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MICROBIOLOGIA VETERINÁRIA – EDUARDO F. HRENECZEN MICROBIOLOGIA VETERINÁRIA p.1 INTRODUÇÃO A MICROBIOLOGIA E CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS MICRORGANISMOS, PARTE 1 Os assuntos abordados nesse capítulo são tratados de forma geral, de forma introdutória, todos os tópicos trabalhados serão abordados detalhadamente em outros resumos a serem postados na plataforma ‘Passei direto’ CONCEITOS INICIAIS.............................................. - É a ciência que estuda a ‘vida pequena’, pequenos organismos, os microrganismos (M.O) não observáveis a olho nu através da utilização do microscópio. - São seres que apresentam a maior diversidade biológica, morfológica, fisiológica e ecológica. Envolve estudos com organismos procarióticos (bactérias, archeas), eucarióticos (algas, protozoários, fungos...) e também seres acelulares como os vírus. HISTÓRIA DA MICROBIOLOGIA..................................................................... - Os microrganismos surgiram na terra há bilhões de anos a partir de um material complexo de água oceânicas ou de nuvens que circulavam na terra. - Porém os microrganismos só foram evidenciados há 300 anos e estudados e compreendidos 200 anos depois. MICROBIOLOGIA VETERINÁRIA – EDUARDO F. HRENECZEN - A partir da organização dos elementos presentes no ambiente, as moléculas se organizaram e mais tarde constituíram os microrganismos. - Antes do século XVIII era atribuído respostas a doenças como: maldição divina, teoria dos miasmas, maus odores ou até o mesmo o ar como meio de transmissão. - As primeiras observações de microrganismos vivos se impulsionaram com o aperfeiçoamento do microscópio por Antoni Van Leeuwenhoek – fundador da microbiologia, onde criou lentes de 200 a 300x mais para visualização destes seres. - Leeuwenhoek observou e descreveu os microrganismos como ‘animáculos’. - Ele foi o primeiro a observar e descrever fibras musculares, bactérias, protozoários, algas, fungos e o fluxo de sangue nos capilares sanguíneos de peixes. TEORIAS SOBRE MICROBIOLOGIA..................................................................... - ABIOGÊNESE: alguns cientistas acreditavam que os microrganismos se formavam espontaneamente a partir da matéria orgânica em decomposição ou putrefação, essa forma de multiplicação chamou-se de abiogênese ou geração espontânea. -BIOGÊNESE: outros acreditavam que as “sementes” destas criaturas microscópicas estavam sempre no ar, de onde ganham acesso aos materiais e ali crescem desde que as condições sejam adequadas ao seu desenvolvimento. Organismos vivos provêm apenas de outros organismos vivos, a essa forma de multiplicação dos microrganismos chamou-se de biogênese. - Pouco a pouco, essas ideias foram perdendo força, por demonstrações cientificas como a do médico italiano Francesco Redi, que demonstrou que as larvas encontradas na carne em putrefação eram larvas de ovos MICROBIOLOGIA VETERINÁRIA – EDUARDO F. HRENECZEN de insetos e não de um produto da geração espontânea. - Lazzaro Spallanzani evidenciou em centenas de experiências, que o aquecimento das infusões até esterilização, pode impedir a contaminação por microrganismos, desde que o frasco que a contenha esteja hermeticamente fechado e não apresente rachadura. - Em 1976 Edward Jenner criou a primeira vacina, houve a imunização contra a varíola, ele resolveu inocular o pus das lesões que ocorriam no púbere das vacas em um órfão de 8 anos. - Pasteur (1822-1895) criou a teoria germinal das enfermidades infecciosas e conseguiu refutar a teoria da geração espontânea. - Em 1864 – Pasteur PASTEURIZAÇÃO: descobriu que o aquecimento de certos alimentos e bebidas acima de 60°C, por um determinado tempo, e depois baixando bruscamente a temperatura do alimento evita a sua deterioração, reduzindo de maneira sensível o número de microrganismos presentes na sua composição. TEORIA MICROBIANA DAS DOENÇAS........................................................................................................... - Robert Koch (1843 - 1910), foi o primeiro pesquisador provar que um germe era causador da doença. Fez o primeiro isolamento bacteriano. Descobriu a etiologia do Antraz, a bactéria Bacillus anthracis, em 1876. Descobriu e isolou o bacilo causador da tuberculose e desenvolveu o primeiro tratamento contra a tuberculose. Revolucionou a medicina para o diagnóstico e tratamento de doenças e aumentou a expectativa de vida em décadas. - Alguns postulados de Koch: O organismo patogênico suspeito deve estar presente em todos os casos da doença e ausente em animais sadios. MICROBIOLOGIA VETERINÁRIA – EDUARDO F. HRENECZEN O organismo suspeito deve ser cultivado em cultura pura. Células de uma cultura pura do organismo suspeito devem causar a doença em um animal sadio. O organismo deve ser reisolado e demonstrar-se idêntico ao original. DESENVOLVIMENTO DE TÉCNICAS......................................................................................................................... - Técnica de isolamento, necessidade de separar diferentes espécies de microrganismos para estudos. - Os alemães criaram o conceito de meio de cultura, faziam colônias em batatas, isolamento em meios como caldos, frutas, leite, entre outros. - Em 1881 – Robert Koch: crescimento de bactérias em meios sólidos (meio de cultura em ágar-ágar e a cultura pura). - Hans Christian Gram desenvolveu o método Gram de coloração bacteriana que permitiu sua separação em dois grupos distintos: GRAM POSITIVAS = (+) de coloração roxa. E, as GRAMNEGATIVAS = (-) de coloração vermelha. - Em 1887 Julius Richard Petri inventou a chamada placa de petri para poder fazer os trabalhos com cultura de bactérias em placa do laboratório de Koch. Com a invenção foi possível desenvolver a técnica de cultura em ágar para purificar ou clonar colônias de bactérias derivadas de uma única célula e graças a este avanço, foi possível identificar com rigor bactérias responsáveis por certas doenças. - Em 1928 – Alexander Fleming descobriu a Penicilina, primeiro antibiótico secretado por um fungo. - Destaca-se alguns personagens brasileiros na microbiologia como: MICROBIOLOGIA VETERINÁRIA – EDUARDO F. HRENECZEN Oswaldo Cruz (1872-1917), que em 1907 anunciou a erradicação da varíola e em 1909 se dedicou a fundação Fiocruz. Adolph Lutz (1855-1940) investigou o bacilo da lepra em 1885, e em 1983 dirigiu o instituto bacteriológico de São Paulo (instituto Adolpho Lutz). Vital Brazil (1865-1950), em 1899 organizou um laboratório na fazenda Butantã e em 1919 fundou o instituto Vital Brazil. CONTRIBUIÇÕES DOS MICRORGANISMOS - Os microrganismos são mais benéficos do que maléficos. Ajudam a manter o equilíbrio da natureza, e contribuem em alguns quesitos como: - Microrganismos aquáticos que atuam na fotossíntese promovendo o oxigênio que respiramos. Algumas cianobactérias são seres procariontes que apresentam pigmento fotossintetizante e conseguem realizar fotossíntese também algumas algas auxiliam nesse processo. A fotossíntese é um processo importante para liberação de oxigênio na atmosfera, os organismos convertem carbono inorgânico em carbono orgânico e fazem a liberação do gás oxigênio, extremamente importante para processos de decomposição e reciclagem. - Contribuem também na decomposição: organismos mortos, produtos de excreção dos seres vivos e algumas espécies de resíduos industriais. Também são utilizados no tratamento de esgoto onde existem lagoas de tratamento que usam microrganismos para fazer a decomposição. -Contribuem na indústria de alimentos na fabricação de iogurtes, aspartame. Atuam na fermentação no processo de produção de cervejas, vinhos, pães, entre outros. Alguns microrganismos têm capacidade de sintetizar antibióticos (substancias derivadas de um organismo que matam ou inibem o MICROBIOLOGIA VETERINÁRIA – EDUARDO F. HRENECZEN crescimento de outros microrganismos). - Possuem microrganismos manipulados geneticamente como na produção de substancias como hormônios de crescimento, insulina, penicilina…. Também na criação de novos organismos para degradar vazamentos de óleo, para remover materiais tóxicos do solo e para digerir explosivos (biorremediação). - É uma área de amplo estudo e também multidisciplinar. Oferece soluções para os processos vitais. - Os ecologistas usam princípios da microbiologia para entender como a matéria é decomposta e se torna disponível para uma reciclagem continua. Já os bioquímicos usam microrganismos para estudar vias metabólicas e os geneticistas estudam o MO’s (microrganismos) para investigar os processos de transmissão genética. CARACTERÍSTICAS GERAIS - A comunidade microbiana é regulada por alguns fatores como; disponibilidade de nutrientes, temperatura, pH, oxigênio, osmolaridade, entre outros. - Quando tratamos de ecologia microbiana, envolve o estudo dos microrganismos em seus ambientes naturais. No ecossistema aquático compreendemos: oceanos, lagoas, lagos, riachos, gelo e fontes termais. Já em ambientes terrestres compreende-se o solo, plantas e animais, onde em todas essas esferas os microrganismos estão presentes. - O ecossistema microbiano é influenciado e controlado pelas atividades microbianas, removem nutrientes para construir novas células. Dependendo da disponibilidade de nutrientes eles expandem-se e se contraem, sendo assim, as modificações do ambiente favorecem determinados microrganismos e prejudica outros. MICROBIOLOGIA VETERINÁRIA – EDUARDO F. HRENECZEN - Se um MO’s é retirado do ambiente natural, precisa fornecer um ambiente para seu crescimento além dos nutrientes. - A diversidade e abundancia dos MO’s é controlada pelos recursos e pelas condições ambientais, como nutrientes, elementos como nitrogênio, fosforo, potássio, matéria orgânica, cobre, zinco e enxofre. Também condições ambientais como temperatura, pH, teor de oxigênio, todos de forma regulada. CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS - Linnaeus (séc. XVIII) dividiu os microrganismos em dois grupos: reino animal e vegetal. - Hackel (1866): inclusão do reino protista: “animais e vegetais”. - Whitaker (1969): cinco reinos, características morfológicas e fisiológicas: Monera: procariotos; Protista: eucariotos unicelulares. Fungi: eucariotos aclorofilados Plantae: vegetais. Animalia: animais - Carl Woese (1990) fez a classificação dos três domínios: Bacteria, Archaea e Eukaria - Domain Eukarya Todos os eucariontes. - Domain Archaea: Euryarchaeotes Crenachaeotes Nanoarchaeotes Korarchaeotes Seres quimiotróficos e procariontes, são extremófilos, vivem em ambientes como fontes termais e locais ricos em enxofre, extremamente quentes ou repleto de sal. - Domain Bacteria: Proteobacteria Chlamydias MICROBIOLOGIA VETERINÁRIA – EDUARDO F. HRENECZEN Spirochetes Cyanobacteria Gram-Positive bacteria Engloba bactérias que podem causar doenças ao homem e também aquelas encontradas em ambientes como a água e o solo. PRINCIPAIS TIPOS DE MICRORGANISMOS - PROCARIOTOS – Domínio bacteria: presentes no solo, água, animais, plantas, entre outros. São seres unicelulares com diferentes formas e arranjos. Possuem uma célula simples, sem núcleo, com parede celular composta de peptidoglicanos e apresenta ribossomos no citoplasma, além disso podem formar endósporos (forma resistente). Possuem flagelos para locomoção, fimbrias para adesão e pili para reprodução que ocorre por fissão binaria. Não apresentam material genético protegido pelo envoltório nuclear, o DNA fica em contato com o citoplasma. No nosso dia a dia podem estar vivendo em simbiose com animais e plantas, são seres extremamentes pequenos, possuem diferentes formas e arranjos como forma de espiral, espirilos, entre outras. Algumas bactérias são facilmente removidas e acabam morrendo, mas algumas têm a capacidade de formar endósporos o que dificulta sua eliminação e esterilização. - PROCARIONTES – Domínio Arquea: seres unicelulares, inicialmente classificadas como arqueobactérias, porém compreende um grupo de microrganismos com características próprias e incomuns. Não possuem parede celular de peptidioglicanos, e sim de moléculas variadas, são seres extremófilos pois vivem em locais extremamente ácidos. Extremófilas: termofílicas (altas temperaturas), alcalofílicas (pH) e halofílicas (salinidade). A maioria são anaeróbios. - EUCARIÓTICOS – Fungos: seres heterotróficos (não produzem seu próprio alimento), encontrados no solo, plantas e animais. Tem a presença de núcleo, parede celular MICROBIOLOGIA VETERINÁRIA – EDUARDO F. HRENECZEN de quitina ou celulose e apresentam diversas organelas. Possuem os fungos filamentosos (pluricelulares) e leveduras (unicelulares). Se reproduzem de forma sexuada e assexuada (esporos ou fragmentação das hifas). Além disso, promovem a fermentação, decomposição, secretam enzimas e absorvem nutrientes. - PROTISTAS/EUCARIONTES – Algas: são seres fotossintéticos (cloroplastos), eucarióticos representantes unicelulares (microscópicos) e pluricelulares (macroscópicos). Podem ser marinhos, dulcícolas ou de solo (com umidade), se reproduzem por reprodução sexuada e assexuada, sua locomoção é flagelar e possuem parede celular de celulose. Apresentam pigmento fotossintetizante PROTISTAS – Protozoários: seres unicelulares, heterotróficos, sem parede celular, habitam ambientes aquáticos e solos, reproduzem-se assexuadamente, sua locomoção é por pseudópodes, cílios ou flagelos. - Há também os microrganismos sem estrutura celular como os vírus, constituído ou por DNA ou RNA. “PARTE 2 EM CONFECÇÃO”
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