INTRODUÇÃO A MICROBIOLOGIA HUMANA - Microbiologia Médica

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MICROBIOLOGIA MÉDICA Bruna Pitanga MED 104C  
IN���D�ÇÃO A MI���B�O����A   
ES���T��A BA���R�A��   
  
 SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO   
Então considerando o sistema de classificação dos              
organismos, nós observamos ao longo da história              
que os organismos de uma forma geral foram                
classificados e reclassificados considerando alguns          
aspectos que permitiam o agrupamento de            
organismos semelhantes baseados em estruturas          
que permitiam essa correlação.  
  
  
“RE FI CO FA GE”  
  
Em 1894 o primeiro modelo de classificação dos                
organismos era formado por três reinos distintos:              
Protista, Plantae e Animalia .   
  
Conforme os anos foram passando outras estruturas              
foram observadas de forma que em 1959 houve uma                  
reclassificação apresentando agora cinco reinos .          
Então o que era antes o reino protista foi                  
desmembrado em dois reinos: Reino Monera e Reino                
Protista.   
  
Posteriormente em 1977 essa classificação teve uma              
nova classificação e o reino monera passou a ser                  
desmembrado em dois reinos: Reino Eubacteria e              
Reino Archaebacteria.   
  
Em 1990 o Woese fez uma atualização em cima dessa                     
classificação. Essa atualização foi baseada numa            
estrutura, no estudo de uma estrutura que está                
presente em todos os organismos vivos que são os                  
ribossomos.   
  
Então a partir do estudo do RNAr (RNA-ribossomal)                
permitiu uma melhor caracterização dos          
organismos. Em 1990, Woese fez essa atualização, o                
que era anteriormente classificado em reinos passou              
a ser classificado em domínios. Agora a classificação                
vigente é a de Woese de 1990 que classifica os                    
organismos em três grandes domínios: Domínio            
Bactéria, Domínio Archaea e Domínio Eukarya.   
  
Quando a gente fala sobre a característica de cada                  
domínio, nós temos dois domínios que falam sobre                
seres procariotos que são o bactéria e o archaea e um                      
domínio que está relacionado às células eucariotas              
que é o domínio eukarya.    
  
Esse primeiro momento vamos falar das bactérias,              
que são seres procariotos. Os seres procariotos estão                
presentes nos domínios Bacteria e Archaea.            
Considerando características específicas das        
bactérias que veremos são as bactérias de              
importância em saúde , elas estão presentes no              
domínio Bacteria .   
  
No domínio Archaea estão as bactérias relacionadas              
a ambientes extremos, alta concentração de metano,              
alta concentração de temperatura, ambientes          
inóspitos que são muito diferentes do ambiente in                
vivo que é caracterizado pelas bactérias que têm esse                  
potencial em promover processos infecciosos em            
animais.   
    
  
→ A classificação de Carl Woese determina a                
formação de três grandes domínios.   
→ Esse modelo foi baseado em aspectos evolutivos a                  
partir da comparação de sequências do RNAr. Então                
a partir desse estudo da comparação das sequências                
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do RNAr dos diferentes organismos foi possível a                
classificação em três domínios.   
  
→ Domínios: Archaea, Bacteria e Eukarya  
  
→ O domínio Archaea é formado por procariontes,                
geralmente quimiotróficos e muitos são          
extremófilos. São formados por bactérias que vivem              
em ambientes extremos, com temperaturas          
discrepantes, excesso de metano, etc. Por serem              
criaturas de ambiente extremo não sobrevivem no              
nosso organismo.   
  
→ O domínio Eukarya nós temos os eucariontes, que                  
são organismos unicelulares e multicelulares como            
protozoário, algas, fungos, plantas e animais.   
  
→ O domínio que iremos estudar é o domínio                  
bactéria que são formados por seres procariontes              
que incluem bactérias que causam doenças ao              
homem e aquelas que vivem em água e solo por                    
conta do caráter oportunista que essas bactérias              
apresentam.   
  
 PROCARIOTOS X EUCARIOTOS  
Aqui nós temos a estrutura de três modelos de                  
células: a célula animal, a célula vegetal e a célula                    
procariota.  
  
  
Então quando comparamos essas estruturas a            
primeira coisa que nos salta os olhos é a questão da                      
complexidade em relação ao número de organelas              
que as células animais e as células vegetais possuem                  
quando comparamos com as células procariotas.   
  
Nas células procariotas não observamos estruturas            
organelas como mitocôndrias, retículo        
endoplasmático liso, retículo endoplasmático rugoso,          
complexo de golgi; não observamos um núcleo              
individualizado por uma membrana chamada          
carioteca; não observamos tais estruturas, então            
comentamos que as células procariotas são muito              
simples em relação a estrutura dela. No citoplasma                
dela não observamos organelas, não observamos            
núcleo individualizado. Então a partir dessa            
simplicidade vamos começar a estudar os aspectos              
da estrutura da célula bacteriana para entender              
como ela funciona.   
  
 DIMENSÃO X METABOLISMO  
  
Nesta imagem    
temos uma célula      
eucariota se    
sobrepondo a ela      
uma célula    
procariota.   
  
  
  
→ Importante lembrarmos que os termos procariota              
= procarionte = bacteria são sinônimos; estão              
relacionados ao mesmo tipo celular.   
  
Aqui quando a gente compara a célula bacteriana                
com a célula eucariota, muitas vezes a célula                
bacteriana tem o tamanho/a dimensão de uma              
organela da célula eucariota. Então isso poderia nos                
remeter a simplicidade muito grande. Realmente é              
muito simples se olharmos a figura anterior.   
  
O importante é entendermos que a simplicidade da                
célula bacteriana não torna ela menos importante,              
pelo contrário ela é um ser diminuto, simples, mas                  
que possui um metabolismo muito eficiente. O              
metabolismo dela permite que que ela dentro dasimplicidade estrutural que ela apresenta se manter,              
ser viável, produzir energia, utilizar componentes            
para a sua nutrição e dessa forma ela consegue                  
manter a sua viabilidade e desenvolver processos              
patogênicos.  
  
TEORIA DA ENDOSSIMBIOSE: De acordo com essa              
teoria, as mitocôndrias e cloroplastos descendem de              
bactérias primitivas que passaram a viver dentro de                
células eucarióticas primitivas, há milhões de anos              
atrás. Para isso, uma célula eucariótica primitiva              
englobou, por fagocitose, uma célula procarionte            
autotrófica, que passou a viver em seu citoplasma. As                  
células eucarióticas passaram a consumir o gás              
oxigênio, enquanto ofereciam abrigo e alimento às              
células procariontes. Assim foi estabelecida a relação              
de endossimbiose, na qual as duas células estavam                
intimamente relacionadas , sem poder viver          
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separadamente uma da outra. Basicamente, uma            
célula englobou a outra ficando como uma organela.   
Endossimbiose é uma relação ecológica que ocorre              
quando um organismo vive no interior de outro.  
  
  
 ESTRUTURA DA CÉLULA   
Entendendo um    
pouco sobre a      
estrutura da    
célula  
bacteriana. A    
figura vem    
desmembrando  
essas regiões de      
dentro para fora      
como se fosse uma cápsula.   
 ESTRUTURAS CELULARES INTERNAS   
Então considerando as estruturas relacionadas          
internamente nós observamos as estruturas que            
estão no citoplasma da célula bacteriana:            
ribossomos, inclusões, material cromossômico e          
extracromossômico.   
  
  
   
O primeiro aspecto que vamos falar é a questão dos                    
ribossomos . Os ribossomos nas células procariotas            
podem estar livres no citoplasma ou associados a                
superfície interna da membrana plasmática. Como já              
vimos em outras disciplinas a importância dos              
ribossomos está diretamente relacionada à síntese            
proteica. É o ribossomo que vai fazer a leitura                  
daquele RNAm formando ao final do processo de                
tradução a proteína.   
  
Esse ribossomo, o RNAr, é formado por duas                
estruturas: subunidade maior e subunidade menor.            
Quando nós comparamos o ribossomo bacteriano e o                
ribossomo das células eucariotas (que são as células                
dos animais e dos humanos) temos uma diferença                
nessa composição. Então o ribossomo procarioto            
(ribossomo bacteriano) quando unimos a subunidade            
maior com a subunidade menor temos uma              
estrutura 70S (50S - índice de segmentação da                
subunidade maior e 30S - índice de segmentação da                  
subunidade menor, juntando 50 com 30 não é uma                  
soma exata por conta das características desse              
índice, então somando 50 com 30 temos o ribossoma                  
70S).   
  
Já os ribossomos das células animais têm uma                
composição distinta, a subunidade maior 60S ao se                
juntar com a subunidade menor 40S dá um                
ribossomo ao final 80S. Importante saber dessa              
diferença porque o antimicrobiano que são utilizados              
no controle de infecção que atuem inibindo a                
atividade do ribossomo 70S acabam inibindo a              
reação específica do ribossomo bacteriano. Como o              
ribossomo das células animais têm uma composição              
diferenciada não são afetados por este            
antimicrobiano. Temos uma terapia seletiva, uma            
terapia direcionada.   
  
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Uma outra estrutura que encontramos no            
citoplasma das células bacterianas são os grânulos.              
Os grânulos são substâncias químicas que vão se                
acumulando ali no citoplasma. Tem funções muito              
próprias, principalmente reserva de energia.          
Considerando como esses grânulos nós temos: os              
grânulos metacromáticos que são constituídos de            
polifosfato, quando quebrados liberam fosfato que            
são importantes na produção de energia; temos os                
poli-beta-hidroxibutirato, PHB, e grânulos de          
glicogênio que estão relacionados diretamente a            
reserva de carbono e consequentemente utilizados            
como fonte de energia.   
  
O citoplasma da célula bacteriana tende a ser mais                  
concentrado que o ambiente externo. Assim ,se ela                
está em um ambiente rico em nutrientes, ela reserva                  
os mesmos para garantir a manutenção da              
durabilidade da célula uma vez que esses substratos                
não estejam mais disponíveis.   
  
  
O material cromossômico e extracromossômico que            
temos nas células procariotas essa característica            
desse material cromossômico não estar          
individualizado , não estar delimitado por uma            
membrana como vimos nas células eucariotas, mas              
isso não faz com que esse material cromossômico                
esteja disperso de forma aleatória no interior da                
célula bacteriana. Esse material genético é            
encontrado numa região determinada nucleoide .          
Esse sufixo oide determina semelhança, então uma              
região semelhante ao núcleo que alberga esse              
cromossomo único e circular, que é material              
cromossômico, que é o cromossoma bacteriana.   
  
Então ele não é envolto por uma membrana nuclear,                  
mas não está disposto de qualquer forma dentro da                  
célula bacteriana ; por exemplo: se pegar mil células                
bacterianas fizer um corte transversal e avaliar na                
microscopia todas essas bactérias vão conter o seu                
material do tipo cromossômico na mesma região.   
  
Uma outra forma que existe de material genético                
numa célula bacteriana é o dito material              
extracromossômico que são chamados de          
plasmídeos ; algumas bactérias podem apresentar          
plasmídeos e outras não.   
  
Quando a gente fala de uma estrutura que algumas                  
bactérias podem apresentar e outras não e se essa                  
estrutura está relacionada à informação genética,            
nós percebemos que os plasmídeos carream            
informações genéticas adicionais, não vitais, não tão              
importantespara a viabilidade e manutenção da              
célula bacteriana. Em contrapartida o material            
cromossômico, ele alberga as informações genéticas,            
alberga genes que estão diretamente relacionados            
com a manutenção e viabilidade da célula bacteriana.   
  
No material cromossômico estão contidos genes            
chamados housekeeping , que são genes que são              
capazes de manter a casa, ou seja, manter a                  
estrutura, manter a viabilidade da célula bacteriana ,              
ou seja, genes que estão relacionados com síntese de                  
importante proteínas, genes que estão relacionados            
com informação de estruturas importantantes para            
essa manutenção, genes que estão relacionados com              
o processo de produção de energia, ou seja, no                  
cromossoma bacteriano estão contidas informações          
vitais, as informações essenciais; já os plasmídeos              
são informações adicionais.   
  
Podemos observar dentro desses plasmídeos as            
informações principalmente genes de resistência, e            
não somente genes de resistência microbiano, temos              
genes de resistência a desinfetantes, genes de              
virulência que estão relacionados com o potencial de                
patogenicidade dessas doenças. Então informações          
adicionais estão contidas nos plasmídeos.   
  
  
 MEMBRANA CITOPLASMÁTICA  
Chegando na membrana citoplasmática a gente já              
consegue entender porque o citoplasma bacteriano é              
tão simples em relação às estruturas que estão ali.    
  
A membrana citoplasmática é considerada o centro              
metabólico da célula bacteriana, é nela que vão estar                  
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inseridos importantes componentes para a          
viabilidade da célula bacteriana, principalmente          
produção de energia.   
  
Importante saber que a membrana citoplasmática da              
célula bacteriana é o centro metabólico da célula                
bacteriana, vai ser nela que estarão presentes              
importantes estruturas relacionadas a produção de            
energia, ela que é responsável por apresentar              
transportadores que vão permitir a passagem de              
moléculas importantes pro metabolismo da célula            
bacteriana.   
  
Como característica dessa membrana citoplasmática          
observamos que ela não possui esteróis e por conta                  
dessa deficiência em esteróis ela acaba apresentando              
uma menor rigidez;o que favorece esse modelo de                
mosaico fluído muito importante para facilitar essas              
trocas que acontecem na membrana citoplasmática.   
  
Como funções básicas da membrana citoplasmática            
temos que:   
→ envolve o conteúdo celular   
→ sítio de diversas atividades enzimáticas (produção              
de energia, síntese de proteína  
→ barreira osmótica em relação à permeabilidade              
seletiva, no sentido de selecionar aquilo que entra e                  
sai da célula  
→ importante, principalmente, no quesito de            
transporte para esses componentes  
  
Quando falamos em transporte transmembrana          
temos que lembrar principalmente das          
características da membrana citoplasmática:   
→ formada por fosfolipídios que tem a sua porção                  
hidrofílica e a sua porção hidrofóbica que é o caráter                    
anfipático que a membrana possui (no desenho: em                
azul temos as cabeças com características            
hidrofílica, ou seja, afinidade com a água, temos as                  
cabeças com a afinidade da água voltada para                
ambiente externo e para o ambiente interno que é o                    
citoplasma e temos os ácidos graxos representados              
em amarelo que caracteriza a porção hidrofóbica).  
  
Quando a gente fala de transporte de componentes                
transmembrana temos que levar em consideração            
essa característica da membrana citoplasmática,          
porque nem todo componente vai conseguir passar              
por essa membrana por difusão simples, o que vai                  
depender a forma como determinado          
componente/constituinte vai atravessar a membrana          
citoplasmática das bactérias depende da composição            
do mesmo. Se tiver uma composição que seja                
equivalente a essa característica antipática da            
membrana ele consegue passar por difusão simples;              
caso contrário preciso de facilitadores, preciso de              
proteínas que façam esse transporte. Então vai              
depender da característica desse componente.   
  
Quando falamos de transporte sabemos que os              
transportes transmembrana podem ser de dois tipos:              
passivo ou ativo. O transporte passivo não envolve                
gasto de energia e o processo ativo envolve gasto de                    
energia. As bactérias não gastam energia à toa, então                  
o principal transporte relacionado ao gasto de              
energia, principalmente ejeção de componentes          
tóxicos produzidos como subprodutos das reações            
metabólicas que se ficassem concentrado no            
ambiente interno, no ambiente citoplasmático          
dessas bactérias poderiam levar essa célula à morte.                
Então componentes tóxicos geralmente são expulsos            
das células bacterianas por transporte que envolve              
gasto de energia, envolve quebra da molécula de ATP,                  
que é uma das principais moléculas de energia que                  
encontramos.   
  
  
 COMPARAÇÃO DAS ESTRUTURAS   
A gente consegue observar que apesar da célula                
eucariota conter várias organelas em seu            
citoplasmas e a gente observar uma ausência dessas                
estruturas na célula procariota, que consegue            
compensar na sua estrutura mais simples            
componentes que estão presentes na forma de              
organela na célula procariota, ou seja, a célula                
bacteriana apesar de ser mais simples consegue              
desempenhar as funções básicas para manter a sua                
estrutura, a manutenção e viabilidade da célula              
bacteriana.   
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 ESTRUTURAS CELULARES EXTERNAS   
Considerando agora as estruturas externas da            
membrana citoplasmática, nós podemos citar:   
→ Parede celular   
→ Cápsula  
→ Fímbrias   
→ Flagelos  
→ Filamentos axiais   
→ diferentescomponentes  
  
  
Vamos começar pelo principal componente externo            
das células bacterianas que é a parede celular.   
  
A parede celular nessa composição é uma estrutura                
exclusiva de bactérias.   
  
Então qual é a estrutura que permite que a parede                    
celular seja única? as bactérias.   
  
COMPOSIÇÃO   
A base formada por peptideoglicano ou mureína - é                  
formada por dois polissacarídeos que é o              
N-acetilglicosamina, chamado de NAG e o Ácido              
N-acetilmurâmico, chamado de NAM, elas são            
ligadas de formas adjacentes por ligações do tipo                
Beta ¼.   
  
Partindo de cada molécula de NAM temos uma                
cadeia de tetrapeptídeos, nessa cadeia nós temos os                
seguintes aminoácidos ligados: L-alamina,        
D-glutamina, L-lisina ou DAP - dependendo do              
microrganismo - e D-alanina. Dentre essas cadeias              
de tetrapeptídeos temos as ligações cruzadas e as                
junções das ligações adjacentes entre NAG e NAM                
que são do tipo Beta ¼ e as ligações cruzadas das                      
cadeias de tetrapeptídeos que partem de cada              
molécula de NAM permitem a estrutura da parede                
celular ser extremamente rígida e compacta.   
  
É importante que essa estrutura seja rígida, densa                
para permitir que o ambiente citoplasmático            
bacteriano seja mais concentrado. Por isso que              
qualquer fragilidade na parede celular, qualquer            
antimicrobiano que atue inibindo uma das etapas da                
formação dessa parede celular, leva a bactéria à                
morte.   
  
A partir dessa parede celular em algumas bactérias                
conseguimos observar uma estrutura chamada          
membrana externa que é rica em lipídeos,              
polissacarídeos e proteínas.   
  
É a parede celular que permite que o ambiente                  
citoplasmático bacteriano seja mais concentrado.          
Sem a parede celular, o ambiente hipertônico sofre                
por conta do equilíbrio osmótico  
  
FORMAÇÃO  
Quando falamos de parede celular que é uma                
estrutura extremamente importante para as          
bactérias, temos que lembrar que a produção desse                
componente se dá em três níveis: existe a                
participação de estruturas que estão presentes no              
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citoplasma da célula bacteriana que precisam            
ultrapassar o processo na membrana citoplasmática            
para serem de fato formados/montados na parte              
extracelular. Isso é importante porque          
antimicrobianos que atuem inibindo a síntese da              
parede celular seja inibindo processos que ocorram              
no citoplasma, na membrana ou na parte externa na                  
montagem vão inibir a parede celular de uma forma                  
geral, seja atuando inibindo translocações,          
transglicosilação, transpeptidases, ou seja, em          
qualquer esfera que um determinado antimicrobiano            
atue inibindo essa formação da parede celular com                
objetivo final a parede celular não será formada ou                  
será formada de forma ineficiente.   
  
Obs.: O termo antimicrobianos é mais correto do que                  
antibióticos, uma vez que o primeiro engloba todos                
os fármacos, tanto os naturais (antibióticos) e os                
sintéticos.  
  
ESTRUTURAS ANTIGÊNICAS   
Então nessa figura começamos a entender que              
existem bactérias distintas e essas bactérias vão              
apresentar características distintas em relação à            
parede celular. A parede celular naquela composição              
NAG, NAM com as cadeias de tetrapeptídeos são                
exclusivas de bactérias, mas as bactérias vão              
apresentar uma diferença na composição dessa            
parede, no número de camada dessa parede. Então                
por exemplo, bactérias GRAM+ (membrana          
citoplasmática + parede celular) apresentam na sua              
parede celular de 25 a 40 camadas de                
peptideoglicano; já as bactérias GRAM- (membrana            
citoplasmática + parede celular + membrana externa)              
apresentam 3 a 5 camadas e associado a essa parede                    
celular delgada nas células bacterianas do tipo Gran -                  
temos a membrana externa rica em            
lipopolissacarídeos. Essa classificação se dá a partir              
das características da parede celular.   
  
  
Agora vamos falar um pouco da membrana externa,                
então aqui temos o arranjo de uma célula bacteriana                  
GRAM- (podemos ver a membrana citoplasmática, o              
peptideoglicano ou mureína que é a base da parede                  
celular bem delgado, externamente à ele a              
membrana externa).   
  
Na membrana externa estão acoplados          
lipopolissacarídeos, esses lipopolissacarídeos tem        
uma porção lipídica e uma porção sacarídica (uma                
porção de açúcar). Dentre esses componentes temos              
como principal componente o lipídio A.   
  
O lipídio A tem ação endotóxica, acaba tendo essa                  
característica de toxina e está ligado intimamente à                
membrana externa.   
  
Por exemplo, se tenho um paciente que está num                  
processo de sepse (infecção generalizada), essa            
bactéria já alcançou a sua corrente sanguínea e ele é                    
uma bactéria GRAM-, ou seja, apresenta essa              
estrutura (estrutura da figura). Quando utilizo um              
antimicrobiano que vai lisar essa bactéria (vai matar                
essa bactéria), vou destruir todas aquelas bactérias              
que estavam causando aquela infecção. Eliminei o              
microrganismo, porém com a lise dessas células, com                
a lise dessas estruturas acabo liberando grandes              
porções do lipídio A. O lipídio A tem essa                  
característica de endotoxidade, então elimino as            
bactérias, mas meu paciente vai a óbito por choque                  
tóxico. É importante conhecermos o agente que está                
envolvido no processo infeccioso, seja um GRAM              
positivo ou um GRAM negativo para podermos              
entender e compreender qual seria a melhor opção                
terapêutica para ser utilizada no combate daquele              
processo infeccioso.   
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FUNÇÕES  
Como funções importantes da parede celular:   
→Está presente na maioria das bactérias,              
com exceção do micoplasma e algumas bactérias do                
domínio Archaea. Em relação ao micoplasma é uma                
bactéria que tem importância em saúde pública, em                
saúde humana, diferentemente das Archaea, não            
possui parede celular, mas ele acaba sendo um                
parasita intracelular obrigatório, ele acaba se            
beneficiando desse ambiente intracelular para se            
proteger.   
 → É uma estrutura rígida e é ela que vai dar                      
forma à célula  
 → Previne contra a expansão e            
consequentemente o rompimento da célula          
bacteriana   
→ Envolve a membrana plasmática   
→ Ponto de ancoragem para estruturas            
importantes (flagelos e estruturas antigênicas)  
→ É essencial para o crescimento e divisão da                  
célula bacteriana.   
  
DIVISÃO CELULAR   
Então toda vez que a célula bacteriana está se                  
dividindo, está se multiplicando o processo de              
formação de parede celular acontece. Então uma              
célula bacteriana metabolicamente ativa, que se            
multiplica de forma ativa está sempre produzindo              
parede celular, está sempre gerando uma maior              
quantidade dessa estrutura.   
  
A célula bacteriana se multiplica por divisão. Então                
ocorre um aumento da parede celular, um aumento                
dessa estrutura, uma duplicação do material            
genético e posteriormente a divisão dessa estrutura.              
Então é um processo que não envolve participação de                  
gametas, ou seja, é um processo que não ocorre                  
variabilidade genética, onde uma célula bacteriana            
produz uma célula filha geneticamente idêntica.   
  
  
  
Uma vez que estão em um ambiente favorável, as                  
bactérias se multiplicam de 15 em 15min e dobram                  
exponencialmente. Elas produzem a parede celular            
sempre no momento de divisão e não há troca de                    
material genético nem formação de gametas, ocorre              
mitose, não há variabilidade genética.  
  
Então a parede celular tem diferentes tipos de                
funções, diferentes importâncias e que é à ela que vai                    
dar forma a célula bacteriana, ela é importante para                  
a gente entender quais são esses microrganismos, se                
serão GRAM positivo ou GRAM negativo. A parede                
celular acaba sendo uma estrutura importante para a                
classificação dos microrganismos.   
  
Em 1884 o pesquisador Christian Gram desenvolveu              
um método de coloração e baseado nesse método de                  
coloração conseguimos observar a característica          
morfológica, ou seja, a forma que essa célula                
bacteriana apresenta e a característica tintorial que              
está relacionada com a coloração se ela vai ser GRAM                    
positiva ou GRAM negativa.   
  
→ 1884 - Christian Gram: método de coloração de                  
bactérias. Evidencia características morfotintoriais .   
  
Como esse processo de coloração se baseia?              
Primeiramente tem a bactéria crescida no meio, a                
gente seleciona a colônia, fixa ela na superfície de                  
uma lâmina e começa o processo de coloração.   
  
O primeiro corante que utilizamos é o cristal violeta ,                  
tem uma cor roxa. Quando aplicamos o cristal violeta                  
sobre essa bactéria fixada e depois olhamos a                
estrutura podemos ver que fica tudo corado em roxo,                  
ou seja, aquele cristal violeta vai corar a parede                  
celular. Esse corante penetra na parede celular,              
penetra entre o peptideoglicano, entre as ligações de                
NAG e NAN e fica aderido a essas estruturas. Quando                    
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utilizo o cristal violeta tenho todas as células coradas                  
em roxo, ainda não diferenciei quem é GRAM                
negativo ou GRAM positivo, todas as células se                
coram em roxo nesse processo.   
  
Próxima etapa: Lugol . O lugol é uma solução                
mordente, que contém iodo. Quando na parede              
celular ele se complexa com o cristal violeta de                  
forma a reter, ele expande esse corante e retém                  
corante no interior da parede celular. Coloquei o                
lugol, lavei e ao final continuo tudo roxo, tudo ainda                    
corado pelo cristal violeta, ainda não diferenciamos              
quem é GRAM positivo e quem é GRAM negativo.   
  
Próxima etapa: Álcool . Quando a gente acrescenta o                
álcool na estrutura bacteriana ele danifica as              
membranas. Então lembrando da estrutura GRAM            
negativa que tem aquela membrana externa e aí                
quando colocamos o álcool a membrana externa é                
eliminada, então temos a parede celular de ambas                
estruturas tanto da célula bacteriana GRAM            
negativa quanto a célula bacteriana GRAM positiva              
está exposta. A diferença é que a célula GRAM                  
positiva possui mais camadas, de 25 a 40 camadas, já                    
as células GRAM negativa é bem delgadas, de 3 a 5                      
camadas; então o álcool vai atuar sobre a parede                  
celular dessas estruturas, a parede celular também              
sofre com esse álcool, ela também é desidratada de                  
forma a perder parte do corante, porém a GRAM                  
positiva que tem muitas camadas o corante, o                
complexo formado pelo cristal violeta e iodo ainda                
fica muito retida naquelas inúmeras camadas que ela                
possui. Já as bactérias GRAM negativas que possuem                
apenas de 3 a 5 camadas acaba perdendo o corante, o                      
componente cristal violeta e o lugol que estavam                
aderidos na parede celular de forma mais fácil por                  
conta dessa parede mais delgada. Então ao final do                  
processo do álcool quando visualizamos vimos que              
estruturas continuam sendo roxas, coradas em roxa,              
e algumas ficam sem coloração. Na etapa do álcool é                    
a etapa de diferenciação do processo de coloração                
de GRAM , porque é no álcool que a gente consegue                    
diferenciar quem é GRAM positivo de quem é GRAM                  
negativo, baseado na estrutura da parede celular. A                
GRAM positiva continua corada em roxo porque ela                
tem uma espessa camada de peptideoglicano de 25 a40; GRAM negativa perde o complexo cristal              
violeta-lugol por conta de apresentar poucas            
camadas, de 3 a 5 camadas de peptideoglicano,                
perdendo todo o corante.   
  
Etapa subsequente: Fucsina . Quando vamos para a              
etapa subsequente que é a coloração com fucsina que                  
é um corante avermelhado. Quem antes estava              
incolor se cora em vermelho.   
  
Então ao final da coloração de GRAM podemos                
observar dois resultados: bactérias que se coram em                
roxo e bactérias que se coram em vermelho. As                  
bactérias que se coram em roxo são chamadas GRAM                  
positivas. Já as bactérias que se coram em vermelho                  
são chamadas GRAM negativo. A partir do              
conhecimento dessa informação a gente parte para              
grupos bacterianos específicos (representante        
específicos) o que vai facilitar/direcionar o nosso              
diagnóstico, compreensão de qual é o agente que                
está envolvido naquele processo infeccioso.   
  
Então quando a gente fala de coloração de GRAM não                    
podemos nos basear apenas em GRAM positivo é                
roxo e GRAM negativo é vermelho, temos que                
entender o processo que leva a esse resultado, ou                  
seja, as características desses agentes que permitem              
a visualização desse fenótipo. A coloração de GRAM                
avalia a morfologia e a coloração propriamente dita.   
  
  
*exceções: micoplasmas e micobactérias  
  
  
Aqui temos uma      
microscopia mista    
mostrando células GRAM      
negativas coradas em      
vermelho e células GRAM        
positivas coradas em roxo.  
  
Quando falamos em coloração de GRAM a gente                
classifica as células bacterianas como GRAM            
positivas e GRAM negativas baseadas então na              
composição e estrutura das paredes celulares. Só que                
a gente viu que a coloração de GRAM evidencia                  
características morfotintoriais quando classifico        
como GRAM positiva e GRAM negativa, estamos              
falando apenas da característica colorimétrica.   
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A forma é um dos aspectos que está relacionada a                    
essa estrutura.   
  
  
No centro dessa imagem temos uma microscopia              
mista, ou seja, observamos células GRAM positivas e                
GRAM negativas.   
  
Pegamos uma célula GRAM positiva corada em roxo                
e ampliar na figura. Vemos uma forma mais esférica.                  
Fazemos um corte em sua estrutura e ampliamos,                
dessa forma podemos observar a estrutura:            
membrana citoplasmática e cadeia de          
peptideoglicano espessa de 25 a 40 camadas.   
  
Quando observamos uma célula GRAM negativa            
então conseguimos observar uma forma diferente            
mais alongada; fizemos um corte na sua superfície e                  
ampliamos essa estrutura e conseguimos observar            
os componentes: membrana citoplasmática,        
peptideoglicano delgado e externa à ele uma              
membrana externa rica em lipopolissacarídeos.   
  
Dessa forma, conseguimos entender que GRAM            
positivo e GRAM negativo essa classificação está              
relacionada a estrutura específica dessa parede            
celular.   
  
 obs.: vimos a importância da parede celular é ela                    
que dá forma a célula; é a partir da coloração dessa                      
estrutura que conseguimos classificar as bactérias.   
  
 obs.: célula GRAN- é chamada bacilo por ser uma                    
estrutura mais alongada. É composta por membrana              
citoplasmática + delgada parede celular + membrana              
externa rica em lipopolissacarídeo (LPS). A GRAN+              
não possui membrana externa e possui bem mais                
camadas de peptideoglicano em sua espessa            
membrana citoplasmática, é uma estrutura esférica.            
É a diferença na estrutura que leva a classificação.  
  
  
Agora vamos estudar as formas que            
essas células bacterianas podem        
apresentar. Quanto à forma as células            
bacterianas podem apresentar:   
→ Esféricas - chamadas cocos   
→ Cilíndricas ou bastão - chamadas            
bacilos   
→ Espiraladas - chamadas espirilos ou            
espiroquetas   
Juntando a informação: forma e a            
coloração de GRAM conseguimos        
identificar e diagnosticar qual é          
aquele possível agente.   
  
  
COCOS  
Cocos GRAM positivos - temos alguns que são                
importantes em saúde: estafilococos, estreptococos.          
Essas células bacterianas podem se apresentar em              
arranjos específicos relacionados aos planos de            
divisão dessas células. Então podem se apresentar:   
→ em pares - diplococos;   
→ em cadeia - forma de cordão - como é o caso dos                          
estreptococos;  
→ em cachos - arranjo típico de estafilococos  
  
  
BACILOS   
Os bacilos também vão apresentar uma forma              
própria, tem uma forma mais alongada; se dividem                
ao longo do seu eixo curto e podem apresentar                  
arranjos, podendo se apresentar:   
→ em forma de diplobacilos   
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→ em forma de paliçadas - como se fossem uma cerca   
→ em forma de cordões - estreptobacilos  
  
Quando falamos em bacilos é importante a gente                
entender que o termo bacilo está relacionado a forma                  
bacteriana; diferentemente do termo bacillus que é              
um gênero bacteriano.   
  
Ainda em relação aos bacilos eles podem se                
apresentar na forma cocobacilar, ou seja, não é tão                  
esférico quanto um coco e nem tão alongado ou                  
cilíndrico como um bacilo. Existem ainda os bacilos                
em forma de vírgula recebendo o nome de víbrío.   
  
  
ESPIRAIS   
Existem ainda as espirais que tem essa forma                
helicodal apresentando uma ou mais curvaturas.            
Dentre esse grupo temos as espiroquetas que é uma                  
forma de espiral flexível com várias curvaturas como                
representantes temos os gêneros Borrelia e            
Leptospira e temos aquelas espirais que apresentam              
uma morfologia de espiral incompleta e mais rígida                
que são os agentes/microrganismos que pertencem            
ao gênero Spirillum .   
  
Dessa forma, até o momentofalamos de estruturas,                
com exceção dos micoplasmas, estão presentes em              
todas as células bacterianas. Então falamos de              
estruturas que estão no citoplasma - ribossomo,              
material genético do tipo cromossômico, vimos que              
tem material genético do tipo extracromossômico;            
vimos as características da membrana          
citoplasmática. Externamente a membrana        
citoplasmática vimos a parede celular que ela é o                  
objetivo na coloração de GRAM, é ela que dá forma à                      
célula. Agora vamos começar a falar de estruturas                
ditas apêndices que são estruturas ancoradas nessa              
parede celular, mas que algumas células apresentam              
e algumas não; sendo consideradas adicionais.   
  
A primeira estrutura que vamos falar são os flagelos.                  
Os flagelos são filamentos longos e finos, helicoidais,                
cuja função básica é locomoção.   
  
A proteína que configura essa estrutura é a flagelina                  
e a posição e número dessa estrutura é utilizada                  
como classificação, ou seja, a partir da observação                
desse aspecto conseguimos classificar, o que auxilia              
na classificação desse agente.   
  
A movimentação flagelar é uma movimentação que              
envolve gasto de energia, então para a bactéria se                  
locomover ela gasta energia. Então precisamos ter              
em mente que a bactéria não gasta energia a toa.   
  
Em relação aos flagelos, as bactérias que não                
apresentam essa estruturas são chamadas atríquias,            
então o sufixo “tríqui” está relacionado a flagelo,                
então se ela não possui flagelos, ausência de flagelos -                    
atríquias, ou seja, sem projeções, imóveis.   
  
Já as bactérias que possuem flagelos, o flagelo possui                  
a seguinte constituição: possui um corpo basal              
chamado motor, um ganho e um filamento helicoidal.                
O filamento helicoidal é o que muitas vezes                
chamamos de flagelo, que é a estrutura que sofre                  
com o movimento. No entanto, o flagelo possui todas                  
essas estruturas. O flagelo é uma estrutura que para                  
que ele se movimente envolve gasto de energia, o                  
centro metabólico da célula bacteriana está na              
membrana citoplasmática, então esse motor (corpo            
basal) tem que estar ancorado no ambiente que vai                  
disponibilizar energia para ele.   
  
Na imagem a gente consegue observar a diferença                
no processo de ancoragem dessa estrutura quando a                
gente avalia células GRAM negativas e GRAM              
positivas. Baseada na diferença estrutural que essas              
células apresentam. Por exemplo: temos a membrana              
citoplasmática que é o centro metabólico da célula                
bacteriana, onde vai ter a disponibilidade da              
produção de energia; a parede celular e uma                
membrana externa - uma estrutura típica de              
bactérias GRAM negativas; Na outra ilustração            
temos a membrana citoplasmática e a parede celular                
- típico de bactérias GRAM positivo.   
  
Considerando a ancoragem dessa estrutura vemos            
que o motor estar ancorado na membrana              
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citoplasmática em ambos os tipos celulares, no              
entanto, nas bactérias GRAM negativas preciso            
ultrapassar uma outra estrutura que é a membrana                
externa, acaba apresentando mais anéis ao longo do                
seu eixo. Já na GRAM positiva não, apenas observo                  
esse anel duplo presente no motor (corpo basal).   
  
Outra estrutura importante é o gancho. O gancho, na                  
verdade, é uma estrutura que liga o centro de                  
energia (motor) com o filamento que vai sofrer o                  
movimento gerado. O gancho liga essas estruturas e                
o filamento sendo a estrutura que se movimenta.   
  
Lembrando que esse filamento é um filamento rígido,                
não sofre dobras, o movimento flagelar é rotacional.   
  
  
  
Em relação às bactérias que possuem flagelos podem                
ser classificadas em:   
→ Peritríqueos - possuindo flagelos ao longo da sua                  
superfície celular  
→ Polares - estão presentes em um ou ambos os                    
polos da célula bacteriana.   
  
O polar ainda se subdivide em:   
→ Monotríqueo - quando tenho um filamento em                
uma extremidade  
→ Lofotríqueo - quando tenho um tufo, ou seja, vários                    
filamentos ligados a uma extremidade   
Anfitríqueo - quando tenho um ligamento em cada                
extremidade da célula bacteriana.   
  
 obs.: As bactérias que têm a capacidade de se                    
locomover, o fazem em busca de nutrientes,              
substratos. Ocorre um movimento direcionado, a            
partir do reconhecimento da quantidade de            
determinado componente importante, por        
quimiotaxia, ela vai até esse determinado            
componente.    
  
Considerando o movimento flagelar entre as            
bactérias que apresentam flagelação do tipo polar,              
essa flagelação pode ser reversível ou unidirecional.              
Na reversível a rotação desse flagelo no sentido                
anti-horário permite que ele vá para frente, quando a                  
bactéria quer alterar a sua direção, ela altera o seu                    
eixo de rotação para o sentido horário e vai para trás.   
  
No movimento unidirecional a bactéria só apresenta              
um tipo de rotação que é a rotação do sentido                    
horário. Então quando ela rotaciona no sentido              
horário ela vai para frente, ela para, reorienta a célula                    
bacteriana, mas uma vez no sentido horário,              
rotaciona o seu flagelo e se movimenta.   
  
  
Já as células que apresentam flagelação peritríquea,              
flagelos ao longo da superfície da sua célula, esse                  
movimento precisa ser coordenado, todos esses            
flagelos precisam rotacionar num sentido único.            
Então para que essas bactérias se movimentam              
primeiramente fazem uma rotação no sentido            
anti-horário vão para frente, para, redireciona            
através de um sentido de rotação horária, começa a                  
frear essa rotação, se reorienta e volta a rotação                  
anti-horária e se movimenta.   
  
O movimento flagelar é um movimento que envolve                
o gasto de energia.A característica que faz com que                    
a bactéria se movimente, principalmente, são            
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movimentos direcionados. Esses movimentos        
direcionados são chamados de taxia, são            
movimentos coordenados por gradientes, sejam          
gradientes vantajosos, químicos ou atrativos, ou seja,              
quando um substrato ou elemento químico que seja                
atrativo para a célula bacteriana, nós temos o                
movimento quimiotaxia, ou seja, uma movimentação            
direcionada por um agente químico. Em casos de                
bactérias fotossintéticas esse direcionamento pode          
ser relacionado a luz, fototaxia.   
  
Então existe um gradiente atrativo que permite que                
a bactéria vá em direção a esse componente e existe                    
um gradiente repelente, ou seja, alguma            
concentração de algum componente que seja tóxico              
ou nocivo para aquela bactéria, então ela se afasta                  
desse gradiente.   
  
Então as bactérias inicialmente se movimentam de              
forma randômica sem um direcionamento específico  
e a partir do momento que ela vai percebendo as                    
características do ambiente ela faz o movimento, seja                
ele em direção ao gradiente atrativo ou seja ele                  
desviando de um gradiente repelente.   
  
FILAMENTOS AXIAIS   
Outros filamentos que estão relacionados à            
movimentação, mas de forma mais restrita são os                
filamentos axiais.   
  
Os filamentos axiais são feixes de fibrila, que se                  
originam nas extremidades das células e recobrem              
parcialmente a superfície da célula bacteriana. É              
semelhante a um flagelo, mas a movimentação é                
mais restrita permitindo a esses agentes            
desenvolverem movimentação ao longo do seu            
próprio eixo, como o treponema e borrelia.    
  
  
  
  
  
  
FÍMBRÍAS  
Outro componente importante são as fímbrías. As              
fímbrías são estruturas filamentosas, diferentes do            
flagelo, não são helicoidais, são menores, retas e                
finas, muito mais numerosas que os flagelos. A sua                  
natureza proteica é fimbrilina e possui função de                
adesinas, ou seja, função de adesão, ela facilita a                  
adesão das células bacterianas a superfícies (célula              
do hospedeiro, abióticas e bióticas).   
  
FÍMBRÍA E PÍLÍ   
Um outro tipo de fímbria que é o pílí também tem                      
essa mesma função que previne que as células                
bacterianas sejam retiradas do local pelo muco ou                
fluidos corporais, sabemos como a imunidade inata              
nós temos, por exemplo, o muco que recobre o nosso                    
epitélio ciliado protegendo contra ação de agentes.              
Então se tenho uma bactéria que possui uma                
estrutura que fixa ela, ou seja, que torna ela                  
resistente a esse muco/fluídos corporais, acaba            
favorecendo a permanência desse agente nessas            
áreas.   
  
São antigenicamente distintas, ou seja, possuem            
composições diferenciadas. Existe ainda um pílí            
importante no processo de transferência de            
informação genética que é o pílí chamado de pílí                  
sexual, que está envolvido na variabilidade genética              
bacteriana a partir de um processo chamado              
conjugação. Então as bactérias que possuem            
informação genética para produzirem o pílí sexual              
conseguem fazer uma ponte e essa ponte permite a                  
passagem dos plasmídeos que são aquelas estruturas              
extracromossômicas que albergam informações de          
resistência/virulência. Então a partir da formação            
dessa estrutura ocorre a disseminação dessa            
informação.   
  
Nesta imagem conseguimos observar a diferença            
entre as fímbrias e        
os flagelos. As      
fímbrias são bem      
mais curtas e muito        
mais numerosas e os        
flagelos mais    
alongados e em menor número.  
  
  
Uma outra estrutura importante é a cápsula. A                
cápsula bacteriana tem a função de proteção e                
adesão. Então se ela tem essa função de adesão ela                    
permite a ligação dessa célula bacteriana às células                
do hospedeiro, ela dificulta a fagocitose, porque uma                
vez que uma determinada bactéria invade a célula,                
invade o organismo do paciente a primeira defesa do                  
nosso corpo é a fagocitose pelos macrófagos, então                
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uma vez que a cápsula é formada por componentes                  
não nocivos, mucopolisacarídeos, muitas vezes essas            
estruturas não reconhecem de cara como algo              
nocivo, então elas conseguem driblar o sistema              
imune num primeiro momento, dificultando a            
fagocitose, favorecendo a proteção desses          
microrganismo dentro do nosso hospedeiro. É fonte              
de nutrientes por conta dessa composição, por ser                
rica em mucopolissacarídeos.   
  
 obs.: a cápsula bacteriana          
não se cora.   
  
  
  
Fenotipicamente uma bactéria      
que apresenta uma cápsula        
apresenta esse aspecto mucoide.        
Sendo importante pro      
diagnóstico, para favorecer a        
identificação desse agente.   
  
  
O glicocálice é uma estrutura desorganizada e              
fracamente aderida à parede celular. Não é tão                
compacta, tão aderida, tão organizada quanto a              
cápsula, mas possui função idêntica:   
→ virulência, uma vez que permite uma proteção,                
uma vez que dificulta a fagocitose   
→ adesão  
→ fonte de nutriente  
  
  
Os esporos são estruturas de resistência, que              
algumas bactérias possuem a capacidade de produzir              
esporos. Por exemplo, algumas bactérias, do gênero              
Clostridium e o gênero Bacillus (ambos possuem a                
forma bacilar, são bacilos, a célula é alongada)                
possuem a capacidade de produzir esporos. Eles              
possuem informação genética que permitem à eles              
quando presente em ambiente desfavorável criem            
esporos, que são essas formas latentes para              
sobrevivência em condições desfavoráveis. Então          
esses gêneros bacterianos são ambientais, estão            
amplamente disseminados no ambiente; então eles            
estão constantementeexpostos a condições          
ambientais desfavoráveis como calor, dessecamento,          
falta de nutrientes.   
  
Uma vez que as bactérias formam esses esporos, essa                  
estrutura é uma forma de repouso metabolicamente              
inativas, ou seja, não ocorre crescimento. A bactéria                
reduz todo o seu metabolismo, ela para de se                  
multiplicar até porque o ambiente não está favorável                
e fica em latência aguardando que o ambiente fique                  
favorável. Então em condições ambientais favoráveis            
esses esporos germinam formando células          
vegetativas. Essas células vegetativas se tornam            
metabolicamente ativas.   
  
A forma e a localização na célula desses esporos é                    
variada e é um processo que permite a gente                  
identificar qual é esse agente.   
  
  
Então o processo de formação desses esporos              
envolve diferentes etapas. Essas etapas duram cerca              
de 8 horas.   
  
A bactéria está num ambiente, esse ambiente está                
desfavorável, então ela começa todo o processo de                
formação dessa célula de resistência, que é o esporo,                  
e esse processo leva em torno de 8 horas.   
  
Comentamos que existem bactérias como os            
Clostridium e Bacillus que possuem informação            
genética para isso. São utilizados cerca de 200 genes                  
para que esse processo aconteça.   
  
Então a bactéria está em um ambiente desfavorável e                  
a primeira coisa que ela para de fazer é se multiplicar                      
e aí quando ela ativa o processo de esporulação,                  
primeira coisa que acontece é duplicação do seu                
material genético, isola ele numa porção da sua                
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célula e começa o processo de diferenciação desse                
componente que vai permitir a formação do esporo.   
  
1. O septo do esporo começa a isolar o DNA                  
recém replicado e uma pequena porção de              
citoplasma.   
2. A membrana citoplasmática começa a          
circundar o DNA, conseguimos observar uma            
diferença dessas áreas.   
3. O septo do esporo circunda toda a porção                
isolada do pré-esporo em formação, já            
conseguimos observar uma dupla        
membrana.    
4. No interior dessa dupla membrana é formada              
uma camada de peptideoglicano.  
5. A partir desse momento começa todo o              
preparo desse endósporo para que ele seja              
liberado. Então começa a perder água,            
começa a acontecer a concentração de            
componentes que vão dar mais rigidez e              
consequentemente resistência desse esporo        
no ambiente que é o dipicolinato de cálcio.   
6. Então esse esporo vai ficando cada vez mais                
rígido, cada vez mais forte para que ele                
consiga suportar as condições ambientais.          
Existe uma perda significativa de água, então              
o interior desse endósporo possui de 10-30%              
de água quando comparado com a célula              
vegetativa original, então esse núcleo dele            
acaba sendo viscoso e formado por essa              
espessa camada de dipicolinato de cálcio que              
vai permitir maior rigidez e          
consequentemente uma maior resistência        
dessa estrutura no ambiente em que ele está                
sendo liberado.   
  
Então os esporos ficam em latência, podendo ficar                
anos e mais anos no ambiente até que a condição se                      
tornem favoráveis e essa estrutura seja ativada              
havendo a formação/germinação da célula vegetativa            
que é metabolicamente ativa.   
  
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