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LAÍS AMARAL FRANÇA LEÃO
CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO
Porto Velho - RO
2024
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LAÍS AMARAL FRANÇA LEÃO
CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO
Atividade avaliativa apresentada à
disciplina de Microbiologia e Imunologia
do curso de Odontologia do Centro
Universitário São Lucas, Porto Velho –
Campus 1, realizada como requisito
parcial para a obtenção de nota.
Professor: Saara Neri Fialho
Porto Velho - RO
2024
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INTRODUÇÃO
O controle científico do crescimento microbiano começou há cerca de 100
anos. Em meados de 1800, o médico húngaro Ignaz Semmelweis e o médico inglês
Joseph Lister utilizaram essa ideia em algumas das primeiras práticas de controle
microbiano para procedimentos médicos. Essas práticas incluíam a lavagem das
mãos com o microbicida hipoclorito de cálcio [Ca(OCl)2] e o uso de técnicas de
cirurgia asséptica para prevenir a contaminação microbiana das feridas cirúrgicas.
Naquele tempo, as infecções adquiridas em hospitais, ou infecções nosocomiais,
eram a causa da morte em pelo menos 10% dos casos cirúrgicos, sendo ainda
maiores, 25%, em mães em trabalho de parto. A falta de conhecimento em relação
aos micróbios era tanta, que, durante a Guerra Civil Americana, entre uma incisão e
outra, o cirurgião podia limpar o bisturi na sola da bota. Hoje sabemos que a
lavagem das mãos é a melhor forma de prevenir a transmissão de patógenos, como
o norovírus, mostrado na fotografia. O controle dos norovírus em superfícies
ambientais é o assunto do Caso clínico.
Ao longo do último século, os cientistas continuaram a desenvolver uma série
de métodos físicos e agentes químicos para controlar o crescimento microbiano. No
presente trabalho, discutiremos os métodos para o controle dos microrganismos
após a infecção ocorrer, principalmente a antibioticoterapia.
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1 TERMINOLOGIA DO CONTROLE MICROBIANO
1.1 ESTERILIZAÇÃO
A esterilização é a remoção ou destruição de todos os microrganismos vivos,
normalmente realizada com vapor sob pressão ou um gás esterilizante, como o
óxido de etileno. O aquecimento é o método mais comum usado para destruir
microrganismos, incluindo as formas mais resistentes, como os endósporos. Um
agente capaz de esterilizar é chamado de esterilizante. Líquidos ou gases podem
ser esterilizados por filtração.
1.1.1 Esterilização Comercial: Tratamento limitado de calor suficiente para
destruir os endósporos de Clostridium botulinum em alimentos enlatados. Os
endósporos mais resistentes de bactérias termófilas podem sobreviver, mas não
germinarão e crescerão sob condições normais de armazenamento.
1.2 DESINFECÇÃO
O controle direcionado à destruição de microrganismos nocivos é chamado de
desinfecção. Esse termo normalmente se refere à destruição de patógenos na forma
vegetativa (não formadores de endósporos), o que não é o mesmo que esterilidade
completa. Processos de desinfecção podem ser realizados com o uso de
substâncias químicas, radiação ultravioleta, água fervente ou vapor. Na prática, o
termo é mais comumente aplicado ao uso de uma substância química (desinfetante)
para tratar uma superfície inerte ou substância.
1.3 ANTISSEPSIA
Processo de controle semelhante a desinfecção, mas direcionado a
destruição de patógenos na forma vegetativa em tecidos vivos, e as substâncias
químicas são, então, chamadas de antissépticos. Assim, na prática, uma mesma
substância química pode ser denominada desinfetante para certo uso e antisséptico
para outro. É claro que muitos produtos apropriados para lavar uma mesa, por
exemplo, seriam muito agressivos para serem usados sobre tecidos vivos.
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1.4 DEGERMINAÇÃO
O processo de degerminação (ou degermação) consiste na remoção
mecânica, em vez da destruição, da maioria dos microrganismos em uma área
limitada. Por exemplo, quando alguém precisa receber uma injeção, a pele é limpa
com álcool.
1.5 SANITIZAÇÃO
Os copos, as louças e os talheres dos restaurantes estão sujeitos à
sanitização, que é um tratamento que tem como finalidade reduzir as contagens
microbianas a níveis seguros de saúde pública e minimizar as chances de
transmissão de doenças de um usuário para outro. Isso normalmente é obtido por
lavagem em altas temperaturas ou, no caso das louças em um bar, lavagem em uma
pia seguida por imersão em um desinfetante químico.
1.6 BIOCIDA/GERMICIDA
Os nomes dos tratamentos que causam a morte direta dos microrganismos
possuem o sufixo -cida, significando morte. Um biocida, ou germicida, destrói os
microrganismos (geralmente com determinadas exceções, como os endósporos);
um fungicida destrói fungos; um virucida inativa vírus; e assim por diante.
1.8 BACTERIOSTASE
Outros tratamentos inibem apenas o crescimento e a multiplicação de
bactérias; esses nomes apresentam o sufixo -stático ou -stase, significando
interrupção ou estabilidade, como na bacteriostase. Uma vez que um agente
bacteriostático é removido, o crescimento é retomado.
1.9 ASSEPSIA
Sepse, do termo grego para estragado ou podre, indica contaminação
bacteriana, como nas fossas sépticas para tratamento de esgoto, asséptico,
consecutivamente significa que um objeto ou área está livre de patógenos.
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Assepsia é a ausência de contaminação significativa. Técnicas assépticas
são importantes em cirurgia para minimizar a contaminação dos instrumentos, da
equipe cirúrgica e do paciente.
2 EFEITOS DOS AGENTES DE CONTROLE MICROBIANO SOBRE AS
ESTRUTURAS CELULARES
2.2 ALTERAÇÃO NA PERMEABILIDADE DA MEMBRANA
A membrana plasmática de um microrganismo regula ativamente a passagem de
nutrientes para o interior da célula e a eliminação celular de dejetos. Danos aos
lipídeos ou às proteínas da membrana plasmática por agentes antimicrobianos
causam o extravasamento do conteúdo celular no meio circundante e interferem no
crescimento da célula.
IMAGEM 1. Membrana Plasmática interna da bactéria gram-negativa Vibrio cholerae
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2.3 DANOS ÀS PROTEÍNAS E AOS ÁCIDOS NUCLEICOS
As enzimas bacterianas, que são principalmente proteínas, são vitais para
todas as atividades celulares. Algumas dessas proteínas são suscetíveis ao
rompimento pelo calor ou por certos produtos químicos, afetado diretamente na
funcionalidade dos ácidos nucleicos DNA e RNA ( transportadores da informação
genética celular). Danos a esses ácidos nucleicos por calor, radiação ou substâncias
químicas frequentemente são letais para a célula, que não pode mais se replicar,
nem realizar funções metabólicas normais, como a síntese de enzimas.
3 EFICÁCIA DO CALOR ÚMIDO E DO CALOR SECO
O calor úmido promove a desnaturação e coagulação das proteínas, a
exemplo de métodos de pasteurização, fervura ou autoclavagem (121ºC por 15
minutos). Já o calor seco promove a oxidação dos compostos orgânicos, a exemplo
da estufa (160ºC a 180ºC por 2 h) ou da incineração.
O calor seco provoca a oxidação dos constituintes celulares orgânicos,
penetrando nas substâncias de uma forma mais lenta que o calor úmido e por isso
exige temperaturas mais elevadas e tempos mais longos, por isso este método de
esterilização só deve ser utilizado quando o contato com vapor é inadequado.
Para completar o ciclo e ser realmente eficaz, o processo de esterilização em
laboratório não pode ser interrompido, pois depende da relação tempo x
temperatura. Em uma estufa essa interrupção é facilitada pela não existência de
travas como em uma autoclave, considerada assim mais segura, já que não tem
como ser aberta antes do ciclo estar completo, observando-se que a esterilização a
seco é proibida pela ANVISA para produtos relacionados à saúde, conforme
Resolução RDC nº 15, de 15 de março de 2012.
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4 MÉTODOS FÍSICOS DE CONTROLE MICROBIANO
4.1 FILTRAÇÃO
A filtração é a passagem de um líquido ou gás através de um material
semelhante a uma tela, com poros pequenos o suficiente para reter microrganismos.
Um vácuo é criado no frasco coletor, e a pressão do ar força a passagem do líquido
pelo filtro. A filtração é usada para esterilizar os materiais sensíveis ao calor, como
algunsmeios de cultura, enzimas, vacinas e soluções antibióticas.
Algumas salas de cirurgia e salas ocupadas por pacientes queimados
recebem ar filtrado para reduzir o número de microrganismos transmissíveis pelo ar.
Os filtros de ar particulado de alta eficiência (HEPA, de high-efficiency particulate air
filters) removem quase todos os microrganismos maiores do que cerca de 0,3m de
diâmetro.Entretanto, algumas bactérias muito flexíveis, como as espiroquetas ou os
micoplasmos em parede celular, às vezes passam através desses filtros.
Existem filtros com poros tão pequenos quanto 0,01 μm disponíveis, um
tamanho que retém os vírus e mesmo algumas moléculas grandes de proteína.
IMAGEM 2. Esterilização com filtro de unidade plástica descartável, pré-esterilizado.
4.2 BAIXAS TEMPERATURAS
O efeito das baixas temperaturas sobre os microrganismos depende do
micróbio específico e da intensidade da aplicação. Por exemplo, nas temperaturas
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dos refrigeradores comuns (0 a 7°C), a taxa metabólica da maioria dos
microrganismos é tão reduzida que eles não podem se reproduzir ou sintetizar
toxinas. Em outras palavras, a refrigeração comum tem efeito bacteriostático. Ainda
assim, os psicotróficos crescem lentamente em temperaturas de refrigerador,
alterando o aspecto e o sabor dos alimentos após algum tempo.
As bactérias patogênicas geralmente não crescem em temperaturas de
refrigerador, contudo, algumas bactérias podem crescer em temperaturas vários
graus abaixo do congelamento. As temperaturas abaixo do congelamento obtidas
rapidamente tendem a tornar os microrganismos dormentes, mas não
necessariamente os destrói.
O congelamento lento é mais nocivo às bactérias; os cristais de gelo que se
formam e crescem, rompem a estrutura celular e molecular bacteriana. O
descongelamento, por ser um processo lento, é, na verdade, a parte mais prejudicial
do ciclo congelamento-descongelamento. Muitos parasitos eucariotos, como o
verme que causa a triquinose humana, são destruídos após vários dias de
temperaturas gélidas.
4.3 ALTA PRESSÃO
Quando se aplica alta pressão em suspensões líquidas, ela se transfere
instantânea e uniformemente para a amostra. Se a pressão for alta o suficiente, as
estruturas moleculares das proteínas e dos carboidratos serão alteradas, resultando
na rápida inativação das células bacterianas vegetativas. Os endósporos são
relativamente resistentes à alta pressão. Uma vantagem desses tratamentos é que
eles mantêm o sabor, a coloração e os valores nutricionais dos produtos.
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4.4 DESSECAÇÃO
Na ausência de água (dessecação) os microrganismos não podem crescer ou
se reproduzir, contudo, permanecem viáveis por anos. Então, quando a água é
oferecida a eles, podem retomar seu crescimento e divisão. Esse é o princípio da
liofilização, ou criodessecação, processo utilizado em laboratórios para a
preservação de microrganismos. Alguns alimentos também passam pelo processo
de criodessecação (café e alguns aditivos químicos de fruta para cereais secos).
A resistência das células vegetativas à dessecação varia de acordo com a
espécie e o ambiente do organismo. Os vírus geralmente são resistentes à
dessecação, mas têm menos resistência que os endósporos bacterianos, alguns dos
quais sobreviveram por séculos. A poeira, as roupas, os lençóis e os curativos
podem conter microrganismos infecciosos em resíduos secos de muco, urina, pus e
fezes.
4.5 PRESSÃO OSMÓTICA
O uso de altas concentrações de sais e açúcares para conservar o alimento
se baseia nos efeitos da pressão osmótica. Altas concentrações dessas substâncias
criam um ambiente hipertônico que ocasiona a saída de água da célula microbiana.
Esse processo lembra a conservação por dessecação, pois ambos os métodos
retiram da célula a umidade que ela necessita para o crescimento.
O princípio da pressão osmótica é utilizado na conservação dos alimentos.
Por exemplo, soluções concentradas de sal são usadas para conservar carnes, e
soluções espessas de açúcar são usadas para conservar frutas.
Como regra geral, as leveduras e os bolores são muito mais capazes que as
bactérias de crescer em materiais com baixa umidade ou altas pressões osmóticas.
5 RADIAÇÃO E A DESTRUIÇÃO CELULAR
A radiação apresenta vários efeitos sobre as células, dependendo de seu
comprimento de onda, intensidade e duração. Existem dois tipos de radiação que
destroem microrganismos (radiação esterilizante): ionizante e não ionizante.
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IMAGEM 3. Espectro de Energia Radiante
5.1 RADIAÇÃO IONIZANTE
Raios gama, raios X ou feixes de elétrons de alta energia – tem um
comprimento de onda mais curto que o da radiação não ionizante, menos de 1 nm.
Assim, transporta muito mais energia. Os raios gama são emitidos por determinados
elementos radioativos, como o cobalto, e os feixes de elétrons são produzidos
acelerando-se os elétrons até energias elevadas em máquinas especiais.
O principal efeito da radiação ionizante é a ionização da água, que forma
radicais hidroxila altamente reativas. Esses radicais destroem os organismos
reagindo com seus componentes orgânicos celulares, sobretudo o DNA,
danificando-os.
A chamada teoria-alvo da lesão por radiação presume que as partículas
ionizantes, ou pacotes de energia, atravessam ou tangenciam porções vitais da
célula; isso constitui os “acertos”. Um ou alguns acertos podem causar apenas
mutações não letais, algumas delas relativamente úteis. Mais acertos, porém,
provavelmente causarão mutações suficientes para destruir o microrganismo.
A radiação ionizante, sobretudo os feixes de elétrons de alta energia, é usada
na esterilização de produtos farmacêuticos e materiais descartáveis dentários e
médicos, como seringas plásticas, luvas cirúrgicas, materiais de sutura e cateteres.
Como forma de proteção contra o bioterrorismo, os correios frequentemente usam a
radiação por feixes de elétrons para esterilizar certos tipos de correspondências.
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5.2 RADIAÇÃO NÃO IONIZANTE
Tem um comprimento de onda maior que o da radiação ionizante,
normalmente acima de 1 nm. O melhor exemplo de radiação não ionizante é a luz
ultravioleta (UV). A luz UV causa danos ao DNA das células expostas que inibem a
replicação correta do DNA durante a reprodução celular. A radiação UV também é
usada para controlar os microrganismos no ar. Uma grande desvantagem da luz UV
como desinfetante é que a radiação não é muito penetrante; assim, os organismos a
serem destruídos devem ser expostos diretamente aos raios. Organismos protegidos
por sólidos e coberturas, como papel, vidro e tecidos, não são afetados. Outro
problema potencial é que a luz UV pode lesionar os olhos humanos, e a exposição
prolongada pode causar queimaduras e câncer de pele em seres humanos.
A luz solar contém alguma radiação UV, mas os comprimentos de onda mais
curtos – aqueles mais eficazes contra as bactérias – são retidos pela camada de
ozônio da atmosfera. O efeito antimicrobiano da luz solar está quase inteiramente
relacionado à formação de oxigênio singleto no citoplasma. Muitos pigmentos
produzidos por bactérias fornecem proteção contra a luz solar.
As micro-ondas não possuem um efeito muito direto sobre os microrganismos,
e as bactérias podem ser facilmente isoladas do interior de fornos de micro-ondas
recém-utilizados. Os alimentos contendo umidade são aquecidos pela ação das
micro-ondas, e o calor destruirá a maioria dos patógenos na forma vegetativa. Os
alimentos sólidos se aquecem de modo desigual, devido à distribuição heterogênea
da umidade. Por essa razão, a carne de porco cozida em um forno de micro-ondas
tem sido responsável por surtos de triquinose.
6 EXPLIQUE O QUE SÃO MÉTODOS QUÍMICOS DE CONTROLE MICROBIANO
Os agentes químicos são utilizados para controlar o crescimento de
microrganismos em tecidos vivos e objetos inanimados. Infelizmente, poucos
agentes químicos proporcionam a esterilidade; a maioria deles meramente reduz as
populações microbianas em níveis seguros ou removem as formas vegetativas de13
patógenos em objetos. Um problema comum na desinfecção é a seleção de um
agente. Nenhum desinfetante isolado é apropriado para todas as circunstâncias.
IMAGEM 4 E 5. Agentes Químicos de Controle Microbiano
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7 FATORES RELACIONADOS A UMA DESINFECÇÃO EFETIVA
7.1 MÉTODO DA DILUIÇÃO DE USO
Usado atualmente, determina a concentração apropriada do desinfetante e
não compara com nenhum outro desinfetante-padrão como o método do fenol.
7.2 ANTISSÉPTICOS
Antissépticos são agentes químicos para uso tópico em tecidos vivos. Não
podem ser ingeridos. Existe teste de toxicidade que são feitos em culturas de células
para verificar o nível de toxicidade.
7.3 ÍNDICE DE TOXICIDADE (I)
É uma medida da toxicidade seletiva do antisséptico. Os testes são feitos em
culturas de células e visam verificar a toxicidade do agente químico.
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REFERÊNCIAS
TORTORA, Gerard J.; FUNKE, Berdell R.; CASE, Christine L. Microbiologia . [Digite o
Local da Editora]: Grupo A, 2017. E-book. ISBN 9788582713549. Disponível em:
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582713549/. Acesso em: 14
abr. 2024.
Métodos físicos de controle de microrganismos: vamos conhecer? Disponível em:
<https://www.vetprofissional.com.br/artigos/metodos-fisicos-de-controle-de-microrgan
ismos-vamos-conhecer>. Acesso em: 14 abr. 2024.
ESTERILIZAÇÃO DE INSTRUMENTOS/MATERIAIS DE LABORATÓRIO POR
CALOR ÚMIDO (AUTOCLAVE) E CALOR SECO (ESTUFA). Disponível em:
<https://tecnal.com.br/pt-BR/blog/182_esterilizacao_de_instrumentosmateriais_de_la
boratorio_por_calor_umido_autoclave_e_calor_seco_estufa>. Acesso em: 14 abr.
2024.
Resolução - RDC nº 15, de 15 de março de 2012