Diferença entre Fenômenos

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<p>MICROBIOLOGIA VETERINARIA E INFECCIOSAS P. J. QUINN / B. K. MARKEY / M.E. CARTER artmed® W. J. DONNELLY / F. C. LEONARD</p><p>14 Sumário 28 Brucella 166 29 Gênero Campylobacter 172 30 Lawsonia intracellularis 177 31 Espiroquetas 179 32 Bactérias patogênicas Gram-negativas anaeróbias não-formadoras de esporos 189 33 Micoplasmas 193 34 Gêneros Chlamydia e Chlamydophila 200 35 Ordem Rickettsiales 206 36 Espécies bacterianas de significado patogênico limitado 216 SEÇÃO Micologia 37 Características gerais dos fungos associados a doenças em animais 219 38 Dermatófitos 224 39 Gênero Aspergillus 229 40 Leveduras e produção de doenças 233 41 Fungos dimórficos 240 42 Zigomicetos de importância veterinária 246 43 Microrganismos de importância veterinária semelhantes a fungos 251 44 Pneumocystis 255 45 Infecções causadas predominantemente por fungos feóides 257 46 Micotoxinas e micotoxicoses 260 47 Algas e cianobactérias patogênicas 269 SEÇÃO IV Introdução à virologia 48 Natureza, estrutura e taxonomia dos virus 273 49 Replicação dos vírus 280 50 Genética e evolução dos virus 287 51 Propagação dos e interação virus-célula 292 52 Patogênese das doenças virais 297 53 Diagnóstico laboratorial das infecções virais 301 SEÇÃO V Vírus e prions 54 Herpesviridae 309 55 Papillomaviridae 320 56 Adenoviridae 323</p><p>Sumário 15 57 Poxviridae 327 58 Asfarviridae 335 59 Parvoviridae 338 60 Circoviridae 344 61 Retroviridae 346 62 358 63 364 64 Orthomyxoviridae 366 65 Paramyxoviridae 372 66 Rhabdoviridae 380 67 Bornaviridae 386 68 Bunyaviridae 388 69 Picornaviridae 392 70 Caliciviridae 398 71 Astroviridae 402 72 Coronaviridae 403 73 Arteriviridae 411 74 415 75 Togaviridae 422 76 Prions: agentes infecciosos não-convencionais 425 SEÇÃO VI Agentes microbianos e produção de doença 77 Interações de patógenos microbianos com sistema nervoso 431 78 Interações de microbianos com os sistemas reprodutivos masculino e feminino 436 79 papel dos patógenos microbianos nas doenças intestinais 443 80 Infecções microbianas e pneumonia 447 81 Causas bacterianas de mastite bovina 451 82 Infecções podais de bovinos, de ovinos e de suínos associadas com agentes microbianos 461 83 Desinfecção e outros aspectos do controle de doenças 466 84 Infecção e imunidade 479 índice 499</p><p>SEÇÃO I Introdução à bacteriologia CAPÍTULO 1 Patógenos microbianos e doenças infecciosas E mbora o conceito de doenças infecciosas seja encontrado nos de leveduras. A solução para o problema da deterioração durante a escritos clássicos gregos e romanos, a etiologia dessas doen- fermentação do vinho e da beterraba era a colocação em aquecimento microbianas não estava claramente estabelecida até a metade do do material cru a aproximadamente 120°F com a finalidade de destruir século XIX, quando foi confirmada pelas contribuições de microrganismos contaminantes antes de adicionar as leveduras apro- Louis Pasteur e Robert Koch. Durante os séculos seguintes, muitos in priadas. Esse processo, agora conhecido como pasteurização, é ampla- vestigadores lançaram hipóteses sobre a natureza do contágio e das mente usado para reduzir a contaminação microbiana e prolongar a doenças. Girolamo Fracastoro foi um dos primeiros pesquisadores a vida do leite e de outros sugerir, no seu tratado De Contagione, publicado em 1546, que agentes Pasteur definitivamente acabou com a controvérsia sobre a gera- vivos eram responsáveis por Cem anos depois, Anthony van ção espontânea por meio da confirmação dos experimentos de Spallan- Leeuwenhoek demonstrou, em uma amostra de pus de sua gengiva, zani. Além demonstrou que a contaminação do caldo nutriente, microscópicos, que mais tarde foram identificados como quando exposto ao era resultado dos microrganismos nas agentes de poeira que se depositavam no Por vários séculos, houve discussões sobre "geração espontânea" Um importante avanço técnico que teve origem nos estudos de de pequenos seres Uma das mais notáveis observações a olho nu fermentação de Pasteur foi o desenvolvimento de um meio fluido que sustentou a teoria da "geração foi a observação da quado para o cultivo de leveduras. Em seguida, ele desenvolveu outros ocorrência de larvas na em putrefação pelos experimentos de Fran- meios líquidos contendo ingredientes apropriados que favoreceram cesco Redi (1626-1697), físico e naturalista Ele demonstrou crescimento de bactérias patogênicas Foi esse desenvolvi- que as larvas se desenvolviam na carne somente quando moscas depo- mento que lhe permitiu formular a teoria microbiana das Essa sitavam seus ovos sobre ela. Entretanto, a confirmação de van Leeuwe- teoria formou a base para os experimentos de Pasteur sobre a vacinação nhoek acerca da existência de "animaliculos" microscópicos deixava a contra cólera aviária, antraz e raiva. Uma aplicação prática dessa teoria teoria da geração espontânea ainda sem Esse conceito estava foi a introdução pelo cirurgião britânico Joseph Lister do fenol como aparentemente apoiado pelos experimentos conduzidos na metade do desinfetante para procedimentos século XVIII por John Needham, um naturalista Após ferver um Junto com Pasteur, físico alemão Robert Koch é considerado caldo em recipientes lacrados, Needham detectou microrganismos no fundador da microbiologia moderna. Tendo observado bacilos no san- caldo somente após alguns quando esses frascos foram abertos. gue de animais que morreram de antraz, Koch demonstrou sua técnicas experimentais de Needham mostraram fa- patogenicidade injetando esse sangue em ratos. Os ratos inoculados A fervura por curto não eliminava todos os microrganis- morriam, e os bacilos estavam presentes na preparação de seus baços mos do caldo e do frasco; um período mais longo de fervura era Ele também foi capaz de transferir a infecção de rato Quando o caldo era fervido por cerca de 45 minutos e os frascos eram para rato e demonstrou o bacilo em cada um dos seus novos ratos infec- lacrados imediatamente após a fervura, os microrganismos não apare- Inicialmente, Koch usou soro para crescimento dos ciam mesmo após prolongado de Apesar desse ex- bacilos de antraz in Mais tarde, desenvolveu um meio sólido que perimento rigoroso, realizado por Lazzaro Spallanzani, os protagonistas permitiu isolamento de colônias bacterianas individuais. Usando esse da geração espontânea continuaram a promover o conceito até a meta- meio sólido, foi eventualmente capaz de isolar bacilos da tuberculose a de do século XIX, quando Louis Pasteur se envolveu em investigações partir de tecidos de animais experimentais, nos quais demonstrou mi- biológicas. croscopicamente a presença do Como resultado dessa interesse de Pasteur pela geração espontânea foi estimulado por observação, Koch formulou princípios para comprovar que determina- experimentos que conduziu sobre deterioração durante a fermentação dos microrganismos causaram doença específica: esse microrganismo deve alcoólica da beterraba. Ele demonstrou que uma levedura contaminan- estar presente em todos os animais afetados e, após o isolamento in vitro, te, que produzia ácido lático durante a fermentação e que era morfolo- deve causar a doença quando inoculado em animais Micror- gicamente diferente das leveduras da cerveja, era responsável pela ganismo idêntico deve ser isolado a partir dos animais inoculados. deterioração. Ele deduziu que tanto a fermentação lática quanto a alco- A teoria microbiana das doenças de Pasteur e os postulados de ólica eram resultado do metabolismo e da replicação de células vivas Koch são as duas pedras fundamentais sobre as quais a microbiologia</p><p>18 e colaboradores está sem elas, esse ramo da biologia não poderia ter avan- TABELA Características comparativas de células e Durante o século passado, maior desenvolvimento foi nos con- procarióticas ceitos, nas técnicas e nas aplicações da microbiologia. A microbiologia moderna abrange o estudo das bactérias, dos fungos, dos vírus e de Célula procariótica Célula eucariótica outros organismos microscópicos e semimicroscópicos (Quadro 1.1). Em microbiologia veterinária, é dedicada ênfase para aqueles micror- Geralmente com menos de Geralmente mais de 10 pm de ganismos associados a doenças infecciosas em animais. Imunologia, o 5 um de comprimento estudo das respostas aos agentes infecciosos nos hospedeiros, é uma Membrana limitante de Membrana limitante de organelas disciplina estreitamente relacionada à microbiologia e, algumas vezes, organelas ausente presente consideradas como disciplinas distintas, mas cognatas. Ribossomos 705 Ribossomos no citoplasma; Células vivas, as menores unidades capazes de existência inde- ribossomos nas mitocôndrias pendente, podem ser divididas em dois grupos distintos: eucariotas e e nos cloroplastos As principais para a diferenciação de célu- las eucarióticas e procarióticas estão apresentadas na Tabela 1.1. Euca- Ácido nucléico ocorre como em riotas possuem verdadeiro contendo cromossomos, e as células molécula única, individuais replicam-se por mitose. Além disso, uma célula eucariótica freqüentemente circular típica contém organelas como mitocôndrias, aparelho de Golgi, lisosso- Membrana nuclear e Membrana nuclear e nucléolos mos e ribossomos relativamente grandes. Organismos como arquebac- nucléolos ausentes presentes térias e eubactérias, que são menos complexos do que organismos Replicação por fissão binária Replicação por mitose eucarióticos, são procarioticos nos quais falta a membrana nuclear. Sua informação genética está contida em um único cromossomo Em algumas células procarióticas, como as bactérias, DNA extracro- mossômico na forma de codifica certas características dos microrganismos. Embora a origem da vida seja ainda um tema debati- A membrana celular é local de respiração ou geração de energia fo- do. é provável que microrganismos primitivos tenham-se originado há tossintética em procariotas, diferente de eucariotas, onde essa ativida- muitos bilhões de anos a partir de uma forma de vida ancestral (Fig. de ocorre na membrana das mitocôndrias e cloroplastos. 1.1). o grau de relação entre os organismos pode ser avaliado pela comparação entre seus ácidos ribonucléicos (RNAr). Exis- te alguma evidência de que todos os microrganismos se desenvolveram MICRORGANISMOS PATOGÊNICOS a partir de um grupo primitivo de células e não a partir de um simples organismo 1999). Os procariotas são considerados como a Muitos microrganismos patogênicos encontrados na natureza não primeira ramificação da árvore filogenética, e os eucariotas, como a são prejudiciais para humanos, animais e Realmente, muitas segunda ramificação (Fig. 1.1). A transferência de material genético, bactérias e fungos importante contribuição para as atividades bio- tanto lateral como horizontal, ocorreu provavelmente no curso do de- lógicas que ocorrem no solo, na água e no trato alimentar de animais. senvolvimento evolucionário, com alguns genes das eubactérias incor- Os microrganismos que podem causar doenças em animais ou huma- porados pelas arquebactérias e talvez com alguns genes procarióticos nos são referidos como patogênicos. incorporados pelos Essa transferência lateral de genes pode explicar como células eucarióticas complexas adquiriram alguns de seus Bactéria genes e organelas. A hipótese da endossimbiose propõe que, em algum estágio inicial de seu desenvolvimento, células eucaríóticas tornaram- Microrganismos pertencentes às arquebactérias não estão associa- se fagócitos primitivos e adquiriram células bacterianas específicas, as dos a doenças em animais domésticos. Organismos (bactérias) perten- quais acentuaram sua atividade respiratória (de 1996). Foi pro- centes às eubactérias incluem muitos patógenos de importância posto que a bactéria fagocitada fornecia energia adicional para a célula do hospedeiro pelo aumento da taxa respiratória e que essa bactéria Bactérias são unicelulares, menores e menos complexas do que eventualmente para Um fenômeno semelhante células eucarióticas, como as hemácias de 1.2). Elas pode explicar o desenvolvimento dos cloroplastos em células geralmente têm parede celular rígida contendo uma camada de pepti- doglicano, multiplicam-se por fissão binária e exibem considerável di- versidade Aparecem como bacilos, cocos, formas e, ocasionalmente, como filamentos Apesar da sua diversi- dade morfológica, muitas bactérias possuem entre 0,5 e 5 um de QUADRO 1.1 Subdivisões da microbiologia comprimento. As bactérias móveis possuem flagelos por meio dos quais podem mover-se em meios líquidos. A maioria das bactérias podem Bacteriologia, estudo das bactérias crescer em meios apropriados inertes; algumas requerem suplementos Micologia, estudo dos fungos especiais e condições próprias para o crescimento. Dois Virologia, o estudo dos grupos de pequenas bactérias, as riquétsias e as clamídias, incapazes de de agentes infecciosos não-convencionais, se multiplicar em meios inertes, requerem células vivas para seu cresci- incluindo prions mento in vitro. As cianobactérias, primeiramente denominadas como algas azuis, utilizam clorofila para algumas rotas metabólicas e, dife-</p><p>Microbiologia e doenças infecciosas 19 rentemente das algas que armazenam clorofi- la em organelas chamadas cloroplastos, têm Eubacterias clorofila distribuída no interior de sua mem- PROCARIOTAS brana citoplasmática. Fungos Leveduras, bolores e cogumelos perten- Endossimbiose (cloroplastos) Formas primitivas cem a um grande grupo de eucariotas não-fo- (mitocôndria) de vida tossintéticos chamados fungos. Os fungos podem ser unicelulares ou Os fungos multicelulares produzem estruturas fi- lamentosas microscópicas chamadas bolores; as leveduras são unicelulares, forma esfé- rica ou ovóide e multiplicam-se por brotamen- EUCARIOTAS Animals to. Em bolores, as células são cilíndricas e Algas Fungos unidas de ponta a ponta, formando hifas rami- ficadas 1.3). Uma característica notável dos fungos é sua capacidade de secretar enzi- FIGURA 1.1 Relações evolucionárias entre microrganismos Endossimbiose é o mas potentes, capazes de digerir a matéria or- mecanismo postulado pelo qual as células eucarióticas adquirem mitocôndrias ou cloroplastos pela gânica. Quando em presença de umidade e de incorporação de células outras condições favoráveis, os fungos podem degradar uma grande variedade de substratos orgânicos. Um pequeno número de bolores e de leveduras são patogênicos para humanos e Alguns fungos madas micotoxinas, as quais, se presentes em plantas ou em alimentos invadem tecidos, enquanto outros produzem substâncias tóxicas cha- estocados (como grãos e nozes), podem causar doenças em animais ou em Algas TABELA 1.2 Comparação da morfologia e tamanho de células bacterianas com hemácias de mamiferos Grupo morfológica e fisiologicamente diverso dos microrganismos, as algas são geralmente consideradas plantas porque contêm clorofila. Morfologia/ Muitas delas têm vida livre na água; outras crescem na superfície de Célula tamanho Comentário pedras ou em diferentes estruturas do meio Algumas produ- zem pigmentos, os quais conferem diferentes colorações à superfície de Hemácia Visivel no microscópio águas que contêm grande quantidade de Quando a temperatura ótico convencional. 7 um TABELA 1.3 Comparação do tamanho e morfologia da célula Bacilos Célula em forma de bastão, bacteriana com duas formas um usualmente corada pelo método de Gram. Usando microscópio Morfologia/ ótico convencional, um aumento Estrutura tamanho Comentários de 1.000 vezes requerido para observação da maioria das células Célula bacteriana Cocos aparece em 1 um forma de ou de Cocos Célula de forma cachos de 1 um aparece em forma de cadeias ou de cachos Formas de Leveduras Reproduzem-se por Espiroquetas Bactéria fina e Para 10 um demonstração desses Bolores Estruturas ramificadas (hifas) microrganismos, são requeridos compostas por muitas microscópio de campo escuro (sem coloração) ou métodos de colorações 30 um</p><p>20 e colaboradores da água está alta, o crescimento das algas pode ser marcante, levando à normais da célula do hospedeiro. Subseqüentemente à indução da mu- produção de toxinas que se podem acumular na concha de moluscos ou dança, a proteína fica estruturalmente alterada, acumula-se e prejudica mariscos ou na água que contenha essa grande quantidade de algas. células de vida longa, tais como Fatores genéticos parecem influenciar a suscetibilidade de humanos e animais às doenças causa- das por prions. Os prions mostram notável resistência à inativação por processos Diferentes das bactérias e dos fungos, os vírus não são células. físicos e químicos. Uma viral ou vírion consiste de ácido DNA ou RNA, envolto por uma cobertura protéica chamada Além disso, al- guns vírus são rodeados por envelope. Vírus são muito menores que CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA E bactérias e variam de tamanho entre 20 nm a 300 de diâmetro NOMENCLATURA 1.4). Apesar da sua estrutura simples, ocorrem de muitas formas. Al- guns são esféricos; outros são em forma de tijolo ou projétil; e poucos Os organismos vivos microscópicos foram primeiramente classifi- têm aparência alongada. Por causa de sua falta de estrutura e de enzi- cados com base na expressão do fenótipo, incluindo morfologia e carac- mas necessárias para metabolismo e reprodução independente, podem terísticas diferentes que refletem propriedades metabólicas Cada se multiplicar apenas dentro de células vivas. Tanto células procarióti- vez os métodos de classificação dos microrganismos apoi- cas como eucarióticas são a infecções por Aqueles que ado na análise do genótipo. Nos últimos anos, isso tem levado a mu- invadem células bacterianas são chamadas Vírus danças na classificação e na nomenclatura dos microrganismos. nicos infectam humanos e animais e podem causar doenças graves de- Espécies são grupos de organismos com características genéticas e vido à invasão e à destruição de células. Um pequeno número de vírus metabólicas semelhantes. Espécies estreitamente relacionadas são no estão etiologicamente implicados no desenvolvimento de tumores ma- agrupadas em gêneros e, após, em famílias, ordens, classes, filos lignos em humanos e e reinos (Quadro 1.2). Os organismos são geralmente referidos por seu nome genérico e pelo específico; por exemplo, a bactéria que causa o antraz em humanos e animais é chamada Bacillus anthracis: Bacillus é o Prions nome genérico, e anthracis, o Esse sistema binomial de no- infecciosas menores que os vírus têm sido implicadas menclatura foi idealizado no século XVIII pelo naturalista sueco Lin- em doenças neurológicas de animais e humanos sendo denominadas naeus. Os vírus não são classificados de acordo com o sistema de encefalopatias espongiformes Essas chama- Linnaeus porque não são células e não se reproduzem independente- das prions, são diferentes dos vírus e parecem ser isentas de ácidos mente. Os são em geral agrupados em famílias com base na mor- Os prions parecem ser compostos de um protéico fologia viral e no tipo de ácido Além disso, a subdivisão dos irregular capaz de induzir mudanças conformacionais em proteínas vírus patogênicos para animais está relacionada à espécie do hospedei- ro afetado e à doença clínica produzida. TABELA Comparação entre células bacterianas com o maior e TÉCNICAS MICROSCÓPICAS o menor Diferentes métodos microscópicos são empregados para a obser- Morfologia/ vação dos Esses métodos incluem: microscópio ótico Estrutura tamanho Comentários comum (microscópio de luz), campo escuro, contraste de fase e micros- cópio eletrônico. A Tabela resume métodos de coloração usuais uti- Célula bacteriana Coros Observação em aumento de 1.000 QUADRO 1.2 Categorias empregadas para um classificação taxonômica dos microrganismos Virus Reino (inclui todos os microrganismos) Poxvirus Os virus não podem ser Filo (grupo de classes relacionadas no reino) observados com microscópio Classe (grupo de ordens relacionadas no filo) 300 nm ótico comum. É usado Ordem (grupo de famílias relacionadas na classe) microscópio eletrônico de Família (grupo de gêneros relacionados na ordem) aumento superior a 100.000x Gênero (grupo de espécies relacionados na para demonstração de virus família) 20 nm em amostras clínicas ou em Espécies (grupo de organismos com características preparações semelhantes) por</p><p>Microbiologia e doenças infecciosas 21 TABELA Técnicas microscópicas usadas em microbiologia TABELA Unidades de medidas usadas em microbiologia Técnica Comentários Unidade Abreviatura Comentários Microscopia Usada para demonstração da morfologia e do Milimetro mm Milésima parte do metro ótica comum tamanho de bactérias e fungos a de bactérias e fungos são afinidade pela coloração pode permitir uma normalmente medidas em mm. classificação preliminar de bactérias, enquanto Quando crescem em meio da estrutura do fungo permite a as bacterianas têm tamanho identificação do gênero. variável entre 0,5 mm e mm Microscopia Usada para exame de células não-coradas em Micrômetro um Milésima parte do milimetro de contraste (micra) m) Usado para medida de de fase células bacterianas e füngicas A das bactérias tem tamanho Microscopia de Usada para exame de bactérias não-coradas em variável entre 0,5 um e 5 um Um campo escuro suspensão, tais como espiroquetas número de bactérias pode Microscopia de Usada para identificar microrganismos com ter tamanho superior a 20 um fluorescência conjugados de anticorpos com nm Milésima parte do micrômetro Usado para expressar o Microscopia Usada para demonstração de virus em material tamanho dos A dos virus eletrônica de biológico e para identificação de detalhes de importância mede entre transmissão ultra-estruturais de células bacterianas, fúngicas 20 nm e 300 nm Microscopia Usada para demonstração tridimensional das eletrônica estruturas dos de varredura Aumentos superiores a 100.000 vezes são com instrumentos modernos. o microscópio eletrônico de varredura é usa do para obter imagens tridimensionais de microrganismos quando bertos por uma fina película de metal pesado. Com essa técnica, é possível lizados em microscopia e os tipos de microrganismos para os quais as alcançar ampla faixa de aumentos superiores a 100.000 vezes. técnicas são apropriadas. Unidades de medida empregadas estão indi- cadas na Tabela aumento máximo obtido pelo microscópio ótico comum, usando REFERÊNCIAS objetivas de imersão, é de aproximadamente 1.000 vezes. Com micros- cópio ótico comum, bactérias tão pequenas quanto 0,2 de tamanho de Duve, C. (1996). The bird of complex Scientific 38-45 podem ser visualizadas desde que adequadamente Com o mi- Phylogenetic classification and the universal croscópio de campo escuro, a dispersão da luz através de microrganismos 2124-2128. como as espiroquetas, suspensos em meio líquido, permite sua ob- servação contra um fundo preto. Em comum com a microscopia de cam- po escuro, microscópio de contraste de fase também pode ser usado LEITURA RECOMENDADA para examinar espécimes Esse procedimento é mais apro- priado à pesquisa do que ao diagnóstico microbiológico de (1998) Louis Johns Hopkins University Press Ltd. London. Na microscopia eletrônica de transmissão, um de elétrons é Lechevalier, H. A. and Solotorovsky, M. (1965). Three Centuries of Microbiology usado, em vez da luz visível, para identificar pequenas estruturas, tais McGraw-Hill Book New Madigan M.T. Martinko, J.M. and Parker (1997). Brock Biology of Microorganisms como vírus. Espécimes colocados sobre grades são corados negativa- Eighth Prentice Hall mente com compostos elétron-densos, tais como fosfotungstato de po- Schlegel, General Microbiology Seventh Cambridge University tássio, e observados como imagens aumentadas sobre uma tela</p><p>Estrutura das CAPÍTULO 2 células bacterianas U ma célula bacteriana típica é composta de uma cápsula, rigidez à parede Esse polímero é composto de cadeias de subu- parede celular, membrana celular, citoplasma con- nidades alternadas de N-acetil-glicosamina e de ácido tendo material nuclear e estruturas acessórias, como flagelo e pili (fim- mico interligados por pequenas cadeias laterais e por pontes brias). Certas espécies de bactérias podem produzir formas chamadas As bactérias podem ser divididas em dois grandes grupos Gram- esporos ou endosporos, que são resistentes às influências positivas e Gram-negativas com base na resposta ao método de colo- Algumas das características estruturais de bactérias patogênicas que ração de Gram. A reação a essa coloração é determinada pela composição são importantes na produção de doenças ou que podem ser usadas para da parede Bactérias Gram-positivas, que se coram de azul, têm diagnóstico laboratorial de infecções são analisadas nos Capítulos 5 e uma parede celular relativamente espessa e uniforme, a qual é compos- 7. Os principais componentes estruturais das células bacterianas estão ta por peptidoglicano e ácidos teicóicos. Em contrapartida, bactérias apresentados na Tabela 2.1. Gram-negativas, que se coram de vermelho, têm parede celular com uma estrutura mais complexa, composta de uma membrana externa e de um espaço e contendo uma pequena quantidade de CÁPSULA peptidoglicano (Fig. 2.1). A membrana externa é uma bicamada ca assimétrica contendo proteína. A estrutura da superfície interna da A bactéria pode sintetizar material polimérico extracelular, que é membrana assemelha-se à membrana celular, enquanto a superfície ex- geralmente descrito como Em algumas espécies bacterianas, terna é composta de moléculas de lipopolissacarideo (LPS). Substânci- esse material polimérico forma uma cápsula, estrutura bem-definida e as de baixo peso molecular, como açúcares e aminoácidos, entram através aderida à parede Uma camada limosa é formada quando mate- de canais protéicos especializados da membrana externa, conhecidos rial polimérico está presente como uma rede frouxa de fibrilas ao redor como o LPS da membrana externa, a endotoxina de bactérias da célula. A das cápsulas é composta de polissacarideos; espécies Gram-negativas, é liberado somente durante a lise celular. Os princi- do gênero Bacillus, como B. produzem cápsula pais componentes da molécula são o núcleo ligado Cápsulas bem-delimitadas podem ser visualizadas pelo microscópio ótico ao lipídeo A e à longa cadeia lateral externa polissacarídica. As cadeias comum mediante técnicas de coloração negativa. Bactérias com material polissacarídicas laterais das moléculas LPS estimulam a produção de capsular bem-definido produzem mucóides em meio que con- anticorpos e correspondem aos antigenos somáticos usados para tém ágar. Entretanto, a cápsula da das espécies bacterianas pode sorotipagem de células Gram-negativas. lipídeo A é o componente ser demonstrada somente pela microscopia eletrônica ou por métodos molecular no qual reside a atividade Por conta de sua com- imunológicos usando-se anti-soro específico para os capsulares posição, a membrana externa exclui moléculas hidrofóbicas e confere a (K). A principal função do material capsular parece ser a proteção da bactérias Gram-negativas resistência a alguns detergentes que são le- bactéria contra as condições ambientais adversas, como a dessecação. No tais para bactérias organismo do hospedeiro, a cápsula de bactérias patogênicas pode facili- Os microplasmas compreendem um importante grupo de bactéri- tar a aderência a superfícies e interferir na fagocitose. as sem parede celular. Bactérias típicas expostas à ação de antibióticos, como a penicilina ou a outras substâncias que interferem na síntese de peptidoglicano, não conseguem sintetizar paredes celulares e são deno- PAREDE CELULAR minadas formas Uma parede celular rígida e consistente protege as bactérias con- tra danos mecânicos e lise osmótica. Como a parede celular não possui MEMBRANA CELULAR permeabilidade seletiva, ela exclui somente grandes Dife- renças na estrutura e na composição química da parede celular de As membranas celulares de células bacterianas são estruturas fle- cies bacterianas explicam a variação na patogenicidade e influenciam xíveis, compostas de e de Elas podem ser obser- outras características, como as propriedades de coloração. o peptido- vadas somente ao microscópio eletrônico e são estruturalmente glicano, um polímero exclusivo de células procarióticas, proporciona semelhantes à membrana celular de células eucarióticas. Contudo, as</p><p>Microbiologia e doenças infecciosas 23 TABELA 2.1 Componentes estruturais de células bacterianas energia requerida pelas permeases e por outras moléculas carreadoras para o transporte ativo de nutrientes é derivada da adenosina trifosfa- Composição to. A membrana celular também é o local do transporte de elétrons Estrutura química Comentários para a respiração bacteriana, do sistema de fosforilação e das enzimas e carreadoras que têm função na de DNA. de polí- Cápsula Geralmente associada à meros da parede celular e de lipídeos da membrana. virulência, interfere na polipeptidica no caso fagocitose e pode prolongar de Bacillus antharcis a sobrevivência no ambiente. CITOPLASMA Parede Peptidoglicano e peptidoglicano é responsável celular ácido pela forma do citoplasma, que é circundado pela membrana celular, é essenci em bactérias LPS e responsável pelo almente um fluido aquoso contendo material nuclear, ribossomos, nu- efeito As porinas, trientes, enzimas e outras moléculas envolvidas em síntese, manutenção estruturas protéicas, regulam celular e Grânulos de reserva podem estar presentes sob a passagem de pequenas certas condições ambientais, geralmente aquelas desfavoráveis para o e moléculas através da camada crescimento bacteriano. Esses grânulos, que podem ser compostos de peptidoglicano amido, glicogênio, polifosfatos ou outros compostos, são em bactérias identificáveis pelo uso de corantes Gram-negativas Membrana Bicamada Membrana com permeabilidade celular fosfolipidica seletiva, envolvida no transporte RIBOSSOMOS ativo de nutrientes, na respiração, na excreção e Toda a síntese protéica é realizada nos Essas estrutu- na ras são compostas de proteínas ribonucléicas e acima de 25 de Flagelos chamada Estrutura filamentosa que Elas consistem de duas subunidades: a 50S (maior) e a 30S flagelina confere A unidade Svedberg (S) é a medida da taxa de sedimentação, a qual depende do tamanho e da forma da o ácido ribonu- Pilus chamada Também conhecida como cléico ribossomal (RNAr) está complexado com várias proteínas dife- (plural pilina Estrutura filamentosa, fina, reta, presente em rentes e compreende cerca de 80% do RNA da célula. Pequenas bactérias quantidades de RNA-transportador (RNAt) e de RNA-mensageiro Existem dois tipos de para (RNAm) compreendem o restante do RNA celular Os ribossomos po- adesão e para conjugação. dem estar presentes no citoplasma ou associados à interna da membrana Durante crescimento bacteriano ativo e a rápi- Cromossomo DNA Estrutura simples, circular, sem da síntese protéica, os ribossomos individuais estão unidos ao RNAm, membrana nuclear formando longas cadeias chamadas de polissomos. Ribossomo RNA e proteinas Envolvido na sintese Inclusões ou Composição Presente em algumas células MATERIAL NUCLEAR grânulos química variável podem ser de reserva compostos de polifosfatos (grânulos de volutina ou o genoma bacteriano é composto de um único cromossomo poli-beta haplóide, contendo DNA de fita dupla. Pequenas quantidades de hidroxibutirato (reserva de proteína e de RNA também estão associadas ao material Os energia), genes no cromossomo bacteriano codificam todas as funções vitais da célula. genoma bacteriano tem tamanho variável, dependendo da espécie. Devido ao seu tamanho, cromossomo bacteriano é extensiva- mente enrolado, formando um corpo denso que pode ser visto por meio de microscópio eletrônico. material nuclear também pode ser de- monstrado por microscópio ótico comum quando corado com método Feulgen, que é específico para DNA. Durante a replicação, a hélice de membranas celulares bacterianas, com exceção daquelas presentes em DNA se desenrola, e as duas células-filhas, produzidas por fissão biná- micoplasmas, não contêm As faces interna e externa da mem- ria, recebem uma cópia do genoma original. brana celular são hidrofilicas, enquanto o interior é for- Os pequenos fragmentos de DNA circular separados mando uma barreira para a das moléculas Somente do genoma, são capazes de replicação Vários um limitado número de pequenas tais como a água, o diferentes podem estar presentes em células bacterianas individuais. nio, dióxido de carbono e alguns compostos lipossolúveis podem en- Cópias de podem ser transferidas de célula para célula du- na célula bacteriana por difusão passiva. As duas principais funções rante a fissão binária ou a conjugação (ver Capítulo DNA plasmi- da membrana celular transporte ativo de nutrientes para interior dial pode codificar características, como resistência a antibióticos e da célula e a eliminação de catabólitos requerem gasto de A produção de</p><p>24 Quinn e colaboradores Proteina Trimero de porina Polissacrideo Lipi- teicóico Cápsula deo A Membrana externa Parede Lipoproteina celular Peptidoglicano Peptidoglicano Espaço Membrana celular Proteina Bicamada de Proteina Bicamada de fosfolipideo fosfolipideo Proteina de ligação de ligação penicilina à penicilina Bactéria Gram-positiva Bactéria Gram-negativa FIGURA 2.1 Comparação da cápsula, parede celular e membrana celular de uma bactéria Gram-positiva e de uma Estão ilustradas as estruturas de importância na coloração, a virulência e toxicidade, a antigenicidade e a suscetibilidade a FLAGELOS pela sorologia com o uso de anticorpos específicos para antigenos fla- A motilidade pode ser confirmada em caldos de culturas jovens As bactérias que possuem flagelos são Muitas espécies de utilizando a técnica da gota pendente ou em meio semi-sólido para bactérias Gram-negativas têm flagelos. Embora raramente estejam pre- motilidade contendo sais de sentes em cocos, algumas espécies de enterococos e de Der- matophilus congolensis possuem flagelos. Os flagelos são geralmente mais longos do que a própria célula bacteriana e são compostos de uma pro- PILI teína chamada flagelina. Consistem de filamento, gancho e corpo ba- sal. o gancho funciona como uma ligação entre filamento e 0 corpo Apêndices finos e retos, semelhantes a fios de cabelo, chamados basal. Este está ancorado na parede e na membrana celulares. A posi- de pili ou fímbrias e constituídos de proteína pilina estão presos na ção na qual os flagelos estão inseridos na célula bacteriana varia e pode parede celular de várias bactérias. o número de pili em cada célula ser característica de um gênero ou família (Fig. 2.2). Bactérias móveis bacteriana varia São mais comuns em bactérias Gram-negativas podem deslocar-se dentro de microambientes adequados em resposta a e podem ter diferentes Em bactérias patogênicas, os pili funcio- estímulos físicos ou nam como adesina para receptores de células de (ver Os flagelos podem ser demonstrados por microscópios eletrôni- tulo 7). Um único tipo de pilus, o pilus F (sexual ou conjugativo) funciona por microscópio ótico comum com uso de métodos especiais e em células doadoras ou em células-macho de bactérias Gram-negativas como um canal para transferência de DNA a células receptoras. A con- jugação será discutida no Capítulo 4. ENDÓSPOROS Corpos dormentes altamente resistentes, denominados endóspo- ros, são formados por algumas bactérias para garantir a sobrevivência durante condições ambientais adversas. Os únicos gêneros de bactérias patogênicas que formam endósporos são Bacillus e Clostridium. Os en- dósporos, que são produzidos dentro das células bacterianas, mostram variações na forma, no tamanho e na posição no interior da A B Por causa da resistência e da impermeabilidade das capas do ro, para demonstrá-los são requeridos procedimentos especiais de colo- ração que empregam calor. A resistência dos endósporos é atribuída a sua estrutura em camadas, a seu estado desidratado, à baixa atividade FIGURA 2.2 Flagelos metabólica e a seu alto conteúdo de ácido dipicolínico (Fig. 2.3). o A. Flagelo monotriquio Flagelos Flagelos D. ácido dipicolínico, que não é encontrado em células vegetativas, ocorre Flagelos combinado com grande quantidade de cálcio na parede do endósporo.</p><p>Microbiologia veterinária e doenças infecciosas 25 o alto conteúdo de cálcio pode explicar o longo tempo de sobrevivência endósporos, diminuindo seu tempo de sobrevivência. Por serem termo- dos endósporos nos solos ricos em cálcio. Em áreas de solos com baixa estáveis, os endósporos somente podem ser destruídos mediante calor quantidade de cálcio ou de solos ácidos, cálcio pode ser retirado dos úmido a 121°C por 15 minutos. Quando os endósporos são reativados, ocorre germinação em estágios: ativação, iniciação e crescimento. A ativação pode ocorrer em Exósporo resposta a certos fatores, como: breve exposição ao calor, abrasão da capa do endósporo ou ambientes ácidos. Se outras condições ambien- tais são favoráveis, incluindo a presença de nutrientes adequados, pode ocorrer o início da germinação. o córtex e as capas do endósporo são Capas do esporo degradados, a água é absorvida, o dipicolinato de cálcio é liberado, e o crescimento começa. o crescimento é um período de biossintese ativa e termina com a divisão da nova célula vegetativa. Córtex do esporo Os esporos produzidos por alguns actinomicetos filamentosos são diferentes de endósporos, sendo sua principal função está mais relacio- nada à reprodução do que à Parede LEITURA RECOMENDADA Membrana interna A. and Duerden, B.I. (1998). Topley and Wilson's Microbiology and Microbial Volume 2. Systematic Ninth London. Brooks, G.E. J.S. and Morse, S.A. (1998). Meinick and Adelberg's Medi- Núcleo contendo genoma celular cal Twenty-first Appleton and Lange, Stamford, Connecti- cut. Singleton, P. (1997). Bacteriology in Biology, Biotechnology and Fourth FIGURA 2.3 Características estruturais de endósporo bacteriano Wiley, maduro. W.A. (1992). Basic Seventh Edition. HarperCollins, New York.</p><p>Cultivo, preservação CAPÍTULO 3 e inativação de bactérias C ondições apropriadas de umidade, pH, temperatura, pres- tempo de incubação. o crescimento exponencial em um meio de cultu- são osmótica, atmosfera e nutrientes são necessárias para o ra líquido é limitado e eventualmente cessa pelo esgotamento de nutri- crescimento bacteriano. A bactéria aumenta em número por fissão bi- entes essenciais e pelo acúmulo de produtos tóxicos metabolismo no nária (Fig. 3.1). tempo de geração, que é tempo necessário para Durante a fase estacionária, não ocorre aumento no número de uma única célula bacteriana produzir duas células-filha, é influenciado o crescimento lento e a divisão de algumas bactérias são ba- por fatores genéticos e nutricionais. Escherichia um microrganismo lanceados pela morte de Quando a população bacteriana entra entérico comum. tem um tempo de geração de aproximadamente 20 na fase de as células velhas morrem seguida pela minutos. As bactérias patogênicas possuem um tempo de geração entre morte eventual das células mais jovens. A taxa resultante da morte ce- 30 minutos e 20 horas. A preservação de microrganismos por longos lular é exponencial As células conhecidas como formas períodos envolve congelamento. Para a inativação de bactérias, podem involutivas, podem ser observadas em esfregaços corados de culturas ser usados produtos químicos ou tratamentos pelo calor na fase de Quando é requerida a manutenção da bactéria na fase exponencial, usa-se um quimiostático, que consiste de uma câmara de crescimento conectada a um reservatório de meio fresco. Quando CRESCIMENTO BACTERIANO meio de cultura fresco entra na câmara de as bactérias são colhidas, enquanto o meio exaurido e os produtos de excreção são re- Após a inoculação de células bacterianas em meios frescos, a cur- movidos. va de crescimento das culturas apresenta as fases lag, exponencial e o tamanho da população bacteriana é geralmente expresso pelo estacionária, além de uma fase final de (Fig. 3.2). A fase lag é número ou pela densidade das células o número de células caracterizada pelo metabolismo ativo das células, quando elas adqui- pode ser determinado pela contagem do total de células ou pela conta- rem vários constituintes essenciais que são prioritários para a divisão gem das células Os métodos padrão para contagem de células celular. A fissão binária de células jovens produz um crescimento expo- bacterianas estão apresentados na Tabela 3.1. As bactérias podem ser nencial no número de Uma linha reta de parentesco é obtida contadas por microscopia direta, por contagem de colônias, por mem- quando número de células viáveis é comparado com o branas filtrantes e por métodos eletrônicos. As contagens exatas de cé- Célula bacteriana com um cromossomo circular Replicação do e Fase estacionária alargamento da célula de Separação do cromossomo e formação do septo Fase lag Células-filha Tempo (horas) FIGURA 3.1 Replicação bacteriana por fissão o tempo necessário para a produção de duas células-filha no rápido crescimento FIGURA 3.2 Modelo de crescimento bacteriano e no número bacteriano é referido como tempo de geração. de células bacterianas viáveis em um meio líquido (curva de</p><p>e doenças infecciosas 27 TABELA 3.1 Métodos para contagem de bactérias Método Técnica Comentários Contagem microscópica Esfregaço direto Contagem realizada sobre um esfregaço fixo e Método tradicional para contagem de bactérias no leite. (método de Breed) corado, preparado a partir de um volume definido Lento e Não diferencia bactérias viáveis de de líquido. Contagem em 50 campos Câmara de contagem Contagem realizada com volume fixo de suspensão Não diferencia bactérias viáveis de bacteriana, utilizando uma calibrada. Contagem de colônias Difusão em ágar Após diluição decimal seriada de uma suspensão Após a incubação, a contagem de colônias é realizada em bacteriana, um volume fixo de cada diluição é placas com 30 a 300 número de espalhado na superficie de placas de ágar, que microrganismos viáveis na suspensão calculado são incubadas por 24 a 48 horas. expresso como unidades formadoras de colônias (UFC)/mL de Pour plate Após diluição decimal seriada como na técnica A contagem de é realizada como na técnica de (profundidade) de difusão em ágar, mL de cada diluição é difusão em ágar, e resultado é expresso como UFC/mL colocado em placa de Petri, e aproximadamente de 20 de ágar fundido, com temperatura de 45 a é adicionado e completamente misturado. Miles-misra Após diluição decimal seriada, 0,02 mL de cada número de bactérias viáveis é expresso como UFC/mL diluição são colocados em um setor da placa de de em 5 diluições por Membrana Após passagem de um volume conhecido de algum número de bactérias viáveis é expresso como UFC/mL filtrante líquido através de um filtro com porosidade de de 0,22 um, é colocado na superficie de uma placa de ágar, e esta é incubada por 24 à 48 horas. Outros métodos de contagem Determinação da A turvação da suspensão bacteriana é comparada A tabelas indicam número total de células bacterianas/mL turvação da cultura à dos tubos da escala de equivalente à turvação das culturas testada com tubos da escala de Contagem eletrônica Instrumentos para contagem eletrônica, como A segurança dos resultados depende de um controle de o contador de Coulter, quando cuidadosamente qualidade Fornece somente a contagem total de calibrados, proporcionam resultados rápidos e lulas podem ser necessárias para propósitos específicos, como prepara- A maioria das bactérias requer carbono e nitrogênio em quantida- ção de vacinas e realização de testes microbiológicos de água. des relativamente grandes. No meio de cultura, as peptonas são a princi- pal fonte de nitrogênio. As peptonas, misturas de peptideos e de aminoácidos obtidos pela digestão de carne e de outras fontes de NUTRIÇÃO BACTERIANA na, suprem outros nutrientes essenciais, como sulfatos, potássio, magnésio, cálcio e ferro. Os fosfatos são essenciais à As bactérias requerem nutrientes de seu ambiente imediato. A produção de ácidos nucléicos e de contendo ligações altamen- maioria é usa moléculas químicas orgânicas como te energéticas. Os sulfatos são necessários à síntese de aminoácidos con- fonte de energia e de carbono. Pequenas moléculas podem ser meta- tendo enxofre, enquanto magnésio, potássio, cálcio e ferro são importantes bolizadas rapidamente ou utilizadas para sintese de macromoléculas. co-fatores para algumas enzimas. Elementos-traço e certos fatores de cres- Os meios nutrientes para isolamento de bactérias patogênicas são cimento, como as vitaminas, também são essenciais para crescimento formulados a fim de suprir fatores de crescimento especiais para gru- pos de microrganismos específicos.</p><p>28 Quinn e colaboradores FATORES FÍSICOS E QUÍMICOS QUE ra a lise. Em soluções hipertônicas, as células bacterianas INFLUENCIAM o CRESCIMENTO Algumas bactérias estão adaptadas a ambientes hipertônicos e, portan- to, podem crescer em soluções com altas concentrações salinas. Sta- Além de fatores nutricionais, crescimento de bactérias é phylococcus importante patógeno para humanos e animais, pode ciado por fatores genéticos e por fatores físicos, químicos e outros fato- crescer em meio contendo concentrações superiores a 7,5% de cloreto res o conhecimento desses fatores que limitam crescimento de sódio. é essencial para o sucesso da cultura e para a preservação por tempo Com base nas preferências individuais a diferentes níveis de oxi- prolongado dos o crescimento de bactérias em cultu- as bactérias podem ser divididas em quatro grupos ras é influenciado pela temperatura, pela concentração de ions hidro- aeróbias, anaeróbias obrigatórias, anaeróbias facultativas e gênio, pela disponibilidade de água, pela composição atmosférica e pela filas (Fig. 3.4). As capnofílicas, um quinto grupo, são bactérias aeróbias pressão A maioria das bactérias patogênicas pode crescer ae- com requerimento de dióxido de carbono. As bactérias aeróbias utili- robiamente, em um meio nutriente e a temperatura próxima à zam rotas metabólicas nas quais oxigênio é receptor final de corporal normal. Embora a temperatura ótima para o crescimento des- necessitam do oxigênio para seu crescimento e são incubadas em con- sas bactérias, denominadas seja elas podem crescer dições de Em contrapartida, as bactérias anaeróbias são in- em temperaturas entre 20 e 45°C. Muitas bactérias ambientais crescem capazes de crescer em uma atmosfera que contenha Esses em outras temperaturas. Aquelas cuja temperatura ótima de incubação microrganismos utilizam rotas fermentativas nas quais os compostos é de 15°C se denominam psicrófilas, e aquelas cuja temperatura ótima orgânicos servem como receptor final de elétrons. Pela falta das enzi- de incubação fica próxima de 65°C se denominam termófilas (Fig. 3.3). mas superóxido dismutase e catalase, as anaeróbias obrigatórias sobre- A maiorias das bactérias possui crescimento ótimo em pH vivem por tempo reduzido na presença de oxigênio. As anaeróbias por esse motivo, os meios de cultura são tamponados com pH ao redor facultativas são bactérias que têm a capacidade de crescer tanto em de 7. As bactérias requerem água para crescimento, e as espécies po- condições de aerobiose como de anaerobiose. As microaerófilas reque- dem variar muito sua suscetibilidade à dessecação. A capacidade de rem concentrações reduzidas de oxigênio para tolerar a dessecação é determinada pela composição da parede celular cultivo de bactérias que não são aeróbias requer técnicas labora- e pelo microambiente. Além disso, a composição da parede celular das toriais As anaeróbias estritas são cultivadas em jarras hermeti- bactérias contribui para a resistência contra variações de pressão osmó- camente sob atmosfera na qual o oxigênio livre tenha sido A mudança na composição da parede celular induzida pela ação Um sistema comercialmente disponível emprega envelope pro- de lisozimas ou por antibióticos como as penicilinas resulta na forma- dutor de Com a adição de água no envelope, são liberados ção de protoplastos. Essas estruturas esféricas perdem a sendo nio e dióxido de carbono dentro da Um catalisador de paládio, a variações No organismo dos as bacté- colocado na jarra ou ligado ao envelope, acelera a reação do hidrogênio rias patogênicas sem parede celular (formas L) podem replicar, causan- com oxigênio livre no interior da jarra para formar Além infecções crônicas ou persistentes. Células bacterianas do meio liberação de dióxido de carbono melhora crescimento das ambiente estão geralmente presentes em soluções hipotônicas e, desde Um sistema alternativo e mais conveniente, no qual o oxigênio é removi- que a parede celular esteja intacta, permanecem túrgidas sem que ocor- do pela reação com ácido ascórbico contido em envelope poroso, vem sendo desenvolvido (Fig. 3.5). Esse sistema, que elimina a necessidade de gerar hidrogênio, libera o dióxido de carbono dentro da jarra (Brazier e Hall, 1994). Além disso, esse método é adequado para cultivo de 100 anaeróbias Outros métodos para cultivo de bactérias anaeróbias incluem uso de câmaras de anaerobiose e meios com baixo potencial 90 redox, como caldo tioglicolato e caldo de carne cozida 80 Para cultivo de microrganismos é necessário bai- XO nível de oxigênio. Um envelope produtor de gás, que libera 10% de 70 60 50 40 30 20 10 0 -10 Aeróbia Microaerófila Anaeróbia Anaeróbia Psicrófilas Mesófilas Termófilas facultativa obrigatória FIGURA 3.3 Categorias de bactéria baseadas no crescimento em FIGURA 3.4 Padrão de crescimento a diferentes profundidades no ágar diferentes faixas de temperatura. As áreas sombreadas indicam as faixas semi-sólido, refletindo a preferência de diferentes espécies de bactéria de temperatura para crescimento pelas condições de aerobiose, microaerofilia e</p><p>Microbiologia e doenças infecciosas 29 ção de contaminações e a estabilidade Subcultivos podem ser Braçadeira usados para preservar bactérias por curtos Esse procedimento possui limitações, como a morte de algumas células bacterianas ou ris- Tampa com anel de vedação de contaminação e de mutação. Os métodos de preservação por gos períodos incluem liofilização, ultracongelamento em nitrogênio líquido e congelamento a -70°C. Esses métodos de preservação, quan- do corretamente utilizados, podem manter microrganismos em estado Envelope poroso para absorver hipobiótico por mais de 30 anos e garantir que permaneçam inalterados e oxigênio e gerar dióxido de sem contaminação. Contudo, devido à possibilidade de o congelamento carbono prejudicar os microrganismos, produtos químicos devem ser empregados para diminuir os danos e garantir a viabilidade da maioria dos microrga- Placas de cultura Os agentes crioprotetores, tais como dimetil sulfóxido ou glice- rol, podem minimizar os efeitos negativos na viabilidade das células durante o congelamento. Culturas jovens em crescimento ativo são me- nos afetadas pelo congelamento do que as mais Pelo fato de as FIGURA para cultura de Quando envelope bactérias serem facilmente lesadas pela dessecação, a liofilização deve poroso contendo ácido ascórbico é colocado na jarra, que então fechada ser realizada a vácuo. Os microrganismos são posteriormente estocados hermeticamente, 0 oxigênio absorvido, e dióxido de carbono, em ampolas escuras e lacradas a vácuo. crescimento anaeróbio é acentuado pela liberação de dióxido de MÉTODOS FÍSICOS PARA INATIVAÇÃO DE MICRORGANISMOS dióxido de carbono dentro de uma jarra fechada, pode ser encontrado no Esse sistema também é adequado para o cultivo de bacté- Métodos físicos e químicos podem ser utilizados para a inativação rias capnofílicas. e a inibição de microrganismos. Agentes químicos incluem drogas anti- microbianas (ver Capítulo 6), desinfetantes (ver Capítulo 83) e conser- vantes de Técnicas que inativam bactérias ou interferem em PRESERVAÇÃO DE MICRORGANISMOS seu metabolismo utilizam temperatura elevada, baixos valores de pH, dessecação e pressão osmótica Alguns desses métodos para preve- Os microrganismos devem ser preservados para produzir vacinas nir a deterioração ou limitar crescimento microbiano em alimentos vivas modificadas e para estocar culturas de bactérias e de fungos usadas são apresentados na Tabela 3.2. A esterilização é o método empregado em ensino e pesquisa. A preservação deve garantir a viabilidade, a isen- para destruir microrganismos junto a equipamentos usados em proce- TABELA 3.2 Métodos para prevenir a deterioração e para limitar o crescimento de microrganismos em alimentos Método Aplicação Comentário Refrigeração a 4°C Prevenção do crescimento de microrganismos Patógenos como monocitogenes e espécies de e deteriorantes e de bactérias algumas espécies de fungos podem crescer a Congelamento a Estocagem de alimentos por longos periodos. Os sobrevivern e podem multiplicar-se rapidamente -20°C Prevenção da multiplicação bacteriana. quando os alimentos são descongelados à temperatura Fervura a 100°C Inativação de formas vegetativas tanto de Vários endósporos podem resistir à fervura prolongada. bactérias quanto de fungos nos Pasteurização a 72°C Inativação da maiona das formas Tratamento pelo calor, seguido por resfriamento brusco. Quando por 15 segundos vegetativas de bactérias presentes em alto número, algumas bactérias podem Acidificação Ajuste pH a baixos inibe a um número limitado de alimentos, tais como os vegetais. crescimento Aumento da pressão Inibição da multiplicação microbiana; A adição de ou de açúcares aumenta a pressão osmótica; aplicável usado para preservar a um número limitado de Embalagem a vácuo Empacotamento de carnes e outros A remoção de previne o crescimento de microrganismos alimentos Irradiação Inativação de microrganismos deteriorantes Não é permitido em alguns e de bactérias patogênicas.</p><p>30 Quinn e colaboradores TABELA 3.3 Métodos para esterilizar equipamentos ou dimentos microbiológicos ou Métodos físicos para esterili- fluidos e para descartar material contaminado zar equipamentos ou líquidos são apresentados na Tabela 3.3. Métodos de esterilização são efetivos para destruir agentes Método Comentário e virais. Contudo, agentes infecciosos não-convencionais, como os pri- ons, requerem procedimentos rigorosos de esterilização. Quando se tra- Calor úmido Usado para esterilizar meios de cultura, balha com endósporos bacterianos, como aqueles do gênero Clostridium, Emprega calor úmido sob materiais de laboratório e é necessária uma temperatura de 121°C por 15 minutos para sua inati- pressão para gerar 121°C equipamentos Impróprio vação. Os fatores que podem influenciar a eficiência da esterilização por 15 minutos ou 115°C para plásticos ou liquidos pelo calor estão listados no Quadro 3.1. por 45 minutos Prions não são inativados por esse Quando a população microbiana é exposta a altas temperaturas, ocorre exponencial no número de microrganismos Calor seco em forno de Usado para esterilizar metais, vidros e A suscetibilidade ao calor úmido da autoclave pode ser expressa em Pasteur (forno de quente) outros materiais Não termos de tempo de morte térmica, que é tempo necessário para a 160°C por a 2 horas adequado para borrachas e matar todas as bactérias em suspensão a uma determinada tempera- Incineração a Usado para destruir carcaças tura. o tempo de morte térmica depende do tamanho inicial da popu- infectadas e materiais lação microbiana. o tempo de redução decimal (valor D) é tempo contaminados; pode ocasionar em minutos, à determinada temperatura, necessário para redução poluição de 90% da população de células o valor D é inversamente Flambagem Usado para esterilizar de platina proporcional à temperatura e independe do tamanho da população inicial. direto na chama do bico de qama Rajos ionizantes usados para materiais descartáveis de CABINES DE BIOSSEGURANÇA laboratório equipamentos Inadequado para vidros e Pessoas que manuseiam materiais perigosos necessitam de prote- equipamentos ção adequada. Cabines de segurança biológica protegem os operadores Luz UV (ultravioleta) Radiação de baixa de aerossóis contendo patógenos microbianos. Diferentes níveis de pro- penetração. Usada em cabines de teção podem ser fornecidos, dependendo do tipo de cabine utilizada. Sob altos níveis de proteção, todo contato entre operador e o material Membrana filtrante Usada para remover bactérias de infectivo é prevenido pelo uso de cabines fechadas adaptadas com lu- líquidos como soros e vas de borracha. an extraído das cabines de biossegurança é filtrado meios para cultura de células por meio de filtros HEPA (alta eficiência de particulação do [hight tamanho dos poros do filtro deve ser efficiency of particulate air]) destinados a captar matéria particulada, igual ou menor que 0,22 um como microrganismos. REFERÊNCIAS Brazier, J.S. and Hall, A simple evaluation of the system for the growth of clinically significant anaerobic bacteria. Letters in Applied Microbio- logy, 18. 56-58. LEITURA RECOMENDADA QUADRO 3.1 Fatores que influenciam o resultado da esterilização pelo calor Brooks, J.S. and S.A. (1998). and Adelberg's Medi- cal Microbiology Twenty-first Appleton and Lange, Stamford, Connecti- cut. Temperatura e tempo de contato Pelezar, M.J., Chan, E.C.S. and N.R. (1993). Microbiology Concepts and Appli- Grau de contaminação New Presença de endósporos ou de prions P.J., Carter, M.E., Markey, B.K and G.R. Bacterial pathogens: Natureza do material a ser esterilizado pelo calor microscopy, culture and In Clinical Veterinary Microbiology Quantidade do material a ser esterilizado pelo calor Mosby-Year London, 21-66. Singleton, (1997). Bacteriology in Biology, Biotechnology and Fourth Edi- tion.</p><p>CAPÍTULO 4 Genética bacteriana e mecanismos de variação genética A bactérias são haplóides, com um cromossomo circular do DNA são desenroladas sob a influência da enzima DNA-girase, cada composto de dupla fita de DNA. o cromossomo, que está uma age como molde para a síntese da fita Dessa ma- livre no citoplasma em uma configuração enrolada, é muito maior do neira, duas moléculas de DNA idênticas são sintetizadas pela que a célula-mãe e contém um grande número de genes. Cada gene é ação da enzima DNA-polimerase. As extremidades das fitas novas com- um segmento do DNA cromossômico cuja de nucleotídeos pletamente sintetizadas são ligadas pela ação da enzima DNA-ligase codifica uma proteína específica que é necessária à estrutura básica da para formar um cromossomo circular célula ou ao processo metabólico. bacteriófagos e elemen- tos transponíveis podem contribuir para informação genética adicio- nal, que talvez influencie a expressão fenotípica (Fig. 4.1). TRANSCRIÇÃO E TRADUÇÃO Durante a transcrição, uma fita de DNA, a fita positiva, é transcri- REPLICAÇÃO DO DNA BACTERIANO ta para RNA mensageiro A enzima RNA-polimerase DNA-de- pendente liga-se à região promotora, uma especial de Como as bactérias replicam por fissão binária, as células-filha são nucleotídeos na fita positiva. As duas fitas de DNA são separadas, e geneticamente idênticas. Durante a a dos nucleo- uma fita de RNAm complementar é sintetizada. A transcrição para RNAm tídeos purina e pirimidina no DNA é copiada em duas cessa quando a enzima alcança a seqüência terminadora do A de fita dupla. Cada uma delas é composta de uma fita da molécula-mãe informação codificada RNAm é traduzida em proteína no e de uma fita complementar por um processo cha- pelo envolvimento de RNA transportador (RNAt). Cada molécula do mado replicação Como as duas fitas-mãe da hélice RNAt tem uma trinca de três bases, que é complementar Variantes bacterianas Variantes Variantes de influências ambientais na expressão do genoma) Mutação Recombinação Transposição (mudança no DNA (troca de DNA entre (recolocação de porções do bactérias) DNA no genoma mediado por elementos Transdução Conjugação Transformação (transferência (transferência (captação de mediada por mediada por fragmentos de fagos) DNA livre) FIGURA 4.1 A base da variação Uma bactéria que DNA de outra célula bacteriana por recombinação é chamada de</p><p>32 Quinn e colaboradores ao códon do RNAm. Cada trinca de RNAt transporta um aminoácido Cabeça específico para RNAm no ribossomo, onde os aminoácidos são liga- dos continuamente para formar uma cadeia Após a liga- DNA ção de dois aminoácidos, o RNAt do primeiro aminoácido é liberado do A síntese da de proteína quando um códon sem Bainha sentido (nonsense) é encontrado pelo ribossomo. Placa basal PLASMÍDEOS Fibras da cauda Muitas bactérias contêm pequenos elementos genéticos, denomi- FIGURA 4.3 Representação esquemática de um nados que estão localizados no citoplasma e podem repli- car-se independentemente. A maioria dos plasmídeos é circular e composta de DNA de fita dupla; tem tamanho mas geralmente menor do que um décimo do tamanho do genoma bacteriano, contendo perados também podem realizar um ciclo lítico, tanto como um raro genes que podem ser utilizados pela célula. Em muitas bactérias pato- evento natural ou quando expostos experimentalmente à luz UV ou a gênicas, os plasmídeos codificam fatores de virulência e de resistência outros agentes mutagênicos 4.4). Um profago na célula bacteria- a antibióticos. na pode ser responsável por mudanças nas características fenotípicas, Os plasmídeos podem utilizar enzimas celulares para fenômeno conhecido como conversão lisogênica. A produção de neuro- Alguns como os plasmídeos podem integrar-se ao geno- toxinas por certos tipos de Clostridium botulinum está associada à con- ma bacteriano e ser transferidos às células-filha durante a replicação. versão lisogênica da célula hospedeira (Tab. 4.1). Contudo, a replicação da maioria dos não está diretamente o genoma fágico pode ser composto por DNA ou RNA, de fita relacionada à multiplicação bacteriana. Além a distribuição de simples ou dupla. A replicação dos fagos é similar em vários aspectos entre as células-filha ocorre ao Plasmideos no cito- à replicação dos vírus animais (Fig. Contudo, geral- plasma bacteriano podem ser transferidos não somente durante a repli- mente permanece fora da célula bacteriana após a introdução do áci- cação, mas também por conjugação e por transformação. A transferência do nucléico do fago no citoplasma. A especificidade de hospedeiros de material genético por transformação raramente ocorre em condi- do fago está relacionada à afinidade química entre estruturas de liga- ções naturais, mas pode ser realizada em laboratório por manipulação ção do fago e receptores específicos localizados na bactéria. Uma pro- genética de microrganismos. teína repressora, sintetizada após a entrada do DNA de fagos temperados, inibe a produção de proteínas do vírion. DNA de fagos temperados é incorporado ao genoma do hospedeiro, geralmente em BACTERIÓFAGOS locais específicos de integração, sendo transmitido à progênie da bac- téria durante a fissão Vírus que infectam bactérias são chamados bacteriófagos (fagos). Existe uma considerável diversidade morfológica entre estes. Alguns são filamentosos e têm simetria helicoidal; outros têm cabeças icosaé- MECANISMOS QUE CONTRIBUEM PARA A dricas ou pentagonais e caudas de tamanhos diferentes (Fig. 4.2). As VARIAÇÃO GENÉTICA características estruturais de um fago-DNA estão ilustradas na Figura 4.3. Os fagos podem ser virulentos ou temperados, dependendo do seu Pode ocorrer variação genética após mutação, na qual a mudança modo de replicação. Fagos virulentos realizam um ciclo lítico na ocorre na seqüência de nucleotídeos de um gene, ou por recombinação, ria, resultando na produção de progênie de fagos com a lise da célula na qual um novo grupo de genes é introduzido no genoma ou no interi- bacteriana. Fagos temperados (profagos) estão geralmente integrados or do citoplasma (Fig. 4.1). o genótipo de uma célula determina seu no genoma bacteriano, mas também podem estar presentes sob a for- potencial Contudo, somente uma pequena proporção de ma de DNA circular no citoplasma, como os Os fagos tem- informação genética é expressa sob condições ambientais definidas. o fenótipo representa aquelas características reconhecidamente expres- sas pelo ácido nucléico da célula. Bacillus anthracis, causadora do an- Colifago fd traz, tem uma cápsula que é expressa somente in vivo, e não quando está crescendo em meios laboratoriais. Dessa maneira, o genótipo de um microrganismo e o seu ambiente podem influenciar a expressão do Colifago T1 fenótipo. Mutação Fago icosaédrico Uma alteração hereditária estável no genoma bacteriano é chama- FIGURA 4.2 Tipos de com indicação de suas formas da de mutação. Como um gene com pares de bases alterados pode codi- tamanhos A contém DNA de fita dupla; mas alguns ficar incorretamente um aminoácido de uma proteína, a mutação talvez podem conter DNA de fita simples, RNA de fita dupla ou RNA de fita resulte em alteração fenotípica. Alterações mutacionais podem ser be- néficas ou maléficas ao microrganismo. Sob condições ambientais defi-</p><p>Microbiologia e doenças infecciosas 33 Fagos-DNA Alterações devido à exposição de Fagos temperados (avirulentos) bactérias lisogênicas agentes Fagos (virulentos) mutagênicos luz UV DNA fágico no genoma Ciclo lisogênico Integração do fago passado a gerações no genoma bacteriano de células Ciclo Replicação do fago subsequêntes de bacterianas infectadas na bactéria (profago) FIGURA 4.4 Ciclos lítico e lisogênico de bacteriófagos, ilustrando conversão esporádica de fagos no lisogênico para fagos TABELA 4.1 Fatores de virulência de bactérias patogênicas mediados por elementos genéticos definidos Ligação do fago-DNA Fatores de virulência/ Patógeno elementos genéticos Bacillus anthracis Toxinas, Bactéria Clostridium botulinum tipos D E Escherichia coli Toxina de shiga/bacteriofagos Fatores de aderência, enterotoxinas/plasmideos Injeção do DNA fágico Toxina termestável, produção de transposons Transcrição do DNA fágico Dublin Fator de resistência ao soro/plasmideo Staphylococcus Enterotoxinas (A, E), Fator 1 da sindrome do Replicação do DNA fágico e aureus choque produção de do fago Coagulase, toxina enterotoxinas/ plasmideos Montagem de particulas do fago Yersinia pestis Fibrinolisina, coagulase/plasmideos Liberação de novos fagos montados, nidas, mutações seletivas podem fornecer vantagens de crescimento ao por lise da célula bacteriana mutante em relação à bactéria-mãe ou à bactéria do tipo selvagem. As mutações podem ser espontâneas ou induzidas experimentalmente por agentes mutagênicos físicos, químicos ou biológicos. As mutações es- pontâneas podem surgir durante a replicação devido a erros no parea- mento de bases Tais mutações ocorrem com a frequência de 10-7 a 10-11 por par de base e são mantidas em níveis baixos devido à atividade regulatória de enzimas de reparo. Os tipos de mutações que podem ocorrer em bactérias estão listados no Quadro 4.1. Mutações pontuais, envolvendo um par de bases ou um número limitado de pares FIGURA Replicação de um fago-DNA de fita A ligação do de bases, podem não resultar em mudanças no Ao contrário, fago a um receptor específico é seguida pela injeção do DNA mutações nas quais vários pares de bases sofrem deleção ou inserção Fagos maduros são liberados após lise da célula hospedeira.</p><p>34 Quinn e colaboradores plasmidial é o material genético geralmente transferido. Contudo, QUADRO 4.1 Mutações que ocorrem em bactérias DNA cromossomal pode, algumas ser transferido, especialmente quando F está integrado no genoma formando Substituição de pares de bases, produzindo uma linhagem de alta de recombinação (Hfr). o Mutações silenciosas F pode integrar-se em locais específicos no cromossomo Esses Mutações sem sentido (nonsense) locais representam regiões de homologia entre o DNA da bactéria e o Mutações de sentido trocado (mis-sense) desses Durante a conjugação de cepas os genes relacio Microinserções ou microdeleções de pares de base nados à transferência dos F são transferidos Há Mudanças na fase de leitura (frame potencial para transferência do cromossomo inteiro; contudo, essa é Reversões uma ocorrência improvável, pois a transferência, que pode durar mais Mutações pontuais reversas (substituição de pares de de 100 minutos, é geralmente interrompida antes de ser completada. bases) Embora a conjugação seja mais associada à bac- Deleção de múltiplos pares de bases térias também pode ocorrer em bactérias Gram-positi- Inserção durante recombinação, resultando em erros vas. Pili sexuais não são formados em bactérias Gram-positivas; 0 DNA Translocação de segmentos de DNA dentro do genoma plasmidial pode ser transferido quando as bactérias estão em contato Inversões Orientação invertida de um segmento de DNA dentro do cromossomo Transdução Na transdução, o DNA de uma bactéria doadora incorporado no ácido nucléico de um fago pode ser transferido pela progênie do fago para células receptoras Durante um ciclo DNA deri- resultam na formação de proteínas não-funcionais. Grandes alterações vado de alguma parte do genoma do hospedeiro pode ser incorporado que afetam a sintese protéica influenciam a viabilidade bacteriana. no genoma do Em fagos temperados, a transdução afeta somente aqueles genes bacterianos adjacentes ao profago quando um ciclo Recombinação genética é induzido. A transdução que ocorre durante um ciclo lítico é chamada de generalizada. Esse tipo de transdução ocorre em baixa de A recombinação ocorre quando seqüências de DNA de duas fontes a de uma célula transduzida para uma característica bacteria diferentes são integradas. Nas bactérias, a recombinação induz uma na específica ou para um marcador genético. A transdução especializa- mudança hereditária inesperada devido à introdução de material gené- da pode ocorrer quando um profago é induzido a um ciclo lítico pela tico novo de uma célula Esse novo material genético pode ser exposição a agentes mutagênicos (Fig. Esse tipo de transdução introduzido por conjugação, transdução ou pode resultar na transferência de genes bacterianos para muitas outras células, porque os genes bacterianos são copiados para toda a progênie do fago. Um pequeno número de genes bacterianos é retirado com Conjugação profago, e alguns genes do fago permanecem integrados no comosso- A transferência de material genético durante a conjugação é um bacteriano quando ocorre a lise. Dessa maneira, a progênie do fago processo complexo que tem sido extensivamente estudado na bactéria é defectiva, visto que alguns genes do fago são entérica Escherichia coli Esses estudos têm mostrado que duas cepas de e participam do processo. As cepa são a fonte de células Transformação doadoras, que contêm um de fertilidade (F), enquanto as cepas de microrganismos não tém F e são células recep- Esse processo envolve a transferência de genes de um segmento toras. Durante a conjugação, bactérias sintetizam um pilus modifica- livre de DNA cromossomal de uma bactéria doadora lisada para uma do, o pilus F ou pilus sexual. Esse pilus, pelo qual o material genético receptora competente. A transformação natural é rara e ocorre em pou- pode ser transferido, pode-se ligar à bactéria Uma fita de DNA do cos gêneros bacterianos. A transformação é limitada a células bacteria F passada à bactéria receptora F-, onde a fita complemen- nas individuais, e essas células são denominadas Estas tar é sintetizada. Após a formação de um novo plasmideo a receptora podem ligar-se ao DNA livre, que é transportado para dentro da célula. é convertida em bactéria Uma proteína específica se liga ao DNA. protegendo-o de nucleases in- Cada bactéria pode conter vários tipos diferentes de tracelulares: DNA é subseqüentemente integrado ao genoma bacteri- Os genes para incompatibilidade plasmidial controlam os tipos de plas- dentro da célula e a capacidade desses plasmídeos em replicar- se. Os pertencentes ao mesmo grupo de incompatibilidade não existem juntos na mesma célula, mas podem coexistir com TRANSPOSONS deos de outros grupos de incompatibilidade. Os que governam sua pria transferência entre as células bacterianas são designados de Esses elementos genéticos, algumas vezes chamados de "genes Devido à complexidade da os plas- podem mover-se de um lugar para outro no genoma. Po- mídeos conjugativos são relativamente grandes, com genes que ocu- dem também tornar-se integrados no DNA Transposons sim- pam 30 pares de quilobases ou Durante a conjugação, o DNA ples, chamados de de inserção, têm somente aqueles genes</p><p>Microbiologia veterinária e doenças infecciosas 35 necessários à incorporação em novos Os transposons complexos podem ser usados para identificar microrganismos a nível de espécie. têm genes adicionais, como aqueles que codificam resistência a antibi- Mais frequentemente, os fagos infectam somente algumas linhagens óticos, que podem garantir a sobrevivência durante a terapia antimi- bacterianas e não podem ser usados para caracterizar microrganismos crobiana. A inserção de um transposon em um gene essencial à em nível de A fagotipagem é usada em iso- sobrevivência da bactéria resulta na morte da célula. Os transposons lados de Staphylococcus aureus, de Salmonella Typhimurium e de Sal- não podem replicar-se independentemente. A replicação ocorre somen- monella Enteritidis para identificar fontes de infecção em surtos de te durante processo replicativo de cromossomo bacteriano ou do plas- intoxicação alimentar. no qual eles estão inseridos. TIPAGEM MOLECULAR INTEGRONS E GENES CASSETE Em adição à fagotipagem, as bactérias podem ser caracterizadas Além dos transposons, outro sistema para fornecer diversidade de acordo com a composição de seu DNA cromossômico e extracromos- genética às bactérias envolve integrons. Essas unidades genéticas con- sômico (ver Capítulo 5). A caracterização de microrganismos baseada têm informações para reconhecimento de sítios específicos de recombi- na composição genética de seus ou transposons pode ser nação de um gene cassete, um elemento genético "móvel" que usada para tipagem. A identificação definitiva de um patógeno, com geralmente codifica resistência a antibióticos. Genes cassete que codifi- base na posse de genes para fatores de virulência, tais como os que cam outras reações bioquímicas e outros fatores de virulência têm sido estão listados na Tabela 4.1, pode ser realizada pelo uso de sondas, descritos (Ploy et al., Excisão e inserção de genes cassete são independentemente da localização do facilitadas por uma integrase presente nos integrons, Em adição, os in- tegrons fornecem promotores à expressão de genes transportados pelo gene cassete. A habilidade para adquirir e expressar novos genes per- MANIPULAÇÃO GENÉTICA DE BACTÉRIAS mite aos integrons contribuir para a variabilidade genética tanto no DNA cromossomal como no não-cromossomal. Além disso, eles pare- A variação genética que ocorre naturalmente nas bactérias pode cem desempenhar papel importante na transmissão de resistência a an- ser utilizada no laboratório de engenharia genética, Genes podem ser tibióticos entre bactérias Gram-negativas por meio de conjugação. inseridos nos para formar Esses podem ser introduzidos nas células bacterianas e propaga- dos. Os genes, que são requeridos para inserção nos podem FUNÇÕES DE ELEMENTOS GENÉTICOS ser produzidos por clivagem do DNA doador que contém os genes usan- BACTERIANOS do-se enzimas de restrição. Essas enzimas, que clivam ácido nucléico assimetricamente, produzem fragmentos de DNA com extremidades o cromossomo bacteriano codifica todas as funções essenciais da coesivas Se DNA plasmidial receptor é cortado mediante Outros elementos, como plasmídeos e transposons, codificam uso das mesmas endonucleases de restrição que são utilizadas para funções adicionais que podem trazer vantagens à sobrevivência da cé- DNA doador, as extremidades coesivas do doador do DNA plasmidial lula. Genes que codificam funções como produção de toxinas e são complementares. o fragmento doador pode ser incorporado usan- cia a antibióticos podem ser transportados por esses elementos do-se DNA-ligase dentro do plasmideo clivado, que é restaurado a sua As características de algumas bactérias patogênicas mediadas por esses forma pode então ser adquirido por bactérias por elementos genéticos específicos estão apresentados na Tabela 4.1. A meio do processo de transformação. Embora a transformação por meio resistência a antibióticos, uma propriedade codificada por de raramente ocorra de forma natural, a captação de plasmi- é significativa para as medicinas humana e Quando esses deos pela célula hospedeira laboratório pode ser facilitada pela mani- genes para resistência a antibióticos estão localizados em pulação de condições A exposição a estímulos elétricos também conjugativos, a resistência pode ser transmitida entre espécies de bac- pode facilitar a captação de DNA A propagação da célula térias algumas vezes, entre bacterianos A escolha hospedeira produz uma população de células um clone no para quimioterapia eficiente pode ser rigorosamente limitada pela trans- qual cada célula contém uma cópia do novo material plas- ferência de resistência a antibióticos entre bactérias patogênicas e pela mídeo usado para introduzir novos genes é denominado vetor de clona- transferência dos patógenos para bactérias da microbiota normal de gem. Os plasmídeos são utilizados como vetores de clonagem porque humanos e animais. replicam independentemente, sem integração com o cromossomo bac- Os podem também ser usados como vetores de clonagem. FAGOTIPAGEM A engenharia genética é empregada na produção de vacinas, hor- mônios e outros produtos farmacêuticos. As vacinas produzidas dessa Técnicas empregando fagos líticos podem ser usadas para identifi- maneira são potencialmente mais seguras do que as convencionais. Os car patógenos de humanos e de animais. Essas técnicas estão baseadas genes que codificam os vacinais podem ser clonados separa- em observações de que fagos específicos infectam e lisam linhagens damente que codificam a replicação dos microrganismos de origem. As bacterianas específicas. o modelo de suscetibilidade de um isolado bac- vacinas manipuladas geneticamente podem estimular uma resposta imu- teriano testado contra um painel de fagotipagem estabelece seu fagoti- nológica efetiva, sem o risco de introdução de um patógeno capaz de po. Alguns fagos, que lisam todos os membros de uma espécie bacteriana, replicar-se nos animais vacinados.</p><p>36 Quinn e colaboradores Holloway, B.W. (1993). Genetics for all bacteria. Annual Reviews of Microbiology 47, REFERÊNCIAS 659-671. Madigan, M.T., Martinko, J.M. and Parker, J. (1997). Microbial genetics. In Brock, Biology of Eighth Edition. Prentice Hall London, Ploy, M.C., Lambert, T., and Denis, (2000). Integrons: An antibiotic resis- 304-356. tance gene-capture expression system. Clinical Chemistry and Laboratory Medi- Pelezar, M.J., Chan, E.C.S. and Krieg, N.R. (1993) Inheritance and variability cine, In Microbiology: Concepts and McGraw-Hill, New 350-379. Riley, M. and Drlica, K. The Bacterial American Society for LEITURA RECOMENDADA Microbiology, Washington, Schlegel, H.G. Constancy, change, recombination and transfer of genetic in- Berg, D.E. and Howe, M.M. (1989). Mobile DNA. American Society for Microbiology, In General Microbiology Seventh Cambridge University Press, Washington, DC. Cambridge. 484-537. Singleton, P (1997). In Bacteriology, Biotechnology and Medicine. Fourth Edition Chichester, pp. 204-214.</p><p>CAPÍTULO 5 Diagnóstico laboratorial de doenças bacterianas investigação laboratorial de doenças bacterianas é neces- tos corados pela técnica de Gram são procedimentos rápidos e úteis sária para identificar o agente etiológico e, algumas ve- para demonstrar bactérias presentes em grande número. o contraste zes, para determinar a sensibilidade a antimicrobianos dos entre bactérias Gram-positivas e restos teciduais em esfregaços é mais Um histórico clínico completo, incluindo idade, sexo, espécie, número fácil de ser detectado do que no caso das bactérias Gram-negativas. A de animais afetados e tratamento realizado, deve acompanhar os espé coloração de Ziehl-Neelsen é usada para detectar micobactérias pato- cimes, junto com a suspeita de diagnóstico Na ausência de in- A Coxiella burnetti, espécies de Brucella, espécies de Nocardia e formação clínica adequada, procedimentos importantes para detecção clamídias podem ser demonstradas em esfregaços usando-se coloração de patógenos podem não ser realizados. de Ziehl-Neelsen modificada. Os métodos de coloração com anticorpos fluorescentes fornecem identificação rápida e específica de patógenos bacterianos em esfregaços e em cortes de tecidos congelados. Embora SELEÇÃO, COLETA E TRANSPORTE DE ESPÉCIMES essa técnica seja adequada para identificar muitas das espécies bacteri- anas, é particularmente útil para patógenos como Clostridium chauvoi, A precisão e a validade dos resultados de exames laboratoriais são espiroquetas, Campylobacter fetus e Lawsonia intracellularis, que são di- amplamente influenciadas pelos cuidados na seleção, na coleta e no ficeis de cultivar. envio de espécimes ao laboratório. Pontos particulares devem ser consi- derados quando se trabalha com amostras Caracteristicas culturais e bioquímicas De preferência, os espécimes devem ser obtidos a partir de ani- A seleção de meios de cultura, de condições atmosféricas e de ou- mais vivos antes da administração da terapia antimicrobiana. tros fatores essenciais para isolamento são determinados pela suspeita Amostras de animais mortos devem ser coletadas, se possível, an- de um patógeno bacteriano. o isolamento de rotina de muitos tes que ocorram alterações ou putrefativas. nos envolve inoculação em placas de ágar-sangue e ágar MacConkey, Os espécimes de um local que provavelmente tenha mais de um seguidas de incubação por 24 a 48 horas. patógeno devem ser coletados mediante procedimentos que mini- Os meios usados no diagnóstico bacteriológico estão indicados na mizem a contaminação. Tabela 5.2. Ágar nutriente é um meio básico que supre os nutrientes Em dias quentes, pode ser necessária a refrigeração das essenciais ao crescimento de bactérias Contudo, não é As amostras devem ser enviadas separadamente e em recipientes apropriado para o isolamento primário de bactérias patogênicas fasti- à prova de vazamentos. Cada recipiente deve ser rotulado com a As características de crescimento e as reações no e identificação do animal, o tipo de amostra e a data da coleta. no ágar MacConkey formam a base para a identificação preliminar de Em algumas circunstâncias, espécimes podem ser requeridos para muitas bactérias patogênicas. o ágar-sangue, que favorece o crescimento procedimentos específicos de diagnóstico. de muitos patógenos, é apropriado para isolamento primário de roti- na. Meios seletivos podem ser usados para microrganismos específicos. Alguns meios são destinados a uma identificação presuntiva de colôni- IDENTIFICAÇÃO DE BACTÉRIAS PATOGÊNICAS as bacterianas, com base em reações bioquímicas. o ágar MacConkey, que contém sais biliares, é seletivo para muitas bactérias Gram-negati- A presença de bactérias patogênicas pode ser confirmada pelo exa- vas. Esse meio contém lactose com vermelho neutro como indicador de me de esfregaços corados, pelas características culturais e bioquímicas pH. Se o microrganismo que cresce nesse meio fermentar a lactose, os e pela detecção realizada com métodos imunológicos e moleculares. subprodutos ácidos envermelham o meio. Bactérias não-fermentadoras da lactose metabolizam as peptonas do meio, gerando subprodutos al- Exame de esfregaços corados calinos que amarelecem o meio e as As placas devem ser inoculadas usando-se uma técnica de esgota- Métodos rotineiros de coloração usados no diagnóstico mento por estrias que facilita crescimento de colônias isoladas (Fig. gico são apresentados na Tabela 5.1. Esfregaços de tecidos ou exsuda- 5.1). Esse é um passo essencial para identificar patógenos em espé</p><p>38 Quinn e colaboradores TABELA 5.1 Métodos de rotina para coloração de bactérias TABELA 5.2 Meios laboratoriais usados para o isolamento e identificação presuntiva de patógenos bacterianos Método Comentários Meio Comentários Coloração Amplamente utilizado na rotina para coloração de de Gram bactérias em cristal violeta, que Ágar nutriente Meio básico no qual bactérias não-fastidiosas retido na parede celular apesar da descoloração, podem Adequado para demonstrar a cora bactérias Gram-positivas de Em morfologia colonial e a produção de pigmentos, contrapartida, bactérias Gram-negativas que não também usado em métodos de contagem de retêm cristal violeta são contracoradas de células bacterianas Ágar-sangue Meio enriquecido que favorece crescimento Giemsa para demonstrar Dermatophilus congolensis, da maioria das bactérias patogênicas e que é e espécies de Borrelia que se coram de utilizado para isolamento Permite o azul. reconhecimento da produção de hemolisinas Fucsina Especialmente usado para reconhecimento de espécies de Campylobacter de Brachyspira seletivo, contendo bile, que é e de Fusobacterium, que se coram de MacConkey especialmente útil para isolar enterobactérias e outras bactérias Gram-negativas. Permite diferenciar Azul de Usado para identificar Bacillus anthracis em entre fermentadores e não-fermentadores de metileno esfregaços de Os microrganismos As colônias de fermentadores de lactose e policromo coram-se de azul com cápsulas rosas meio ao redor tornam-se Coloração de carbólica concentrada aquecida que penetra Caldo selenito, Meio de enriquecimento seletivo usado para Ziehl-Neelsen na parede celular das sendo retida caldo Rappaport isolar salmonelas em amostras contendo outros após a com As bactérias Vassiliadis microrganismos entéricos coradas de vermelho são descritas como álcool ácido resistentes positivas, Meio de Edwards Meio seletivo, com base de usado para isolamento e reconhecimento de Coloração de Diferente da coloração de Ziehl-Neelsen, esse Ziehl-Neelsen método emprega e modificada descoloração pelo ácido acético Agar-chocolate Agar-sangue tratado pelo calor e no qual são adicionados requerimentos especiais de crescimento (fatores X e V) para isolar espécies de Haemophilus para cultivar Taylorella Meio indicador para identificação presuntiva cimes clínicos que podem conter microrganismos Estes verde-brilhante de espécies de As colônias das podem derivar da microbiota normal ou do meio A identifi- salmonelas e meio ao redor ficam com uma cação definitiva de um patógeno potencial envolve a subcultura de uma coloração colônia isolada para obter um crescimento puro que, então, pode ser Água peptonada Meio de enriquecimento não-seletivo submetido a testes bioquímicos ou a outros testes. tamponada usado para isolar patógenos que As características morfológicas e os testes bioquímicos permitem a estão presentes em pequeno número em amostras identificação presuntiva de um patógeno bacteriano (Quadro 5.1). Ca- coletadas de alimentos e do meio racterísticas adicionais que podem auxiliar na identificação incluem produção de pigmento e de odor tanto no ágar-sangue quanto no ágar MacConkey e a produção de hemólise em A identificação definitiva da bactéria está geralmente baseada em testes bioquímicos e sorológicos. Testes adicionais podem ser usados para auxiliar na identi- ficação de microrganismos específicos (Tab. 5.3). QUADRO 5.1 Critérios para identificação presuntiva de patógenos bacterianos Técnicas bioquímicas A catalase, enzima produzida por muitas bactérias anaeróbias fa- Morfologia colonial e con cultativas e aeróbias, faz a quebra do peróxido de hidrogênio em oxigê- Presença ou ausência de hemólise em ágar-sangue nio e Um teste positivo para oxidase indica a presença de citocromo Aparência quando corado pelo método de Gram oxidase na célula bacteriana. As reações no meio de oxidação-fer- Motilidade mentação (OF) podem ser usadas para identificar requerimentos at- Habilidade para crescer em ágar MacConkey mosféricos de certos patógenos (Fig. 5.2). Reação no teste de oxidação-fermentação Testes bioquímicos relacionados à atividade catabólica da bactéria Reações nos testes de catalase e oxidase e um sistema indicador são geralmente empregados para demonstrar a utilização de um substrato específico (Tab. 5.4). Devido ao fato de a</p><p>Microbiologia e doenças infecciosas 39 Alça Área inicial de flambada inoculação Incubação Colônias isoladas FIGURA 5.1 Técnica de inoculação em placa para obtenção de colônias isoladas em meio com ágar Mediante uma alça estéril, a amostra do espécime (o inóculo) é semeada sobre pequena área de um quadrante da placa (área o inóculo é espalhado da área 1 sobre três áreas contiguas da placa (áreas 2, 3 e 4). A alça é esterilizada por flambagem antes da inoculação de cada Esse procedimento, quando realizado com cuidado, resulta na redução do número de bactérias em cada Bactérias aeróbias passo. Na área 4, as colônias bacterianas isoladas podem ser observadas após a Mudança de amarelo óleo (produção de (ácido) indicando a utilização de glicose por bactérias aeróbias limitada à verde verde camada superior do TABELA 5.3 Testes usados na identificação de patógenos do meio, exposta ao an bacterianos específicos Teste Patógenos Comentários Reação Nenhuma oxidativa reação Reação de Streptococcus A hemólise produzida por CAMP agalactiae, Staphylococcus aureus é Rhodococcus equi, aumentada por bactérias Bactérias anaeróbias facultativas Actinobacillus patogênicas que crescem perto das colônias de Mudança uniforme da Listeria (produção de ácido), monocytogenes indicando a utilização de glicose em presença ou Corrosão no Arcanobacterium Digestão proteolítica do amarelo amarelo ausência de oxigênio meio soro pyogenes ao redor das (ácido) (ácido) de Loeffler inclinado Hemaglutinação Bordetella Aglutinação de suspensão de Reação fermentativa bronchiseptica hemácias ovinas pela Teste de Nagler Clostridium Quebra da lecitina da gema Bactérias incapazes de crescer ou perfringens de pela alfa-toxina de utilizar glicose (lecitinase) produzida pelo A aplicação superficial de antitoxina inibe óleo a atividade da Nenhuma mudança de verde verde FIGURA 5.2 Reações possíveis produzidas por bactérias no meio oxidação-fermentação (OF), que tem cor verde antes da Sem Sem inoculação (indicador: azul de oxidação fermentação</p><p>40 Quinn e colaboradores variedade de açúcares utilizados por espécies bacterianas individuais usam reações imunes podem ser associadas a outros métodos para ser geralmente limitada, catabolismo de diferentes açúcares é, com a detecção dos A separação imunomagnética, na qual usado para identificação. Diversas companhias comerciais magnéticas cobertas por anticorpos para um patógeno espe- produzem versões miniaturizadas de testes bioquímicos para identifi- se ligam ao microrganismo, combina métodos e imunoló- cação de Eles geralmente consistem de uma tira plástica com A separação imunomagnética é geralmente seguida por compartimentos contendo os reagentes necessários para cada teste. nos identificação cultural ou caracterização molecular do microrganismo. quais a suspensão de bactéria é adicionada para A identi- ficação do microrganismo pode ser deduzida pelo modelo de reação Fagotipagem nos compartimentos da Essas tiras estão disponíveis para diferen- tes categorias de bactérias, incluindo enterobactérias, microrganismos fato de que um fago é específico para um número limitado de Gram-negativos microrganismos anaeróbios e estrepto- linhagens bacterianas permite diferenciação por fagotipa- gem. Usando-se esse método, espécies bacterianas podem ser subdivi- didas em subtipos definidos pela sua suscetibilidade a fagos Técnicas imunológicas A fagotipagem é comumente usada para diferenciar isolados de Sta- phylococcus aureus e de Salmonella enterica subspécie entírico sorotipos A serotipagem está baseada na identificação imunológica de Typhi, Typhimurium e Enteritidis. A tipagem detalhada pode ser em- genos de superfície em patógenos como Escherichia coli e outros mem- pregada em investigações epidemiológicas quando indica a origem do bros da família Listeria monocytogenes, Pasteurella multocida e Actinobacillus Técnicas imunológicas, tais como coloração com anticorpos fluo- Técnicas moleculares rescentes, podem ser usadas para identificar bactérias A captura de antígenos e ELISA (ensaio de imunabsorção com enzimas Técnicas moleculares selecionadas podem ser usadas para ligadas [enzyme-linked immunosorbent assays]) direto sido desen- tar e enumerar bactérias Essas técnicas, junto com volvidos para algumas bactérias patogênicas e requerem a imobiliza- pagem e sorotipagem, também podem ser empregadas em investigações ção, em uma fase sólida, de anticorpos agente bacteriano, Além disso, técnicas moleculares auxiliam na deter- se presente no espécime, é ligado por anticorpo específico e pode ser minação da virulência de um isolado pela identificação de genes associa- demonstrado por um anticorpo marcado por uma enzima. Técnicas que dos a propriedades patogênicas. As principais técnicas em biologia molecular para detecção de pa- tógenos são: a hibridização de ácidos nucléicos e a reação em cadeia da polimerase (PCR [polymerase chain reaction]). Na hibridização de áci- TABELA Testes usados para identificação dos nucléicos, sondas sintéticas de ácido específicas para presuntiva de patógenos bacterianos patógeno, são aplicadas aos espécimes clínicos preparados ou ao mate- rial genético extraído do patógeno. Sondas podem ser desenhadas para Teste Indicador Comentários detectar DNA ou RNA. a utilidade de sondas de RNA é limi- tada pela labilidade da molécula de RNA. No entanto, testes diagnós- em Indicador de Usado para diferenciação de ticos com base na detecção de RNA podem ser particularmente úteis água peptonada Andrade espécies de em áreas específicas, tais como microbiologia de alimentos, porque Meio Vermelho de Usado para identificação permitem a discriminação entre microrganismos viáveis e microrga- (triple sugar fenol presuntiva de espécies de nismos mortos. As sondas podem ser desenhadas para detectar todos iron) os membros de um género específico ou para detectar linhagens de microrganismos em uma Por exemplo, uma sonda para de- Produção de Compostos Empregado em testes para tecção de certo gene que codifica RNA ribossômico 16S pode amiúde gás sulfídrico com ferro espécies de Salmonella e de detectar todos os membros de um porque esse gene é alta- ou chumbo mente conservado nas espécies dentro do Todavia, as regiões Descarboxilase Purpura de Usado para identificação intergênicas exibem maior variabilidade e são úteis para projetar son- bromocresol presuntiva de das para distinção entre diferentes linhagens em uma Urease Vermelho de Usado para identificação sustentados na detecção direta de DNA ou RNA são relati- fenol presuntiva de espécies de Proteus vamente insensíveis porque em geral requerem grande número de bac- e Corynebacterium térias a no espécime. Para espécimes contendo grande número de bactérias, a amplificação do ácido nucléico dos microrganismos-alvo Teste do Indol Reativo de Usados para identificação de por PCR pode ser Após a amplificação de um fragmento especí- Kovac conhecidos fico de DNA usando-se molde de DNA ou de RNA, o produto da PCR Teste Vermelho Vermelho de como testes pode então ser identificado por seu perfil mediante molé- de metila metila Teste Oxidação da culas marcadoras apropriadas. Voges-Proskauer Análise por endonuclease de restrição e sondas genéticas são Utilização do Azul de métodos empregados para investigações A técnica citrato bromotimol selecionada deve convir ao uso e diferenciar linhagens muito próxi- mas pela detecção de diferenças genéticas de importância epidemio-</p><p>Microbiologia veterinária e doenças infecciosas 41 lógica. Endonucleases de restrição podem ser usadas na clivagem de monstráveis em uma amostra de soro evidenciam exposição a um agen- DNA cromossomal e de plasmidial para gerar fragmentos que, depois, te infeccioso, mas não confirmam necessariamente um papel etiológico podem ser separados pela eletroforese em gel. A análise do modelo para esse agente. Apesar dessas limitações, testes sorológicos são muito resultante permite a comparação dos isolados. As enzi- usados para confirmar infecções com patógenos específicos em animais mas de restrição, que clivam DNA somente em poucos locais, produ- zem fragmentos grandes, os quais podem ser separados por eletroforese em gel com campo pulsátil (pulsed-field gel eletrophoresis), método usado em estudos LEITURA RECOMENDADA Murray, Baron, E.J., Tenover and Yolken, R.H. (1999). Manual SOROLOGIA of Clinical Microbiology Seventh American Society for Washington, Muitas bactérias potencialmente patogênicas estão presentes como Quinn, Carter, M.E., Markey, B.K. and G.R. (1994). Clinical Veterinary Microbiology Mosby-Year Book Europe, parte da microbiota normal de um hospedeiro ou são casuais no ambien- O'Connor, Glennon, M. and Maher, M. Molecular diagnostics te. Como os animais estão expostos a essas bactérias, in food safety: rapid detection of foodborne pathogens. Irish Journal of Agricul- podem produzir anticorpos contra tais Anticorpos de- tural and Food</p><p>Agentes antimicrobianos CAPÍTULO 6 A são metabólitos microbianos com baixo peso TABELA 6.1 Agentes antimicrobianos derivados de molecular e que podem matar ou inibir crescimento de microrganismos bactérias o termo "antibiótico" também é utilizado de ma- neira incorreta para descrever agentes antimicrobianos sintéticos que Microrganismo Agente antimicrobiano podem ou não ser derivados de metabólitos A atividade antibiótica foi relatada pela primeira vez em 1929, Bacillus colistinus Colistina (polimixina E) quando Alexander Fleming observou efeito lítico de uma colônia de B polymyxa Polimixina fungo Penicillium notatum ao redor de colônias de estafilococos em uma B. Bacitracina placa de cultura. o ativo do fungo foi chamado de penicilina. As tentativas iniciais para purificar a penicilina a partir de culturas do Espécies de Cephalosporium Cefalosporinas fungo em caldo não tiveram as agen- violaceum Monobactâmicos tes antibacterianos foram desenvolvidas por Domagk na dé- cada de Como resultado, potencial terapêutico da penicilina Micromonospora purpurea Gentamicina não foi aplicado. o sucesso da purificação da penicilina em 1940 por Penicillium notatum e outras Penicilina G Florey e Chain permitiu prosseguimento dos testes clínicos do anti- espécies biótico Após um relativamente curto, iniciou-se, com a partici- pação da indústria a produção em larga escala da penici- P. (F) Griseofulvina (somente atividade lina, tornando o antibiótico livremente Seguiu-se a isso a antifüngica) descoberta e o desenvolvimento de muitos outros agentes antibacteria- Espécies de Streptomyces Espectinomicina nos Foi amplamente aceito que a terapia antibiótica poderia Tetraciclinas sinalizar fim das infecções bacterianas como causa significativa da cattleya Carbapenens mortalidade em populações humanas e animais. Todavia, esse otimis- mo prematuro foi disperso pela emergência da resistência a antibióti- S. erythreus Eritromicina cos em muitos patógenos bacterianos, um problema S. fradiae Neomicina o uso terapêutico de antibióticos depende de sua toxicidade sele- tiva; essas drogas matam patógenos bacterianos ou inibem seu cresci- griseus Estreptomicina mento sem apresentar toxicidade direta para animais que recebem S. kanomyceticus Canamicina tratamento. A base da toxicidade seletiva de muitos antibióticos é S. Lincomicina entendida. diferenças bioquímicas entre células de ma- miferos e células bacterianas quanto às estruturas às vias metabólicas mediterranei Rifamicina explicam a toxicidade seletiva. A penicilina, por exem- nodosus Anfotericina B (somente plo, inibe a sintese da parede celular pela ação no peptidoglicano, um atividade componente exclusivo da parede celular bacteriana. Somente uma pe- quena percentagem do grande número de antibióticos conhecidos exi- S. orientalis Vancomicina be toxicidade seletiva suficiente para ser terapeuticamente Agentes venezuelae antibacterianos individuais não são efetivos contra todas as bactérias patogênicas. Alguns são ativos contra uma estreita faixa de espécies bacterianas, enquanto antibióticos de amplo espectro, como tetracicli- nas e são ativos contra muitas espécies. rota metabólica. Os modos e os sítios de ação de drogas antibacterianas estão indicados na Figura 6.1. Em níveis os agentes anti- MODO E LOCAL DE AÇÃO bacterianos são geralmente bactericidas ou Os agen- tes bacteriostáticos crescimento da bactéria, permitindo que Para interferirem no crescimento celular bacteriano, os agentes sistema imunológico do hospedeiro elimine a infecção. Se esse tipo de antibacterianos devem interagir com estruturas vitais ou bloquear uma agente terapêutico não é mantido em concentrações efetivas nos teci-</p><p>Microbiologia veterinária e doenças infecciosas 43 Ruptura da Inibição da RNA-polimerase Inibição da função estrutura do DNA DNA-dependente da membrana celular Rifampicina Polipeptideos metronidazol polimixina colistina da protéica Interferência com a DNA-girase Lincosamidas Quinolonas clindamicina ácido lincomicina enrofloxacina RNAm Macrolideos Novobiocina eritromicina Ribossomo tilosina Parede celular DNA 50 Membrana celular 30 Interferência com a Inibição da sintese de DNA pelo protéica bloqueio da produção de ácido fólico estreptomicina Sulfonamidas neomicina Inibição da sintese da parede celular Tetracidinas sulfametoxazole Antibióticos da sintese oxitetraciclina penicilinas protéica doxiciclina cefalosporinas Nitrofuranos Vancomicina nitrofurantoina FIGURA 6.1 Modos e de ação de drogas dos, pode ocorrer dissociação do complexo droga-estrutura celular, per- penicilina [PBPs (penicillin binding proteins)]. Além disso, para inter- mitindo a sobrevivência bacteriana. Em contraposição, os agentes bac- ferir na muitas dessas drogas promovem atividade tericidas ligam-se irreversivelmente a causando lesão de autolisinas, causando lise irreversível e morte da célula bacteriana. Em altas concentrações, al- As bactérias que produzem B-lactamases são resistentes aos anti- guns agentes bacteriostáticos podem ser bactericidas. Os agentes anti- As clivam o anel tor- bacterianos podem inibir a sintese da parede celular de proteínas ou de nando antibiótico Essas enzimas podem ser mediadas por ácidos nucléicos. Além disso, podem interromper a função da membra- como nos estafilococos, ou podem ser codificadas pelos na As principais classes de drogas antibacterianas e seus modos cromossomos, como em várias bactérias Gram-negativas. A tolerância de ação encontram-se na Tabela 6.2. aos antibióticos B-lactâmicos exibida por algumas bactérias pode estar relacionada a uma incapacidade desses antibióticos em induzir a ativi- Inibição da da parede celular dade de autolisina. Nessas circunstâncias, embora a parede celular seja danificada e o crescimento, inibido, a bactéria Diferenças na Em virtude de peptidoglicano ser um componente exclusivo da estrutura e na composição da parede celular de bactérias Gram-positi- parede celular bacteriana, os agentes antibacterianos que previnem a vas e Gram-negativas determinam sua suscetibilidade aos antibióticos ligação cruzada das cadeias do peptidoglicano inibem a sintese da Como alguns agentes antimicrobianos não penetram atra- parede celular e são seletivamente tóxicos para as bactérias. As peni- vés da membrana externa de células Gram-negativas, seu espectro anti- cilinas e as cefalosporinas compreendem a maior e mais importante microbiano fica restrito a bactérias Gram-positivas. classe de drogas antibacterianas que inibem a síntese da parede celu- lar. Sua atividade bactericida está relacionada ao seu efeito em célu- las com crescimento ativo. A estrutura básica dos antibióticos Inibição da função da membrana celular está ilustrada na Figura 6.2. Penicilinas semi-sintéticas Se a integridade funcional da membrana celular é rompida, ma- e cefalosporinas podem ser produzidas por incorporação na molécula e ions escapam da célula, ocasionando lesão celular e básica de várias cadeias laterais sintetizadas quimicamente. As dife- morte. Comparativamente, poucos agentes antimicrobianos agem na renças nas cadeias laterais de um antibiótico específico influenciam membrana celular; aqueles que o fazem são usualmente bactericidas. seu espectro de atividade, estabilidade e resistência às Já que os agentes antibacterianos com essa atividade são mais tóxicos o modo de ação dos antibióticos envolve ligação a re- para as células animais do que as outras classes de antibióticos, seu uso ceptores celulares que são conhecidos como proteínas de ligação à é, em geral, limitado a aplicações</p><p>44 Quinn e colaboradores TABELA 6.2 Principais classes de drogas antimicrobianas e seus modos de ação Droga antimicrobiana Modo de ação Efeito Comentários Antibióticos Inibição da sintese de Bactericida Baixa Muitos deles são Penicilinas parede inativados por Cefalosporinas Vancomicina Inibição da sintese de Bactericida Usada contra Staphylococcus aureus parede Polipeptideos Inibição da função da Bactericida Desenvolvem baixa Polimixina membrana celular, Potencialmente nefrotóxicos e Colistina Nitrofuranos Inibição da sintese Bacteriostático Agentes sintéticos com amplo espectro protéica. de Relativamente Aminoglicosideos Inibição da sintese Bactericida Ativos principalmente contra bactérias Estreptomicina Bloqueia a Gram-negativas. Ototóxicos e Neomicina atividade ribossomal 30S. Tetraciclinas Inibição da sintese Bacteriostático Anteriormente usadas em alimentos como Oxitetraciclina Bloqueia a medicamento profilático. desenvolvimento Doxiciclina atividade ribossomal 30S. de resistência é Inibição da sintese Bacteriostático Em alguns países, o uso é proibido em animais Bloqueia a destinados à alimentação. atividade ribossomal 50S. Potencialmente Lincosamidas Inibição da sintese Bactericida ou ser tóxico em muitas espécies. Contra-indicados Clindamicina protéica. Bloqueia a bacteriostático para e animais neonatos. A administração oral Lincomicina atividade ribossomal é perigosa para Macrolideos da sintese Bacteriostático Ativos contra bactérias Alguns macro- Bloqueia a lideossão ativos contra micoplasmas patogênicos. Tilosina atividade ribossomal Quinolonas Inibição da sintese Bactericida Agentes sintéticos usados para tratamento de infecções Ácido nalidíxico de ácido nucléico entéricas e para patógenos Enrofloxacina pelo bloqueio da Novobiocina Inibição da sintese Bactericida ou usada com outras drogas de ácido nucléico bacteriostático compatíveis para o tratamento de pelo bloqueio da DNA-girase. Rifampicina Inibição da sintese Atividade antimicobacteriana; usada com de ácido nucléico para tratamento de infecções por Rhodococcus pelo bloqueio da DNA- polimerase Sulfonamidas da sintese Bacteriostático Análogo estrutural sintético do PABA ativo contra Sulfamezatina de ácido nucléico bactérias de crescimento rápido Sulfametoxazol por bloqueio competitivo da incorporação do ácido para-aminobenzóico (PABA) no ácido fólico. Trimetoprim Inibição da sintese Bacteriostático Geralmente administrado com de ácido nucléico Essa combinação, referida como uma sulfonamida por combinação com potencializada, é a enzima Nitroimidazoles Rompimento da estrutura Bactericida Particularmente ativos contra bactérias Metronidazol do DNA e inibição do também ativos contra alguns protozoários, repard de DNA.</p><p>Microbiologia e doenças infecciosas 45 Anel Anel Inibição da síntese de ácidos nucléicos Muitos agentes antibacterianos, incluindo quinolonas, novobioci- H H H S na, rifampicina, nitroimidazoles e sulfonamidas, inibem a de CH3 C ácidos nucléicos (Tab. 6.2). As quinolonas e a novobiocina agem na DNA-girase, a enzima que separa as fitas de DNA durante a replicação N C-COOH bacteriana. Embora a novobiocina seja ativa contra estafilococos e es- H treptococos, tem seu uso limitado à terapia intramamária local devido de a sua toxicidade. A rifampicina, ao interferir na atividade da RNA-poli- ação da merase DNA-dependente, previne a de RNA. Esse antibiótico é penicilinase ativo contra bactérias Gram-positivas, inclusive contra Estrutura básica das penicilinas em virtude do rápido desenvolvimento de microrganismos resistentes, costuma ser usado em combinação com outros agentes antibacterianos. o metronidazole, droga mais usada da classe dos nitroimidazoles, cau- S H H H sa a quebra das fitas do DNA, sendo particularmente eficaz contra bac- térias anaeróbias C H As sulfonamidas interferem na formação de ácido fólico, um pre- N cursor essencial à de ácidos nucléicos. Sua ação está da a sua semelhança estrutural com ácido para-aminobenzóico (PABA). COOH Quando presentes em concentrações suficientes, as sulfonamidas são Estrutura básica das cefalosporinas utilizadas pela enzima diidropteroato sintetase em vez do PABA (Fig. 6.3), formando análogos não-funcionais do ácido fólico. o trimetoprim, FIGURA 6.2 Estrutura básica das moléculas de penicilina e de derivado sintético da pirimidina, inibe a atividade da diidrofolato redu- cefalosporina. As atividades biológicas de diferentes penicilinas e tase, um passo posterior na sintese de ácido fólico pelas bactérias. cefalosporinas são influenciadas por suas estruturas de cadeia lateral (R). do usadas em combinação, a ação de cada droga é potencializada, resultando em aumento da atividade contra as bactérias. Sulfonamidas potencializadas são seletivamente tóxicas para bactérias, pois os ani- mais podem absorver ácido fólico pré-formado em seus alimentos. Inibição da síntese protéica TERAPIA ANTIBACTERIANA COMBINADA Várias classes de agentes antimicrobianos inibem a síntese protéi- Quando drogas antibacterianas são associadas para tratamento de ca. A toxicidade seletiva de alguns antibióticos relaciona-se a diferen- doença, o resultado é influenciado pelas combinações específicas em ças na estrutura entre ribossomos procariotas (70S) e eucariotas (80S). uso. Um efeito aditivo é produzido quando a ação combinada das dro- Tais antibióticos ligam-se a receptores nas subunidades 30S ou dos gas é equivalente à soma das ações de cada droga quando administra- ribossomos bacterianos. Aminoglicosídeos ligam-se à subunidade ribos- das separadamente. Um efeito sinérgico ocorre quando a ação combinada somal 30S e afetam certo número de diferentes passos na pro- de duas drogas é significativamente maior do que a soma dos efeitos de Isso resulta na formação de proteínas A resistência cada droga quando usadas separadamente. A indiferença é definida a pode ser intrínseca devido à falta de receptores es- como a falta de um efeito aumentado quando duas drogas são adminis- pecíficos na Resistência extrinseca é conferida por tradas em o antagonismo descreve a redução da deos, que podem codificar um número de enzimas capazes de degradar drogas antimicrobianas. Em algumas bactérias, particularmente nas anaeróbias, o sistema de transporte ativo essencial à entrada dos ami- pode ser NH2 NH2 As tetraciclinas também entram na célula por um processo de trans- porte ativo e ligam-se a receptores na subunidade 30S. Elas bloqueiam a união das moléculas de RNAt aos receptores, prevenindo a adi- ção de aminoácidos à cadeia o antibiótico que se liga à subunidade 50S, também previne a união dos aminoáci- dos à cadeia polipeptidica em crescimento. A atividade antibacteriana COOH dessas classes de drogas é diminuída se concentrações efetivas não fo- rem mantidas pelo período requerido. Estrutura básica Os antibióticos também inibem a síntese protéica para-aminobenzóico das sulfonamidas bloqueando a atividade da subunidade 50S. Embora esses antibióti- cos sejam bacteriostáticos, podem tornar-se bactericidas em altas con- FIGURA As sulfonamidas, análogas do ácido centrações. A resistência a antibióticos macrolídeos é mediada por competitivamente inibem a enzima sintetase, prevenindo a e envolve a alteração do sitio de ligação na subunidade produção de folato, um passo essencial na produção de DNA bacteriano. ribossomal Esse tipo de atividade é conhecido como inibição</p><p>46 Quinn e colaboradores cia da terapia antibacteriana combinada em comparação com a eficácia RESISTÊNCIA A DROGAS ANTIBACTERIANAS de cada droga separadamente. Esses efeitos, que podem ser demonstrados in vivo e in vitro, de- A resistência a drogas antibacterianas é um problema cada vez vem ser considerados quando as drogas forem selecionadas para trata- mais importante, tanto em humanos quanto em animais. o amplo e, mentos combinados de animais infectados. Se uma droga bacteriostática algumas indiscriminado uso dessas drogas resulta na seleção de é combinada com uma bactericida, pode ocorrer As dro- bactérias que são inerentemente resistentes. Estas não somente podem gas bactericidas, especialmente os antibióticos são efeti- tornar-se predominantes em uma população, como podem transferir vas contra células em divisão ativa. Se combinadas com uma droga material genético para bactérias que então adquirem resis- que inibe crescimento bacteriano, sua atividade bac- A resistência a drogas antibacterianas pode ser codificada pelo tericida pode ser anulada. Entre as drogas que agem sinergicamente, cromossomo bacteriano ou em Genes de resistência podem estão as sulfonamidas e que agem em dois sítios ser transferidos entre bactérias por meio de transdução, conjugação, tes na rota do ácido fólico, e as combinações de ácido clavulânico com transposição ou transformação (ver Tabela 6.3). A resistência a um agen- penicilina, nas quais o ácido clavulânico inibe a atividade da B-lacta- te antibacteriano resulta em resistência cruzada com mase. prevenindo a inativação da penicilina. outros agentes da mesma classe. Essa forma de resistência é encontra- da com sulfonamidas, tetraciclinas, e e transposons amiúde são mediadores de múltipla FATORES QUE INFLUENCIAM A ATIVIDADE cia, na qual os microrganismos se tornam resistentes a determinadas ANTIBACTERIANA drogas de diferentes classes. Esse tipo de resistência pode ser transferi- do rapidamente entre diferentes e espécies de bactérias. Isso é A atividade dos agentes antibacterianos é influenciada in vivo pelo comum entre membros da família entre espécies de sítio e pela taxa de absorção, pelo de excreção, pela distribuição Pseudomonas e entre anaeróbios do trato intestinal. A múltipla tecidual e pelo metabolismo de um agente específico. Além disso, a cia a drogas é particularmente preocupante em Salmonella Typhimu- atividade antibacteriana pode ser afetada pela interação entre o rium, uma das causas mais comuns de intoxicações alimentares em geno e a droga, bem como entre o hospedeiro e o patógeno. humanos de países desenvolvidos (Glynn et al. 1998). Linhagens resis- tentes coli foram encontradas em crianças saudá- veis de cidades dos Estados Unidos, Venezuela e da China (Lester et al., Interação droga-patógeno 1990). A compreensão de que microrganismos podem A resposta de um patógeno bacteriano à exposição a uma droga in adquirir resistência a compostos antibacterianos um fator vivo pode diferir consideravelmente da in vitro. ambiente in vitro ten- modelo de resistência de linhagens nos estudos está relacionado de a ser constante, ao passo que os patógenos podem encontrar ambi- aos tipos e às quantidades dos antibióticos usados na população em entes diferentes em vários órgãos e tecidos de um hospedeiro. Após a Os achados sugerem que podem ocorrer altos níveis de administração a distribuição e a concentração variam mui- cia nas bactérias da microbiota endógena da população humana sadia e Por exemplo, algumas drogas podem atravessar a barreira hematen- há, por isso, risco de essa resistência estender-se também a microrga- enquanto outras são encontradas na urina durante a nismos patogênicos. Se os patógenos são inativos na presença de drogas tais como as penicilinas, eles podem sobreviver e multiplicar-se, produzin- Mecanismos de resistência do doença Devido a sua localização, bactérias intracelulares ten- dem a ser mais resistentes a agentes quimioterápicos. Uma droga, ligada Os mecanismos que produzem resistência a drogas antibacteria- a proteínas e a outros componentes teciduais, pode ter seu efeito redu- nas incluem a produção de enzimas pelas bactérias que destroem ou zido. Além disso. produtos das reações inflamatórias, como pus e restos inativam as drogas e a redução da permeabilidade das células bacteria- necróticos, podem adsorver agentes antibacterianos. ambiente ácido As bactérias também podem desenvolver rotas metabólicas alter- nos tecidos necróticos também pode inibir a atividade antibacteriana nativas para substituir aquelas inibidas pelas Os antibióticos de algumas podem ser eliminados da célula, ou da droga pode ser estru- turalmente alterado. A alteração do sítio-alvo e a destruição enzimática Interação hospedeiro-patógeno do agente são provavelmente os mecanismos mais comuns pelos quais a resistência pode ocorrer. Exemplos de mecanismos de resistência em A administração de drogas antimicrobianas pode alterar a respos- algumas bactérias são apresentados na Tabela 6.3. ta imunológica do hospedeiro e a microbiota normal, particularmente na pele e no trato intestinal. Distúrbios na microbiota após Estratégias para limitar a resistência terapia para salmonelose, pode permitir desenvolvimento de um es- antibacteriana tado prolongado de portador. Além disso, grande alteração da microbi- ota normal pode permitir crescimento exagerado de microrganismos A resistência antibacteriana está amplamente difundida, e medi- resistentes, levando a Em tratados com antibióticos das de controle em determinado país podem ser ineficazes devido à por via oral, crescimento de Clostridium difficile pode causar colite importação de bactérias resistentes nos alimentos ou na microbiota nor- Várias respostas inflamatórias podem ser modificadas pela ad- mal de animais ou humanos de países onde os controles são menos ministração de Respostas agudas podem tornar-se crônicas se a rigorosos. Os profissionais da saúde e público em geral mostram-se terapia com drogas suprimir o crescimento de um patógeno, permitin- cientes dos riscos associados à resistência, de modo que medidas de do a sua controle realistas podem ser implementadas. É provável que medidas</p><p>e doenças infecciosas 47 TABELA 6.3 Resistência a drogas antibacterianas Exemplo de bactéria resistente/ Droga Alvo Base genética Comentários Eritromicina Proteina ribossomal Staphylococcus Os ribossomos não são afetados pela ação da droga devido a alterações Estreptomicina Enterobacteriaceae/cromossomal A mutação resulta em Tetracidina Proteína Enterobacteriaceae/mediada por plasmideo Proteínas produzidas para proteção do ribossomo. Mecanismos de transporte por plasmideo Diminuição da absorção ou desenvolvimento de mecanismo de efluxo dependente de Rifampicina RNA-polimerase Enterobacteriaceae/cromossoma A mutação resulta em alteração de DNA-dependente Fluoroquinolonas DNA-girase Enterobacteriaceae/cromossoma A mutação resulta em enzima alterada. Membrana celular Enterobacteriaceae/cromossoma Diminuição da Proteinas de ligação com Staphylococcus Diminuição da afinidade da PBP pela a penicilina (PBP) Proteína de ligação A membrana externa da maioria das bactérias com a penicilina Gram-negativas é inerentemente à droga. Proteinas de ligação aureus, Enterobacteriaceae/ Degradação enzimática da droga pelas com a penicilina cromossomal ou mediada por plasmideo Espécies de Staphylococcus e de Inativação da droga por uma ou mediada por plasmideo Sufonamidas Diidropteroato Enterobacteriaceae/cromossomal ou Nova rota para sintese de ácido fólico sintetase mediada por plasmideo empregando enzima sulfonamida para restringir 0 uso de antibióticos, combinadas com controle da ne, desinfecção e vacinação para prevenção e controle de doenças in- contaminação bacteriana, possam reduzir a ocorrência e a dissemina- ção de microrganismos resistentes. Recomendações para condutas com relação à resistência a anti- bacterianos estão contidas em The Copenhagem Recommendations (Ros- TESTE DE SENSIBILIDADE A dahl e Pedersen, 1998). Recomendações semelhantes têm sido ANTIMICROBIANOS publicadas por comitês especialistas no Reino Unido 1998, 1999) e nos Estados Unidos (Cohen, 1998). Sistemas efetivos de vigilância Testes para determinar os antibióticos mais adequados para 0 tra- para coleta de dados sobre microrganismos resistentes devem ser esta- tamento eficaz de uma doença podem ser feitos em microrganismos belecidos em níveis locais, nacionais e internacionais. o fornecimento e isolados de casos clínicos. Contudo, esses testes são realizados in vitro e uso de drogas antibacterianas devem ser rigorosamente monitorados talvez não demonstrem os vários fatores que podem afetar a atividade para permitir a avaliação dos riscos e dos benefícios da A pres- antibacteriana in vivo. Os resultados obtidos após tratamento podem crição de drogas antibacterianas deve estar baseada em recomendação não refletir modelo de de um isolado conforme deter- dos principios terapêuticos médicos e Idealmente, a tera- minado no Vários testes de sensibilidade a antibacterianos pia antimicrobiana deve ser ditada pelos resultados dos exames labora- estão disponíveis, como diluição em caldo, disco-difusão, gradiente em toriais, e as drogas devem ser administradas na dose terapêutica ágar e alguns métodos automatizados (Jorgensen et al., 1999). o méto- recomendada e pelo prescrito no Deve haver rigo- do de disco-difusão, de Kirby-Bauer, é uma técnica flexível e de baixo rosa retirada da droga após o tratamento feito por um determinado usada comumente em laboratórios de diagnóstico. Esse procedi- período em animais destinados à produção de Agentes anti- mento padronizado (National Committee for Clinical Laboratory Stan- microbianos não devem ser usados como promotores do crescimento, e dards, 1997) é empregado principalmente para testar bactérias aeróbias maior confiança deve ser depositada na melhora das medidas de higie- de crescimento rápido. Discos de papel-filtro contendo quantidades apro-</p><p>48 Quinn e colaboradores Disco com antimicrobiano Código do disco ampicilina cefalotina Crescimento da C, penicilina G bactéria-teste E. eritromicina enrofloxacina TE tetraciclina o número nos discos indica o conteúdo da droga para a penicilina, número indica unidades Zona de inibição FIGURA 6.4 Antibiograma de Escherichia usando crescimento bacteriano em base de ágar Após a aplicação dos discos com antimicrobianos, a placa inoculada é incubada a 37°C por 18 Os diâmetros das zonas de inibição são medidos (mm) e comparados com medidas internacionalmente aceitas para determinar a sensibilidade ou resistência do isolado (Quinn et 1994). priadas do agente antibacteriano são colocados em ágar uniformement Determinação da concentração inibitória te semeado com a bactéria a ser testada. o procedimento e método de mínima interpretação estão indicados na Figura 6.4. o diâmetro de cada zona de inibição é medido em milimetros, e os resultados são comparados a Procedimentos laboratoriais para determinar a concentração ini- tabelas padrão para a interpretação do tamanho da zona (Quinn et al. bitória mínima (MIC) estão ilustrados na Figura 6.5. A MIC de um agente 1994). A sensibilidade a uma droga antibacteriana indica que, se a dro- antibacteriano para uma bactéria específica pode ser determinada in ga alcançar terapêuticos nos tecidos a infecção causada vitro. A MIC é a maior diluição de uma droga capaz de inibir o cresci- pela bactéria pode responder ao tratamento. mento de um isolado. A concentração bactericida mínima (MBC) é a Inibição do crescimento Crescimento Nenhuma Com turvação turvação Concentração do antibiótico 256 128 64 32 16 (ug/mL) Como a concentração do antibiótico o número de bactérias aumenta. Subculturas em meio com ágar MBC MIC FIGURA Método de diluição para determinar a concentração inibitória (MIC) e a concentração bactericida mínima (MBC) de um antibiótico para uma Diluições em duplicata de antibiótico são feitas em caldo, uma quantidade padronizada de inóculo bacteriano é adicionada em cada tubo, e o teste é incubado a 37°C por 24 horas. A MIC é a maior diluição de um antibiótico que inibe crescimento da bactéria-teste, indicada pela ausência de turvação no tubo (64 no exemplo A MBC é maior diluição de um antibiótico que mata todas as células bacterianas (256 no exemplo demonstrada pela subcultura do caldo em meio com ágar Houve crescimento nas subculturas em meio com ágar do caldo de tubos sem turvação (128 e 64</p><p>Microbiologia e doenças infecciosas 49 maior diluição de uma droga capaz de matar uma bactéria específica National Committee for Clinical Laboratory Standards (1997). Performance standards (Fig. 6.5). for antimicrobial disk susceptibility Approved standard M2-A6 National Com- mittee for Clinical Laboratory Standards, Wayne, Pa. Quinn, P.J., Carter, M.E., Markey, B., Carter, G.R. (1994). Clinical Veterinary Microbio- Mosby-Year Book Europe, London. REFERÊNCIAS Rosdahl, VT. and Pedersen, K.B. (1998). The Copenhagen Recommendations: Report from the Invitational EU Conference on the Microbial Threat. Copenhagen, Den- Anon, (1998). Standing Medical Advisory Committee, Sub-Group on Antimicrobial Re- mark. 9-10 September, 1998. Ministry of Health, Ministry of Food, Agriculture sistance. Main Report: The Path of Least Department of Health, U.K. and Fisheries, Denmark. Anon, (1999). Advisory Committee on the Microbiological Safety of Food. Report on microbial antibiotic resistance in relation to food safety. Department of Health, U.K. Cohen, (1998). Antibiotic use. In Antimicrobial Resistance: Issues and LEITURA RECOMENDADA Workshop Report. National Academy Press, Washington, DC. Glynn, M.K., Dewitt, Dabney, Mokhtar, M. and Angulo, (1998). Emergence of multidrug-resistant enterica serotype Typhimurium Bennett, P.M. The spread of drug resistance. In Population Genetics of Bacte- DT104 infections in the United States. New England Journal of Medicine, 338, ria. Eds. S. Baumberg, Young, E.M.H. Wellington and J.R. Saunders. Cam- 1333-1338. bridge University Press, Cambridge, pp. 317-344. Jorgensen, J.H., Turnidge, J.D. and Washington, J.A. (1999). Antibacterial suscepti- Gold, H.S. and Moellering, R.C. (1996). Antimicrobial-drug resistance. New England bility tests: dilution and disk diffusion methods. In Manual of Clinical Microbio- Journal of Medicine, 1445-1453. logy, Seventh Edition. Eds. P.R. Murray, E.J. Barron, M.A. Pfaller, F.C. Tenover and S.B. (1998). The challenge of antibiotic resistance. Scientific American, 278, R.H. Yolken. ASM Press, Washington, D.C. pp. 1526-1543. Lester, S.C., del-Pilar-Pla, M., Wang, Perez-Schael, Jiang-H and O'Brien, T.F. Nicolaou, K.C. and Boddy, C.N.C. Behind enemy lines. Scientific (1990). The carriage of coli resistant to antimicrobial agents by heal- 284, 46-53. thy children in Boston, in Caracas, Venezuela and in Qin Pu, China. New England Prescott, J.F. and Baggot, J.D. (1993). Antimicrobial Therapy in Veterinary Medicine. Journal of Medicine, 323, 285-289. Second Edition. lowa State University Press, Ames,</p><p>Colonização bacteriana, CAPÍTULO 7 invasão tecidual e doença clínica E mbora a maioria das bactérias seja saprófita e cresça na maté- A de eventos que se segue a infecções de animais susce- ria orgânica do meio ambiente, um pequeno número delas, tíveis por um patógeno bacteriano é resumida na Figura 7.1. denominadas bactérias patogênicas, produz infecção e doença em ani- As infecções podem ser contraídas por várias vias, as quais podem mais e em humanos. Infecção por algumas bactérias, como o antraz, ser importantes na determinação do resultado. Em infecções exógenas, causado pelo Bacillus anthracis, é invariavelmente fatal. o desenvolvi- os patógenos podem entrar no hospedeiro por meio da pele, da mento e a gravidade das infecções por outras bactérias patogênicas são tiva ou das membranas mucosas dos tratos respiratório, gastrintestinal influenciados por determinantes relacionados ao hospedeiro, como es- ou urogenital. Outras possíveis rotas de entrada incluem canal da tado fisiológico e competência A pele é uma barreira de mama e umbigo. Ademais, linhagens enterotoxigênicas de Escherichia defesa importante, consistindo de várias camadas, inclusive de uma coli podem, sem invasão, causar enterite em animais de granja recém- camada queratinizada mais Muitas bactérias não podem pene- nascidos só por aderência ao revestimento da mucosa e por produ- trar através da pele, a menos que ela esteja lesada por algum ção de toxinas. Doenças bacterianas também podem resultar de infecções oportunistas A virulência de uma bactéria relaciona-se a sua habilidade de in pelos comensais, os quais normalmente colonizam a superfície epitelial vadir e produzir doença em um animal normal. Microrganismos alta- sem efeitos Infecções oportunistas também podem ser cau- mente virulentos produzem doença grave ou morte em muitos animais sadas por saprófitas ambientais, tais como Nocardia asteroides e Pseu- afetados, enquanto bactérias de baixa virulência raramente produzem domonas sp, que entram no organismo através de feridas ou por inalação. doença grave. Os fatores que influenciam o resultado da interação en- Na década de 1870, Robert Koch um número de critérios tre hospedeiro e patógeno estão ilustrados na Figura 7.2. As bactérias que tinha de ser preenchido por determinado microrganismo para ser podem ligar-se a superfícies epiteliais. Alguns comensais têm afinidade confirmado como causa de uma doença específica. Para os postulados por ao contrário, patógenos geralmente possuem de Koch serem preenchidos, o microrganismo deve ser demonstrado superficiais específicas que permitem à aderência a receptores nas cé- pelo isolamento em cultura pura dos tecidos de todos os animais com a lulas do hospedeiro. Adesinas nas extremidades das fímbrias das doença. Além disso, quando introduzido em um animal suscetível sau- rias Gram-negativas geralmente ligam-se ao componente carboidrato dável, deve causar a Deve também ser possível isolar o micror- das glicoproteínas e dos glicolipídeos da membrana celular das células ganismo do animal infectado experimentalmente, enquanto o isolado do hospedeiro. Linhagens de determinadas espécies bacterianas podem deve ser idêntico ao microrganismo original. Embora muitas doenças possuir diferentes tipos de fímbrias, cada uma com especialidade para infecciosas dos animais possam preencher os postulados de Kock, fica um receptor Eles podem explicar várias síndromes de doen- claro que algumas não os preenchem. Os postulados de Koch não se ças entéricas associadas a diferentes linhagens do mesmo enteropató- aplicam a doenças causadas por patógenos oportunistas. Da mesma geno. Algumas adesinas estão presentes na superfície de bactérias forma, também não são preenchidos por doenças associadas a agentes Gram-negativas e não nas A invasina, uma adesina presente infecciosos múltiplos nem pelas precipitadas por imunossupressão ou na superfície de Yersinia enterocolitica, reconhece receptores chamados por fatores ambientais integrinas nas células do hospedeiro. Embora as integrinas estejam pri- mariamente envolvidas nos processos inflamatórios, como aderência de leucócitos à superfície endotelial, as bactérias patogênicas podem INFECÇÕES DE ANIMAIS SUSCETÍVEIS utilizar essas estruturas para se ligar às Escherichia coli entero- patogênica possui uma adesina, proteína de membrana externa chama Os animais podem ser expostos a infecções por vias endógenas ou da intimina. Diferentemente das outras adesinas, a intimina liga-se a exógenas. As infecções exógenas ocorrem após transmissão direta ou um receptor protéico, Tir (receptor translocado para intimina), o qual indireta de animal infectado ou do meio ambiente. As infecções endó- é produzido pela bactéria e incorporado dentro da membrana das célu- genas podem ser causadas por bactérias comensais quando um animal las do hospedeiro. Entretanto, há evidências de que a intimina possa está sujeito a fatores estressantes. ligar-se às células na ausência do Tir (Hartland et al., 1999).</p><p>Microbiologia e doenças infecciosas 51 Infecção de hospedeiro por patógeno bacteriano Entrada do Aderência à pele ou às Engolfamento por células fagoci- membranas mucosas epitélio lesado tárias nas membranas mucosas Replicação na Sobrevivência em Destruição por superficie epitelial citos e transferência tecidual fagócitos com colonização para dentro dos tecidos Lesão tecidual local Doença aguda generalizada Doença crônica Sobrevivência influenciada pela gravidade da infecção FIGURA 7.1 Possível após infecção de animal por uma bactéria As bactérias Gram-positivas podem ligar-se a proteínas da matriz ro-enxofre envolvidas no transporte de elétrons têm grande papel na extracelular, como fibronectina, laminina e colágeno. Uma respiração bacteriana. A maior parte do ferro no organismo do animal proteína de ligação com a fibronectina, a proteína F, é necessária na não está disponível à bactéria porque está ligada a proteínas de ligação aderência de estreptococos a células epiteliais respiratórias. A coagula- com o ferro, como a lactoferrina e a transferrina. Entretanto, muitas se associada a estafilococos patogênicos promove aderência ao fibrino- bactérias patogênicas têm mecanismos evoluídos para obter ferro dos gênio da cobertura superficial. A interação entre Klebsiella pneumoniae seus hospedeiros, incluindo a produção de compostos quelantes do fer- com as células intestinais humanas é aumentada porque esta possui ro (sideróforos), que podem remover ferro da transferrina e da lacto- material semelhante à cápsula (Faire-Bonte et al., 1995). Em contraste, ferrina. Algumas bactérias podem extrair ferro dessas moléculas na a cápsula de algumas bactérias, como da Pasteurella multocida (Jacques ausência de outras podem lisar hemácias para obter ferro et al., 1993), Actinobacillus pleuropneumoniae (Rioux et al., 1993) e es- da hemoglobina. treptococos do grupo B (Kallman et al., 1993), pode impedir a aderência a células do hospedeiro. postulado, portanto, que a expressão de cápsu- Disseminação no hospedeiro las por algumas espécies bacterianas pode ser negativamente regulada no inicio da infecção para evitar interferência com a adesão e positiva- A evasão ante os mecanismos de defesa é essencial para o sucesso mente regulada nos estágios tardios da infecção (St. Geme et al., 1996). da invasão do hospedeiro pelo patógeno. Alguns dos mecanismos que participam da sobrevivência bacteriana no hospedeiro estão apresenta- Colonização e crescimento dos na Tabela 7.1. Certas bactérias permanecem no local da infecção primária, com extensão somente local. Essa invasão localizada pode ser Os patógenos ligados a células receptoras do hospedeiro devem facilitada pela lesão dos tecidos do hospedeiro por meio de colagena- replicar para evitar eliminação total em células por meio de células ses, lipases, hialuronidases e fibrinolisina produzidas pelas bactérias. descamadas. Essa replicação na superfície é referida como colonização. As bactérias podem disseminar-se pelo organismo através da corrente A fim de replicar, os patógenos devem competir com sucesso pelos nu- livré no plasma ou em Na bacteremia, as bactéri- trientes com a flora normal, tolerar as condições do microambiente do as estão presentes transitoriamente na corrente sem repli- hospedeiro e evadir-se dos mecanismos de defesa do hospedeiro. cação. Na septicemia, os microrganismos patogênicos multiplicam-se e A disponibilidade do ferro é um fator limitante ao crescimento da persistem na corrente produzindo doença Os bactéria. ferro, como componente dos citocromos, e as proteínas fer- mecanismos utilizados pelas bactérias para cruzar a barreira epitelial</p><p>52 Quinn e colaboradores TABELA 7.1 Mecanismos que participam da sobrevivência Patógeno bacteriano Animal suscetivel bacteriana no hospedeiro Mecanismo Comentários Determinantes relacionados Determinantes ao relacionados ao Virulência hospedeiro Cadeia polissacaridica Comprimento da cadeia impede no meio ambiente Espécie do antigeno a ligação da membrana do complexo de ataque Rota de entrada Raça à membrana do complemento com a membrana Dose infectiva Idade externa de muitas bactérias Gram-negativas Tropismo tecidual Sexo Suscetibilidade às defesas do Fatores genéticos Antigeno capsular Incorporação de ácido siálico por algumas hospedeiro Fatores fisiológicos bactérias Gram-negativas tem efeito inibidor na atividade do complemento. Produção de cápsula Papel antifagocitário para muitas Produção de Atividade antifagocitária em Streptococcus equi Fatores modificantes proteína M Estresse ambiental Deficiência nutricional Produção de proteina Estafilococos e estreptococos produzem Lesão tecidual de ligação com proteína que se liga à região da previne Disfunção metabólica a interação com receptor na membrana dos Doença intercorrente Produção de Citólise de fagócitos por toxinas produzidas por leucotoxinas Mannheimia haemolytica, sp e Animal infectado outras bactérias patogênicas. Interferência com Permite a sobrevivência de micobactérias fusão patogênicas dentro de lisossomo Doença clínica Escape dos Mecanismo de sobrevivência usado por fagossomos monocytogenes e FIGURA 7.2 Fatores determinantes e modificantes que podem Resistência à lesão Permite sobrevivência de salmonelas e brucelas influenciar resultado da infecção bacteriana em animais oxidativa dentro de Imitação antigênica Adaptação de antigenos superficiais por dos antigenos do espécies de Mycoplasma para evitar são pouco Em animais a junção incomple- hospedeiro reconhecimento pelo sistema imunológico. ta entre os enterócitos pode permitir a entrada de A Variação antigênica Permite a sobrevivência de espécies de passagem das bactérias para interior dos enterócitos ou células M, da superficie dos Mycoplasma e borrélias apesar da resposta transcitose, é a via mais comum de entrada de enteropatógenos. As antigenos imunológica do hospedeiro a esses células células epiteliais especializadas que cobrem as placas de Produção de Conversão de em fibrina por periodicamente engolfam bactérias intestinais, apresentando-as às cé- coagulase Staphylococcus aureus pode isolar local da lulas que ficam logo abaixo e que pertencem ao sistema infecção da resposta imune Espécies de Yersinia e a Campylobacter entram no hospedeiro sa maneira. As salmonelas podem invadir através de enterócitos ou cé- lulas M por um mecanismo único, que envolve indução de distúrbio na membrana seguido pela internalização pela célula do hospedeiro. A disseminação da Mycobacterium bovis ao longo do organismo pode ocor- sua estrutura e em seu modo de ação (Tab. 7.2). As exotoxinas são rer após a fagocitose pelos Após ingestão, a Listeria mono- produzidas tanto por bactéria Gram-positivas como por Gram-negati- cytogenes pode disseminar-se da cavidade oral para sistema nervoso As endotoxinas, que são os presentes na mem- central (SNC) por meio dos nervos craniais. brana externa de bactérias Gram-negativas, são liberadas quando as células são As exotoxinas são com produzidas dentro do organis- Lesão nos tecidos do hospedeiro e sinais clínicos associados mo do hospedeiro e exercem seus efeitos local ou De modo ocasional, as como a potente toxina da Clostridium As bactérias podem lesar diretamente os tecidos do hospedeiro botulinum, são ingeridas em alimentos contaminados e produzem efei- pelos efeitos de exotoxinas e endotoxinas. Além disso, uma lesão teci- tos Os efeitos das exotoxinas estão resumidos no Quadro dual pode ser resultado indireto da atividade de enzimas secretadas 7.1. Algumas delas causam a morte celular por digestão dos lipídeos da pela bactéria a partir da reação inflamatória e da resposta imunológica membrana celular ou por inserção dentro da membrana, formando pro- do hospedeiro. As exotoxinas e as endotoxinas bacterianas diferem em que agem como poros. As lecitinases e as fosfolipases degradam</p><p>Microbiologia veterinária e doenças infecciosas 53 TABELA Comparação entre exotoxinas e endotoxinas QUADRO 7.2 Efeitos das endotoxinas Exotoxinas Endotoxinas Interação com fagócitos polimorfos nucleares e Produzidas por bactérias Componentes da parede celular de mononucleares, com plaquetas e com B vivas, Gram-positivas ou bactérias Gram-negativas, liberadas Liberação de levando a quadro febril após morte Ativação do complemento, promovendo alterações Proteinas, geralmente de Lipopolissacarideos complexos contendo inflamatórias alto peso lipided A, componente Toxina potente, geralmente Toxinas com atividade generalizada com atividade inespecífica moderada; potentes Altamente fracamente não meio da promoção de resposta inflamatória envolvendo ativação do rapidamente responsável pela produção de complemento e Altas doses de endotoxinas induzem coa- convertida em toxóides que Anticorpos neutralizantes não-associados gulação intravascular disseminada associada à hipotensão e ao choque. induzem à exposição natural A endotoxina estimula a coagulação ativando fator de coagulação XII, causando degranulação de plaquetas e fomentando neutrófilos a libe- Sintese determinada Codificada no rarem proteínas que estabilizam o coágulo de fibrina. Reações inflama- tória e piréxica, induzidas por componentes da parede celular, também são fatores de infecção por muitas bactérias A resposta inflamatória local e enquanto essencial para agir contra a infecção, pode induzir lesão nos tecidos do hospedeiro. A da membrana A de Staphylococcus aureus resposta imunológica do hospedeiro também pode causar lesão tecidu- e a estreptolisina produzida por alguns estreptococos formam poros al. Esse é um fator da patogênese das reações inflamatórias crônicas na membrana celular das Certas exotoxinas interrompem associadas à infecção microbacteriana, as quais estão relacionadas à processos intracelulares. A estrutura dessas toxinas é semelhante e con- resposta imunológica do hospedeiro. Além disso, em infecções causa- siste de duas uma liga-se à membrana celular, e a outra, a das por Borrelia burgdorferi, a formação de imunocomplexos pode con- molécula tóxica que tem atividade enzimática, interrompe a função tribuir para a patogênese da doença de Lyme. No tétano e no botulismo, as moléculas tóxicas agem nas Bactérias como Staphylococcus aureus podem anular a resposta proteínas responsáveis pela liberação de neurotransmisso- imunológica por produção de superantigenos. Estes são proteínas que res e de mediadores inibitórios. podem ligar-se de modo inespecífico a receptores nos linfócitos como As endotoxinas de bactérias Gram-negativas contém um à molécula classe II do complexo principal de histocompatibilidade. deo A) e um composto Nas células apresentadoras de essa interação inespecífica de um núcleo e de um polissacarideo resulta na ativação de grande número de com abundante A toxidade dessa molécula polissacarídica complexa reside na porção produção de citocinas e efeitos tóxicos generalizados. lipídica A. Os efeitos das endotoxinas estão resumidos no Quadro 7.2. Células com essas endotoxinas interagem inclusive com fagócitos mo- nonucleares, neutrófilos, plaquetas e linfócitos B. Os efeitos das endo- TIPOS DE INFECÇÕES BACTERIANAS toxinas dependem da quantidade presente na circulação e podem ser influenciados por exposição prévia à Em baixas concentrações, A doença não é uma inevitável da Quando as endotoxinas induzem febre pela liberação de pirógenos endógenos, animais são infectados por um patógeno bacteriano, o resul- como e fator de necrose tumoral dos leucócitos, e por tado é determinado pela virulência do patógeno e pela resposta do Essa resposta pode variar desde doença moderada até morte A relação patógeno-hospedeiro também pode influenciar a natureza da reação tecidual e a transmissão do agente infeccioso para outros animais. Alguns patógenos individuais tendem a produzir um QUADRO 7.1 Efeitos das exotoxinas quadro clínico prognosticável após a infecção de um hospedeiro susce- antraz em ruminantes é invariavelmente superagudo e fatal. Ao Lesão da membrana celular contrário, infecções com bactérias como Salmonella Dublin em bovinos Digestão enzimática pode produzir muitas formas diferentes de doença. Formação de poros A infecção bacteriana pode ser convenientemente classificada como Interferência na síntese protéica aguda, subaguda, crônica ou persistente. As infecções agudas em geral Elevação das taxas de AMP cíclico curso clínico severo e curto, por um período de Interrupção das funções relacionadas ao sistema nervoso dias, e as bactérias invasoras são geralmente eliminadas do organismo Digestão de componentes do tecido intersticial: colágeno, pela resposta imunológica do hospedeiro. Este pode eliminar agente elastina, ácido hialurônico em grande quantidade por curto período. As infecções subagudas pro- duzem efeitos clínicos de menor</p><p>54 Quinn e colaboradores As infecções crônicas tendem a ocorrer quando o hospedeiro falha Hartland, E.L., Batchelor, M., Delahay, R.M., Hale, Matthews, S. Dougan G, em eliminar o Com frequência, o agente infeccioso, a princi- ton, S., Connerton, and G. (1999). Binding of intimin from enteropa- pio, replica em taxa alta e é eliminado da maioria thogenic Escherichia coli to Tir and to host cells. Molecular 151-158. dos locais do organismo pela resposta imunológica do hospedeiro. Ocorre Jacques, M., Kobisch, M., Belanger, M. and Dugal, (1993). Virulence of capsula- persistência em certos como os túbulos e o SNC, ted and noncapsulated of Pasteurella and their adherence to onde os efeitos da imunidade humoral e da mediada por células são porcine respiratory tract cells and mucus. Infection and 61, mínimos. Pode haver eliminação persistente de alguns desses como na leptospirose bovina, em que as leptospiras muitas vezes são elimina- Kallman, J., Schollin, J., Hakansson, S., Andersson, A. and Kihlstrom, E. Adherence of group B streptococci to human endothelial cells in Acta das pela urina durante mais de um ano. Algumas infecções crônicas Microbiologica et Immunologica 101, 403-408. podem ser caracterizadas pela persistência, com ou sem eliminação do Rioux, S., Galarneau, C., Harel, J., Kobisch, M., Frey, J., Gottschalk, M. and Jac- agente etiológico. Bovinos que estabeleceram resposta imunológica ques, M. (2000). Isolation and characterization of a capsule-deficient mutant mediada por células (resposta imunológica celular) efetiva contra in- of Actinobacillus pleuropneumoniae serotype Microbial Pathagenesis, 28, fecções por Mycobacterium bovis podem permanecer cronicamente in- 279-289. fectados, com o microrganismo persistindo em foco localizado, sem St. Geme, J.W. III and Cutter, D. (1996). Influence of pili, fibrils and capsule on in vitro adherence by influenzae type G. Molecular Microbiology, 21, eliminação. Pode ocorrer eliminação intermitente em mastite bovina 21-31. nica causada por S. aureus. Infecções bacterianas latentes são caracteri- zadas por persistência do patógeno no hospedeiro, sem eliminação, embora esta possa acontecer Salmonella Dublin, quando estabe- LEITURA RECOMENDADA lece infecção latente na vesicula biliar de bovinos, apresenta eliminação fecal intermitente e é precipitada pelo estresse. Butel, J.S. and Morse, S.A. (1998). Pathogenesis of bacterial infection. In Melnick and Adelberg's Medical Twenty-first Edition. REFERÊNCIAS Appleton and Lange, Stamford, Connecticut, PP 134-144. Gyles, and Thoen, C.O. (1993). Pathogenesis of Bacterial Infections in Second Edition. lowa State University Press, Ames, lowa. Favre-Bonte, S., Darfeuille-Michaud, A. and Forestier, (1995). Aggregative adhe- Madigan, M.T. Martinko, J.M. and Parker, J. (1997). Host-parasite relationships. In rence of Klebsiella to intestine-407 cells. Infection and Immunity, Brock, Biology of Eighth Edition. Prentice Hall International, 63, 1318-1328. London, pp. 785-812.</p><p>SEÇÃO II Bactérias patogênicas CAPÍTULO 8 Gênero Staphylococcus PONTOS-CHAVE Cocos Gram-positivos em arranjos semelhantes a cachos de em meios não-enriquecidos Colônias de tamanho ou As colônias de aureus e de S. intermedius produzem hemólise dupla Anaeróbios facultativos, imóveis, catalase-positivos Comensais de membranas mucosas e da A produção de coagulase está relacionada à patogenicidade. Relativamente estáveis no meio ambiente Causam infecções piogênicas estafilococos são cocos Gram-positivos, com aproxima- HÁBITAT USUAL damente de diâmetro e que tendem a formar agru- pamentos em arranjos semelhantes a cachos de uva o nome As espécies do Staphylococcus estão amplamente deriva das palavras gregas staphyle e kokkos para designar cachos de das no mundo todo como comensais na pele de animais e na de huma- uva e grão, respectivamente. No mínimo 30 espécies de Staphylococcus Também são encontradas em membranas mucosas do trato ocorrem como comensais da pele e membranas algumas po- respiratório superior e urogenital inferior e como transitórios no trato dem atuar como patógenos oportunistas, causando infecções digestivo. São relativamente estáveis no meio ambiente. Linhagens de A maioria dos estafilococos é anaeróbia facultativa e estafilococos exibem afinidade seletiva por espécies particulares de ani- sitiva. São imóveis, oxidase-negativa e não formam Duas espé- A transferência de linhagens de aureus entre espécies animais e cies, S. aureus subsp angerobius saccharolyticus, são anaeróbias e homem é catalase-negativas. Os estafilococos coagulase-positivos S. aureus subsp. aureus (refe- DIFERENCIAÇÃO ENTRE ESPÉCIES DE rido como S. aureus) e e o coagulase-variável S. STAPHYLOCOCCUS são importantes patógenos de animais domésticos 8.1). A produ- ção de coagulase está correlacionada à Embora os es- Em espécimes clínicos, espécies do gênero Staphylococcus devem ser tafilococos coagulase-negativos sejam pouco virulentos, alguns diferenciadas de espécies do gênero Micrococcus 8.3). Os estafiloco- ocasionalmente causam doença nos animais e no homem 8.2). cos são geralmente catalase-positivos, enquanto os estreptococos são ca- o gênero Staphylococcus é geralmente classificado por seu aspecto colonial, pelo tipo de pelo perfil bioquímico e pelo padrão de genes de restrição RNA ribossômico (Thomson-Carter et 1989). Algumas das principais reações dos estafilococos coagulase- positivos estão indicadas na Tabela 8.4. Elas podem ser particularmente importantes para diferenciar aureus de intermedius em certas condi- ções clínicas especialmente em e Em laboratórios de diagnóstico veterinário, a identificação fica de estafilococos coagulase-negativos está reservada micror- ganismos que são isolados em cultura quase pura ou que são recuperados de locais normalmente estéreis, como articulações ou fluido cérebro- espinal Características Colônias de estafilococos são geralmente opacas e com FIGURA 8.1 Estafilococos em arranjos característicos de "cachos de uva" mais de 4 mm de As colônias de linhagens de S. aureus</p><p>56 Quinn e colaboradores TABELA 8.1 Estafilococos coagulase-positivos e sua importância TABELA 8.2 Estafilococos coagulase-negativos isolados a partir de animais Espécies Hospedeiros Condições clínicas Espécies Hospedeiro/Origem Staphylococcus Bovinos Mastite, impetigo no úbere Caprinos/narinas Aves domésticas/pele Ovinos Mastite S. capitis Bovinos/leite Piemia pelo carrapato (cordeiros) Foliculite benigna (cordeiros) caprae Cabras/pele Dermatite 5. caseolyticus Bovinos/leite, produtos derivados do leite Caprinos Mastite S. chromogenes Dermatite Suínos, aves domésticas/pele Suinos Botriomicose da glândula cohnii mamária Impetigo na gländula mamária 5. epidermidis em feridas Cordão esquirroso do cordão espermático), S. equorum mastite S. Felinos/otite externa, infecções na pele Condições supurativas 5. gallinarum Aves domésticas/infecções na pele gatos semelhantes causadas S. intermedius 5. haemolyticus Aves Artrite e septicemia nos perus hominis Bovinos/leite domésticas ulcerativa lentus ovinos, na pele Onfalite em aves saprophyticus Gatos/pele S. intermedius Pioderma, endometrite, otite externa e outras S. Gatos e outros animais/infecções na pele condições supurativas S. simulans Gatos Várias condições piogênicas gatos, suinos/pele Bovinos Mastite (rara) S. vitulinus ovinos, suinos/pele S. Epidermite exsudativa (eczema S. úmido) S. xylosus Bovinos, Artrite Gatos, aves Bovinos Mastite (rara) a partir de casos de clínica subclinica S. aureus subsp. Ovinos Linfadenite por et (1989) S. delphini Golfinhos Lesões supurativas na pele S. schleiferi subsp. Otite externa a alfa-hemolisina causa uma zona estreita de hemólise imediata- mente ao redor da colônia, e a beta-hemolisina produz uma zona aureus pode causar septicemias neonatas e infecções em a murtas espécies larga de hemólise parcial ou incompleta. Isso é conhecido como das linhagens de são dupla hemólise (Fig. 8.2). Essas hemolisinas in vivo agem como por al (1990) Os estafilococos coagulase-negativos exibem variações na sua capacidade de produzir hemolisina, as quais geralmente se desenvolvem de modo Isolados de S. hyicus não são hemoli- de bovinos e humanos são Colônias de alguns estafilococos coagulase-negativos também são pigmentadas. Teste da coagulase em lâmina e tubo: Hemólise em ágar-sangue bovino ou ovino: Nesses testes, a suspensão bacteriana é misturada com plasma de Quatro hemolisinas estafilocócicas são conhecidas: alfa, beta, gama coelho em uma lâmina ou em um tubo pequeno. o fibrinogênio no e delta. Cada hemolisina difere antigênica e bioquimicamente, bem plasma do coelho é convertido em fibrina pela coagulase: como nos seus efeitos sobre as hemácias de diferentes o teste em lâmina detecta a presença de uma coagulase liga- animais. As linhagens variam na sua capacidade de produzir he- da ou um fator de aglutinação (fator clumping) na superfície molisina; as linhagens de S. aureus e S. intermedius geralmente bacteriana. Uma reação positiva é indicada pela aglutinação produzem hemolisinas alfa e beta. No ágar-sangue de ruminantes, das bactérias no intervalo de a 2 minutos.</p><p>Microbiologia veterinária e doenças infecciosas 57 TABELA 8.3 Diferenciação de cocos Gram-positivos Disco de Características em Produção de Produção de Produção de bacitracina Microrganismo esfregaços corados coagulase catalase oxidase Teste (0,04 unidades) Staphylococcus spp. Agrupamentos irregulares + + F Resistente spp. Tétrades + Streptococcus e Cadeias F Resistente Enterococcus spp. de o contendo púrpura de bromocresol como indica- Hemólise completa causada pela alfa-hemolisina dor de pH e 1% de maltose, é usado para diferenciação entre S aureus e S. intermedius (Quinn et 1994). Staphylococcus aureus utiliza maltose, acidificando meio, e as colônias ficam com coloração amarela. Staphylococcus intermedius fermenta Ágar-sangue incompleta causada pouco a maltose, não alterando a con do meio (púrpura). ovino ou pela beta-hemolisina Testes bioquímicos comercialmente disponíveis podem ser usados para confirmação de espécies de Staphylococcus. Métodos moleculares, como a reação em cadeia da polimerase FIGURA 8.2 A hemólise dupla característica de aureus e de são geralmente realizados em pesquisas ou em laboratóri- intermedius em ovino ou os de referência. o teste em tubo detecta a coagulase livre ou estafilocoagula- PATOGÊNESE E PATOGENICIDADE se que é secretada pela bactéria para o plasma, Esse é um teste definitivo para a produção de coagulase, sendo que a Como os estafilococos são bactérias piogênicas, cau- reação positiva é indicada pela formação de coágulo no tubo sam lesões supurativas. Pequenos traumas ou imunossupressão podem após a incubação por 24 horas a predispor ao desenvolvimento de Os fatores de virulência do S Testes bioquímicos para diferenciação entre aureus e S. interme- aureus e seus efeitos patogênicos estão indicados na Tabela 8.5. o signifi- dius (Tab. cado patogênico de alguns desses fatores não está Em- Um teste rápido para detecção de acetoína tem sido desen- bora alguns fatores de virulência sejam mediados por ou fagos, volvido (Davis e Hoyling, 1973) a maioria está codificada no genoma dos TABELA 8.4 para diferenciação entre estafilococos coagulase-positive Produção de coagulase Coloração das Hemólise em ágar- Produção de Utilização Espécies colônias sangue ovino Teste em tubo Teste em lâmina acetoína da S. aureus + + + + Branco + + + Branco aureus subsp. Branco + delphini Branco + + nd schleiferi subsp. Branco + + coagulans de em ágar púrpura + mais de 90% das amostras positivas em linhagens de bovinos e de humanos mais de 90% das amostras pouca nd reação</p><p>You have either reached a page that is unavailable for viewing or reached your viewing limit for this book.</p><p>You have either reached a page that is unavailable for viewing or reached your viewing limit for this book.</p><p>You have either reached a page that is unavailable for viewing or reached your viewing limit for this book.</p><p>You have either reached a page that is unavailable for viewing or reached your viewing limit for this book.</p><p>You have either reached a page that is unavailable for viewing or reached your viewing limit for this book.</p><p>You have either reached a page that is unavailable for viewing or reached your viewing limit for this book.</p>