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Universidade Nove de Julho – SBC MAD-1 1 1- capsula 2- parede celular 3- membrana plasmática 4- citoplasma 5- nucleoide 6- plasmídeo 7- ribossomo 8- fimbria/pili 9- flagelo 10- inclusões/grânulos Introdução às bactérias Ser vivo pertencente à qual REINO de classificação dos seres vivos? R: Reino monera Ser vivo pertencente à qual DOMÍNIO de classificação dos seres vivos? R: Bactéria Ser vivo unicelular ou pluricelular? R: Unicelular Ser vivo constituído de célula procarionte ou eucarionte? R: procarionte FOCO MAD: bactérias de importância médica - citoplasma - Ribossomos - Membrana plasmática - Nucleoíde →Composição - 80% de água e íons inorgânicos - Ribossomos (70S) – síntese protéica - Cromossomo - Inclusões/grânulos (nem sempre presentes). Reserva de glicogênio, amido, lipídeo etc. Moléculas podem ser oxidadas para a produção de ATP, provendo, assim, a viabilidade celular, ainda que sem multiplicação. - Nucleóide – material genético (gene essenciais à sobrevivência) - Plasmídio – material genético (nem sempre presente) Alvos de antibióticos: - Ribossomos ->produz enzimas essenciais - nucleoíde Uma bactéria através de seu plasmídeo passa material genético para outra, o que pode conferir resistência a antibiótico. -Pode ser chamado de DNA bacteriano. Uma região nuclear preenchida por fibrilas de DNA dupla hélice na forma de uma única molécula. - DNA Dupla fita circular - Disperso no citoplasma (sem envoltório nuclear/carioteca) - Contém genes essenciais à SOBREVIVÊNCIA DA BACTÉRIA - NUCLEÓIDE: região onde está presente o cromossomo - Pequenas moléculas circulares de DNA dupla fita - Contém genes de resistência a medicamentos, de produção de fatores de virulência etc. VANTAGENS SELETIVAS. - Duplicam independente da divisão celular e podem existir em número variável. Universidade Nove de Julho – SBC MAD-1 2 →FATOR DE VIRULÊNCIA: UMA BACTÉRIA VIVE SEM PLASMIDEO, MAS NÃO SEM CROMOSSOMO! →COMPOSIÇÃO - Dupla camada fofoslipídica - Proteínas periféricas e integrais - Ausência de esteróis →FUNÇÕES - Delimita o meio externo e interno - Permeabilidade seletiva (controle de entrada e saída de substâncias) - Trocas nutritivas - Produção de energia - Síntese da parede celular - Papel da divisão celular, capacidade respiratória - Produção de energia por transporte de elétrons e fosforilação oxidativa - Biossíntese - Duplicação do DNA - Secreção de enzimas - Ausência de carboidratos - Mais curtos, retos e finos que os flagelos (semelhantes a pelos) - Composição proteica (pilina) →FATOR DE VIRULÊNCIA: adesão (adesinas nas extremidades) – Mais encontrada em bactérias Gram-Negativas (FÍMBRIAS) -Outra função importante: auxilia na troca de material genético entre as bactérias (conjugação), denominado pili sexual. - Encontrados tanto em espécies móveis como nos imóveis. - Funcionam como sítios receptores de bacteriófagos e como estruturas de aderência às células de mamíferos e a outras superfícies. Pielonefrite: inflamação nos néfrons (rins) - Longos apêndices filamentosos semirrígidos - Composição protéica (flagelina) - Função: motilidade (rotação do corpo basal) locomoção - Se move em direção a um ambiente favorável ou para longe de um ambiente adverso FATOR DE VIRULÊNCIA - Ex.: Escherichia coli (agente etiológico da cistite) - Nem todas as bactérias possuem flagelos. →TIPOS - Peritríquios (flagelos ao longo da célula) - Monotríquio (apenas 1 flagelo em um polo) - Lofotríquios (flagelos em um polo) - Anfitríquios (flagelos em ambos os polos) - Feixes de fibrilas que se originam na célula - Anfitríquios (flagelos em ambos os polos) - Presentes nas espiroquetas - Movimento espiral (tipo saca-rolha) permite, provavelmente, que bactérias movam efetivamente pelos fluídos corporais. FATOR DE VIRULÊNCIA - Ex.: Treponema pallidum (agente etiológico da Sífilis) - Circunda a membrana plasmática - Quase todas as bactérias possuem (exceto bactérias do gênero Mycoplasma) – Ex.: Mycoplasma pneumoniae (Pneumonia) →FUNÇÕES - Proteção contra alterações ambientais adversas e lise osmótica (geralmente a pressão osmótica é maior no meio externo) - Participa da divisão celular – Iniciadora ou primer da sua própria biossíntese, dando origem ao septo que separa as duas novas células oriundas da divisão celular. - Confere forma à célula -Classifica as bactérias em: 1) Gram positivas ou Gram negativas, através da coloração de Gram -o que muda entre elas? Parede celular 2) Bactérias álcool-ácido resistentes (Ex.: Mycobacterium tuberculosis) ou não, através da coloração de Ziehl-Neelsen Universidade Nove de Julho – SBC MAD-1 3 GRAM POSITIVA: Coloração roxa GRAM NEGATIVA: Coloração vermelha/Pink -A gram negativa volta a ficar transparente porque o álcool tira o lipídeo da camada e assim a membrana libera a coloração. ENDOTOXINA (LPS da gram negativa) – CONTEÚDO COMPLEMENTAR →Consequência da liberação de uma grande quantidade de LPS? - Ativação de citocinas vasoativas (vasodilatação) - Ativa sistema complemento e cascata de coagulação (obstrução intravascular) LPS liberado em quantidade menor? - Resposta inflamatória protetora (febre, vasodilatação etc.) Bactérias Gram-negativas possuem uma parede composta de várias camadas que diferem na sua composição química e, consequentemente, é mais complexa que a parede das Gram- positivas que, apesar de mais espessa, apresenta predominantemente um único tipo de macromolécula. - Ácidos Teicóicos: Facilitam a ligação e a regulação da entrada e saída de cátions na célula, graças ao grupo fosfato que confere uma carga negativa à molécula que se encontra voltada para o lado externo da célula. Além disso, regulam a atividade das autolisinas durante o processo de divisão celular. Constituem também sítios receptores de bacteriófagos e servem de sítio de ligação com o epitélio do hospedeiro em algumas bactérias patogênicas. - Lipopolissacarídeo: É tóxico, provocando muitas vezes respostas fisiológicas, como febre em animais, incluindo o homem. Confere também uma barreira adicional à entrada de algumas bactérias como antibióticos e dificultam a penetração de algumas substâncias. - Substâncias produzidas por micro-organismos capazes de causar danos ao organismo humano - Exotoxinas (proteína ou enzimas): produto de metabolismo bacteriano secretado no meio externo à célula - Endotoxina (lipídeo): moléculas intracelulares ou que fazem parte da estrutura bacteriana. A endotoxina pode ser liberada após morte bacteriana (lise celular) Toxinas ativas em superfície celular: Universidade Nove de Julho – SBC MAD-1 4 Interferem diretamente no metabolismo celular eucarótico pela ativação da cascata intracelular após ligação com seu receptor na membrana citoplasmática. - Superantígenos: Não são processados pelos macrófagos e têm a capacidade de se ligar simultaneamente às moléculas de MHC na superfície de macrófagos e aos receptores presentes na superfície dos linfócitos. Toxinas formadoras de poros: São citolisinas causadoras da morte e lise celular eucariótica pela formação de poro na membrana citoplasmática. Toxinas intracelulares: Possui habilidade de entrada no citoplasma da célula alvo para exercer seus efeitos. Toxinas do tipo AB: Grupo que reúne o maior número de toxinas e provavelmente as mais importantes como fatores de virulência. Possuem as subunidade B vem de binding, pois esta é responsável pela ligação da toxina ao seu receptor celular. E a subunidade A é a porção enzimática ativa, que penetra na célula e exerce os efeitos biológicos da toxina. - Polímero viscoso e gelatinoso externo à paredecelular - Composição polissacarídica ou polipeptídica - Proteção contra a fagocitose e adesão - Funções: reserva de água e nutrientes, aumento da capacidade patogênica bacteriana, aderência e aumento da resistência microbiana a biocidas que normalmente atuam como micro- organismos. →DENOMINAÇÕES: - Camada limosa (substância desorganizada e fracamente aderida) - Cápsula (substância organizada e fortemente aderida). FATOR DE VIRULÊNCIA. - Biofilme (quando a cápsula auxilia as células a se fixarem no ambiente e umas às outras). Pode se desenvolver em material inerte (ex.: cateter) ou biológico (ex.: tártaro no dente). – São aglomerados microbianos com atividade corrosiva, causando perfurações nas tubulações. FATOR DE VIRULÊNCIA. - O biofilme dificulta a ação de antibióticos e do sistema imune - Os biofilmes podem ser definidos como comunidades de micro-organismos que vivem aderidos a uma superfície e envoltos em uma matriz extracelular (complexa mistura de composto moleculares tais como proteínas, lipídeos, ácidos nucléicos e principalmente polissacarídeos) - Camada S encontrada, sobretudo nas arqueobactérias, é composta de proteínas ou glicoproteínas ligadas à parede. Parece ser responsável pela sustentação da célula em bactérias que não possuem um peptideoglicano verdadeiro. - Disperso no citoplasma - 1 Cromossomo (maioria) - Dupla fita circular (maioria) - Contém genes essenciais à sobrevivência da bactéria - NUCLEOIDE: região onde está presente o cromossomo Universidade Nove de Julho – SBC MAD-1 5 1. Quando as bactérias esporulam? Quando o ambiente não está favorável. 2. Todas as bactérias têm capacidade de formar endósporos? Não! PRINCIPALMENTE os gêneros Bacillus e Clostridium 3. Cite etapas importantes da esporulação. Perda de água, armazenamento do material genético, formação de mais camadas protetoras etc. 4. Endósporo (forma de resistência ou célula vegetativa?) Forma de resistência! Forma vegetativa é quando a célula tem capacidade reprodutiva (esporo bacteriano não se reproduz!) – os endósporos podem sobreviver por horas em água fervente. Fatores de virulência? Estruturas, produtos ou estratégias que contribuem para que os organismos patogênicos consigam se instalar e estabelecer a relação de parasitismo, causando doença. Quais ESTRUTURAS celulares, citadas na aula, são consideradas fatores de virulência? Qual PRODUTO produzido pela bactéria, citado na aula, pode ser considerado um fator de virulência? Qual ESTRATÉGIA, comentada na aula, pode ser considerada um fator de virulência? Exemplos de fatores de virulência 1. Adesinas (adesão à célula humana) - ESTRUTURAS: cápsula, fímbria, ácida teicóico, biofilme. 2. Invasinas (invasão à celular ou tecido humano) 3. Evasinas (permanência no organismo humano) -ESTRATÉGIAS: evasão da fagocitose pela cápsula, proteção do sistema imune pelo biofilme. 4. Toxinas (danos ao organismo humano) -PRODUTO: exotoxina (toxina produzida pelo S. pyogenes / grupo A na Fasceíte Necrosante) VÍDEO! - ESTRUTURA: endotoxina (LPS) - Ser constituído de célula - Metabolismo próprio - Reprodução - Evolução -Entre outras características - RIBOSSOMOS: Partículas citoplasmáticas onde ocorre a síntese proteíca. - GRÂNULOS: Substância de reserva e subunidades de macromoléculas para compor outras estruturas celulares. - Microscópica - Unicelular - Procarioto - Foco: bactérias de importância médica →MORFOLOGIA BACTERIANA Forma é individual, mas as bactérias unidas formam o arranjo. Legenda: Morfologia / Coloração / Ex. Agente etiológico/ doença associada 1. Bacilo / gram negativo / Ex.: Echerichia coli / Enterocolite, Cistite. 2. Estreptococo / gram positivo / Ex.: Streptococcus pneumoniae / Pneumonia 3. Estafilococo / gram positivo / Ex.: Staphylococcus aureus / Furúnculo 4. Vibrião (bastão encurvado) / gram negativo / Vibrio cholerae – Cólera 5. Diplococo / gram negativo / Ex: Neisseria gonorrhoeae / Gonorreia 6. Espiroqueta / gram negativo / Ex.: Treponema pallidum / Sífilis Universidade Nove de Julho – SBC MAD-1 6 MORFOLOGIA BACTERIANA (FORMA) 1. Coco (forma arredondada) 2. Bacilo (forma de bastão) 3. Cocobacilo 4. Vibrião (forma de bastão encurvado “vírgula”) 5. Espirilo (rígida/ forma de “spiral”) 6. Espiroqueta (flexível / forma de “saca-rolha”): ex.: Leptospira →MORFOLOGIA BACTERIANA (ARRANJO) →FONTES DE ENERGIA A grande maioria das bactérias é quimiotrófica, obtendo energia à custa de reações químicas no quais substratos adequados são oxidados. - Autotróficas: Usam como fonte o CO2 ou o íon bicarbonato a partir dos quais conseguem sintetizar todos os compostos orgânicos de que necessitam. - Heterotróficas: Exigem fontes orgânicas de carbono, sendo as mais comuns os carboidratos, aminoácidos, lipídeos, álcoois e polímeros como amido e celulose podem ser utilizados. - Fatores de Crescimento: São os compostos indispensáveis a um determinado micro- organismo, mas que ele não consegue sintetizar. Como por exemplo, vitaminas, aminoácidos, nucleotídeos e ácidos graxos. - Fatores envolvidos na nutrição: Temperatura, pH, enzimas, conservação dos micro-organismos e metabolismo microbiano. →CRESCIMENTO BACTERIANO A grande maioria, de fato, divide-se dando origem a duas células-filha iguais (divisão binária), embora algumas espécies formem brotos que crescem até atingir o tamanho da célula-mãe, e então, destacam-se. O termo tamanho adulto é usado para significar o tamanho da bactéria na hora da sua divisão e seu tamanho é influenciado por fatores hereditários e ambientais. Os métodos de medida, são contados através do aumento da quantidade de protoplasmas, quanto pelo número de organismos. - Métodos diretos: Centrifugação e Peso Seco. - Métodos indiretos: Nitrogênio, Estimativas colorimétricas ou espectrofotométricas de constituintes do protoplasma, Medida do consumo de um metabólito ou acúmulo de um produto do metabolismo, Turbidimetria e Consumo de um composto pela massa bacteriana. →CURVA DE CRESCIMENTO Fase de lag, durante a qual praticamente não ocorre divisão celular, porém há aumento de massa. Fase logarítmica, na qual ocorre divisão regular numa velocidade máxima e constante. Fase estacionária, durante a qual a velocidade de multiplicação diminui gradualmente, até que se anule. O número de bactérias presentes, por unidade de volume, permanece constante por um tempo determinado. Durante essa fase, o número de bactérias novas que se formam contrabalança com o número daquelas que estão morrendo. Fase de declínio, em que os micro-organismos gradualmente diminuem em número até que a cultura se torne estéril, ou seja, todos os micro- organismos morrem. Universidade Nove de Julho – SBC MAD-1 7 →FATORES DE VIRULENCIA - ADESÃO: Importante, pois a aderência dos micro-organismos nas mucosas do hospedeiro é um pré-requisito para a infecção, permitindo que resistam a mecanismos de expulsão. É mediado através das adesinas, responsáveis por reconhecer e se ligar aos sítios específicos do receptor da superfície da célula hospedeira. São três tipos de interação entre a adesina e o receptor: - Interação mediada pela ligação de lectinas – carboidratos e proteínas; - Interações entre proteínas bacterianas e proteínas do hospedeiro; - Interações entre hidrofobinas de proteínas e lipídeos. -INVASÃO: Micro-organismos que desenvolveram a habilidade de invadir células não fagocitárias. Esta propriedade é essencial para a patogenicidade dos micro-organismos cujo ambiente é essencial ou preferencial para seu desenvolvimento. - SIDERÓFOROS: São compostos de baixo peso molecular marcados por uma grande afinidade por Fe III e são absorvidos por receptoresespecíficos da membrana externa. É um íon biocatalisador bastante versátil, participa de processos celulares essenciais como respiração e síntese de ribonucleotídeos. →EVASINAS São quimosinas que promovem a capacidade da bactéria escapar dos mecanismos de resposta imunológica. - Fagocitose: Processo de ingestão e destruição de partículas sólidas, como bactérias ou pedaços de tecido necrosado, por células ameboides chamadas de fagócitos. - Sistema Complemento: é composto por proteínas da membrana plasmática e solúveis no sangue, que participam das defesas inatas (natural) e adquiridas (memória) ao aprisionar os patógenos e induzir uma série apropriada de respostas inflamatórias que auxiliam no combate à infecção. Garante uma remoção rápida e eficaz das bactérias. - Citosinas e Linfócitos T: Constituem um grupo de fatores extracelulares que podem ser produzidos por diversas células, como Monócitos, macrófagos, Linfócitos e outras que não sejam linfoides. Todas as citocinas são pequenas proteínas ou peptídeos, algumas contendo moléculas de açúcar ligadas (glicoproteínas). Podem inibir e/ou induzir apoptose nas células do hospedeiro, expondo assim as bactérias intracelulares para o meio extracelular, possibilitando a sua morte por outras células infiltradas do sistema imunológico. - Anticorpos: Sua produção ocorre de maneira antígeno-específica, após a apresentação do antígeno aos linfócitos T. Uma maneira de escapar da ação dos anticorpos é a camuflagem da bactéria com proteínas do hospedeiro. IgA: Forma de imunidade adaptativa, é produzida localmente nos tecidos mucosos como dímeros unidos por um peptídeo curto, denominado como cadeia J.
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