identificar a presença de patógenos viáveis no sangue, o que é de grande importância diagnóstica, já que estes 49 podem causar sepse e são responsáveis por uma alta taxa de mortalidade (YOKOMIZO, 2019). A hemocultura se torna mais importante em casos graves, nos quais o paciente apresenta febre persistente, mas sem acusar infecção em outros exames microbiológicos. Dos pacientes que chegam ao grau de sepse grave, 30 a 50% apresentam resultados positivos de hemocultura (YOKOMIZO, 2019). A coleta de hemoculturas não é realizada em todos os quadros infecciosos. Nos casos das infecções bacterianas mais comuns, por exemplo, não é indicada a coleta de hemoculturas, pois a positividade dos exames é baixa, gerando apenas aumento nos custos do tratamento e nenhum tipo de retorno. Para infecções como sinusites, amigdalites, infecções de pele e tecido subcutâneo, indica-se o tratamento com administração dos antibióticos descritos na literatura e empiricamente eficazes contra os agentes etiológicos. A coleta de sangue para hemocultura é indicada nos seguintes casos (YOKOMIZO, 2019): • suspeita de endocardite; • suspeita de sepse ou bacteremia; • infecções hospitalares (antes ou após a troca de esquema de tratamento por antibióticos); • febre com origem desconhecida; • infecções em pacientes imunodeprimidos; • meningites (em conjunto com a coleta de líquor — líquido cefalorraquidiano —, que é mais importante que a hemocultura nesses casos); • pneumonias graves 11.1 Procedimentos e técnicas de hemocultura Os materiais e equipamentos básicos para realizar a coleta do sangue são (YOKOMIZO, 2019): • seringas hipodérmicas descartáveis estéreis; • gaze estéril; • frascos de coleta para armazenar o sangue; • agulhas hipodérmicas descartáveis estéreis e cateteres borboleta; • álcool 70% (pode ser iodado ou não); • estufa bacteriológica. 50 Alguns procedimentos são padrão para a rotina de coleta de sangue (YOKOMIZO, 2019): Realizar a coleta de sangue antes de iniciar qualquer terapia antimicrobiana; Deve-se coletar o periférico, que é imediatamente transferido para os frascos de hemocultura para evitar/mitigar a contaminação do sangue; Manipular as amostras com extrema cautela, pois estão potencialmente contaminadas e podem causar graves doenças infectocontagiosas; Para descartar as amostras, estas devem ser primeiramente autoclavadas. Os princípios da técnica são simples (YOKOMIZO, 2019): O frasco de hemocultura contendo amostra de sangue é incubado na temperatura de 35 a 37°C por até sete dias (14 dias para casos de suspeita de endocardite); Se houver crescimento no frasco, observado pela turvação e pelo aumento do volume, o material é repicado em placas de petri que contenham diferentes tipos de meio de cultura, os quais variam de acordo com o agente etiológico; Na triagem, identifica-se o agente etiológico e se determina seu perfil de acordo com a resposta a antibióticos e outros fármacos (YOKOMIZO, 2019). Cada punção realizada em adultos é, geralmente, dividida em dois frascos: um frasco para hemocultura de agentes aeróbios, como Neisseria spp. ou Pseudomonas spp., e um frasco para agentes anaeróbios (enterobactérias ou estafilococos, que são anaeróbios facultativos) (YOKOMIZO, 2019). Nas crianças, esses volumes mudam em função do peso e da volemia (quantidade de sangue circulante) 51 Fonte: Adaptado de Araujo (2012). Para realizar a leitura/diagnóstico da hemocultura manual, segue-se um protocolo de sete dias de incubação dos frascos, com agitação/inversão periódica destes, sendo essa agitação um fator essencial para obter resultados positivos. Durante esses sete dias, realizam-se subcultivos em placas e tanto os frascos quanto esses subcultivos ficam mantidos a 35 ± 2°C (YOKOMIZO, 2019). 11.2 Método de lise-centrifugação Esse sistema foi considerado o padrão-ouro para hemoculturas durante muitos anos. Ele foi desenvolvido pelos laboratórios Wampole™ (sistema Isolator®) e é constituído de tubo a vácuo para sangue pediátrico ou adulto. O tubo contém uma substância hemolítica para leucócitos e hemácias, causando, portanto, a liberação de microrganismos intracelulares. Depois disso, os tubos são centrifugados e é desprezado o sobrenadante. O pellet formado, que possivelmente contém o agente etiológico, é então utilizado para semear algum meio em placa de cultura, incluindo-se meios para Legionella, micobactérias e fungos (ARAUJO, 2012). 11.3 Método semiautomatizado Nos sistemas semiautomatizados, os frascos de cultura são constituídos de uma parte para laminocultivo com duas faces, que ficam acoplados à parte superior de um recipiente plástico que contém TSB suplementado com extrato 52 de levedura e SPS, sendo possível acrescentar outras substâncias com a finalidade de neutralizar agentes antimicrobianos. O laminocultivo contêm diversos meios, como ágar Sabouraud, ágar MacConkey e ágar-chocolate. Os frascos inferiores que ficam acoplados ao laminocultivo são alocados em estufa específica que verte os caldos periodicamente sobre o laminocultivo por inversão (YOKOMIZO, 2019). No frasco, há também um indicador colorimétrico de CO2 que acusa a positividade da cultura. Outros exames, como a identificação etiológica, o antibiograma e a bacterioscopia, são realizados retirando colônias desenvolvidas diretamente no laminocultivo, sem a necessidade de subcultivo (ARAUJO, 2012). 11.4 Método automatizado A hemocultura automatizada requer um equipamento específico para a incubação e a inversão dos frascos. Existem diversos equipamentos automatizados no mercado, e as principais vantagens desse tipo de hemocultura, quando comparada ao método manual, dizem respeito à velocidade de obtenção de resultados e à menor necessidade de trabalho laboratorial técnico (YOKOMIZO, 2019). Grande parte dos protocolos recomenda cinco dias de incubação, no entanto, os resultados positivos são obtidos, majoritariamente, nas primeiras48 h de cultivo. Na maioria dos equipamentos automatizados, as metodologias têm como princípio tecnológico a detecção fluorimétrica ou colorimétrica. Existem outras diversas vantagens e benefícios ao usar essa metodologia, tais como (YOKOMIZO, 2019): • monitoramento contínuo (leituras intervaladas em minutos); • maior sensibilidade e rapidez para detecção da positividade da amostra (agitação); • possibilidade de criação de um banco de dados contendo informações dos patógenos isolados e a sua localização demográfica; • mitigação do risco de contaminação; • amostras negativas não são repicadas; • economia de tempo (resultados mais rápidos) e de insumos; 53 • risco de contaminação durante a manipulação praticamente inexistente; • como são usados frascos de plástico, estes são mais leves e oferecem menor risco associado a acidentes. 12 CULTURA DE PONTA DE CATETER Fonte: saudedireta.com.br A patogenia da infecção de corrente sanguínea é multifatorial, podendo ocorrer por contaminação da solução de infusão, nas conexões entre o cateter e as linhas de infusão, no sítio de inserção e/ou por colonização endógena do cateter. As hemoculturas, preferencialmente, não devem ser coletadas a partir de cateter, a menos que para diagnóstico de infecção relacionada a esse dispositivo. (HOLANDA, 2017) As infecções relacionadas ao acesso vascular são de grande importância clínica. No caso de pacientes internados que apresentem sinal de infecção, mas ausência de qualquer foco infeccioso pode-se suspeitar de infecção do cateter. Tipos de cateteres nos quais é possível realizar a cultura: central, periférico, arterial, Swan-Ganz e Hickman. (HOLANDA, 2017) A cultura semiquantitativa da superfície do cateter (Método de Maki) é o método mais utilizado para determinar a relação entre colonização do cateter e a infecção. No momento de remoção do cateter, os mesmos cuidados tomados 54 durante a inserção devem ser adotados. A pele em volta deve ser cuidadosamente limpa com solução de iodo (PVPI), e o excesso removido com álcool etílico a 70%. Um segmento distal (que estava inserido na pele do paciente), de aproximadamente 5 cm é assepticamente cortado com tesoura estéril, colocado em frasco seco e enviado ao laboratório à temperatura ambiente (20 a 25ºC) no prazo de 1 hora ou até 12 horas, se refrigerado. (HOLANDA, 2017) 13 ANTIMICROBIANOS Fonte: nexxto.com Agentes antimicrobianos são fármacos ativos no tratamento de infecções em razão de sua toxidade seletiva (destroem o microrganismo invasor sem afetar as células do hospedeiro). Em muitos casos, a toxidade seletiva não é absoluta, exigindo que a concentração do antimicrobiano seja controlada cuidadosamente, de modo a afetar o microrganismo em níveis toleráveis para o hospedeiro. A terapia seletiva com antimicrobianos usa como vantagem as diferenças bioquímicas existentes entre os microrganismos e os seres humanos. (NOGUEIRA; SOUZA, 2009) A utilização de um antimicrobiano pode ter vários objetivos. Assim, como há, ao longo dos anos, cada vez mais fármacos sendo desenvolvidos para o 55 tratamento das infecções, foi necessário criar uma classificação. A classificação mais comum baseia-se no seu mecanismo de ação: (1) inibição da síntese da parede celular; (2) inibição da síntese proteica; (3) inibição da replicação e transcrição de ácidos nucléicos; (4) lesão da membrana citoplasmática; e (5) inibição da síntese de metabolitos essenciais (TORTORA; FUNKE; CASE, 2017). Fonte: Tortora, Funke e Case (2017) 13.1 Inibidores da síntese de parede celular As bactérias possuem uma camada externa rígida, denominada parede celular, a qual mantém o seu tamanho e a sua forma, e dentro dela há uma elevada pressão osmótica. A lesão dessa parede celular ou a inibição da sua formação podem levar à destruição da célula. Essa rede que existe para proteger a camada da parede celular é chamada de peptideoglicano — vale lembrar que ela somente é encontrada na parede celular das bactérias. As penicilinas e cefalosporinas são os antibióticos mais clássicos; os novos fármacos são carbapenens, carbacefens e os monobatânicos. Elas previnem a síntese de peptideoglicanos; como consequência, a parede celular fica enfraquecida e a célula acaba sofrendo lise. Fármacos de ação por esse mecanismo apresentam pouca toxicidade para as células do hospedeiro (LEVINSON, 2016; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017). 56 As cefalosporinas de primeira geração apresentam atividade contra a maioria das bactérias que colonizam a pele e infectam feridas. Elas também são amplamente utilizadas para profilaxia antimicrobiana antes de uma cirurgia. Já as de segunda geração são usadas para o tratamento de infecções causadas por microrganismos sensíveis. Por exemplo, a cefoxitina apresenta boa atividade contra anaeróbios, sendo útil no tratamento de profilaxia de infecções abdominais inferiores e ginecológicas. Em virtude do seu amplo espectro de atividade antibacteriana, as cefalosporinas de terceira geração são importantes para tratar uma grande variedade de infecções, incluindo pneumonia, peritonite e síndrome de sepse (DAL BERTO, 2019). As penicilinas podem ser classificadas em quatro grupos: penicilinas naturais, penicilinas antiestafilocócicas, aminopenicilinas e penicilinas antipseudomonas 57 Fonte: Adaptado de Craig e Stitzel (2005). 13.2 Inibidores da síntese proteica Diferentemente da inibição da síntese de parede celular, a síntese proteica é uma característica comum para todas as células, tanto as eucariontes quanto as de bactérias. No entanto, foi descoberta uma diferença estrutural nos ribossomos: células eucariontes possuem ribossomos 80S, e células bacterianas têm ribossomos 70S. Essa diferença é o que permite que os fármacos atinjam a toxicidade seletiva. Contudo, as mitocôndrias (organelas eucarióticas) também possuem na sua estrutura os ribossomos 70S. Portanto, antibióticos que afetam os ribossomos 70S podem causar alguns efeitos adversos nas células do hospedeiro (LEVINSON, 2016; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017). 13.3 Inibição da síntese de ácidos nucleicos Os antimicrobianos que atuam por essa via apresentam utilização limitada, pois vários fármacos interferem nos processos de replicação e transcrição de DNA no microrganismo, seja diretamente sobre enzimas que participam da replicação do ácido nucléico, seja interferindo na síntese de precursores dos constituintes da molécula de DNA nos hospedeiros (LEVINSON, 2016; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017). Exemplos dessa classe são os antivirais utilizados no tratamento contra o HIV. 58 13.4 Danos à membrana plasmática Antimicrobianos compostos por polipeptídios provocam mudanças na permeabilidade da membrana plasmática, resultando na perda de metabolitos essenciais para a sobrevivência das células microbianas. Fármacos antifúngicos, como anfotericina B, miconazol e cetoconazol, são bastante eficientes contra doenças fúngicas. As suas características de ação são as seguintes: o fármaco se liga aos esteróis da membrana plasmática fúngica e, como consequência, a membrana acaba sendo danificada. Como a membrana plasmática das bactérias não possui esteróis, os antibióticos não possuem ação contra as bactérias (LEVINSON, 2016; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017). 13.5 Inibição da síntese de metabolitos essenciais Atuam bloqueando a síntese de metabolitos que são essenciais para os microrganismos, impedindo a duplicação do material genético e a divisão dos patógenos. Um exemplo são as sulfonamidas, que são análogos do ácido paraminobenzoico (PABA) — fator essencial para a síntese do ácido fólico pelas células bacterianas. Quando esse antibiótico está presente, a enzima que se ligaria ao substrato PABA na célula bacteriana passa a se ligar à sulfa. A sua ligação ao antibiótico, em vez do PABA,
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