Microbiologia Bsica e Clnica PROF VICENTE SENNA JR

Microbiologia Básica e Clínica PROF. VICENTE SENNA JR

Glossário Agente etiológico: o que causa a doença. Ectoparasita: Parasita que ataca externamente o hospedeiro. Endoparasita: Parasita que ataca internamente o hospedeiro. Epidemia: Denominação dada a doença contagiosa que atinge rapidamente um grande numero de pessoas numa mesma época. Hospedeiro: Animal ou planta que dá abrigo ou nutre outro organismo, que pode ser causador de doenças.

Glossário • Infestação: doença causada pela instalação e reprodução de organismo macroscópico • Parasita: aquele que vive a custa do outro. • Profilaxia: atitudes que previnem contra a instalação de qualquer doença. • Agente Transmissor: organismo que transmite o parasita entre diferentes hospedeiros. • Pandemia: epidemia espalhada num país ou em várias partes do mundo

REINO MONERA

REINO MONERA O reino monera é composto pelas bactérias e cianobactérias (algas azuis). Elas podem viver em diversos locais, como na água, ar, solo, dentro de animais e plantas, ou ainda, como parasitas. As bactérias A maioria se seus representantes são heterótrofos (não conseguem produzir seu próprio alimento), mas existem também algumas bactérias autótrofas (produzem sem alimento, via fotossíntese por exemplo). Existem bactérias aeróbias, ou seja, que precisam de oxigênio para viver, as anaeróbias obrigatórias, que não conseguem viver em presença do oxigênio, e as anaeróbias facultativas, que podem viver tanto em ambientes oxigenados ou não.

Importância Bacteriana As bactérias também têm sua importância no meio ambiente, assim como qualquer ser vivo. Decomposição: atuam na reciclagem da matéria, devolvendo ao ambiente moléculas e elementos químicos reutilizáveis por outros seres vivos. Fermentação: algumas bactérias são utilizadas nas indústrias para produzir iogurte, queijo, etc (derivados doleite) Indústria farmacêutica: na fabricação de antibióticos e vitaminas Indústria química: na produção de alcoois, como metanol, etc; Genética: com a alteração de seu DNA, pode-se fazer produtos de interesse dos seres humanos, como insulina Fixação do Nitrogênio: retiram o nitrogenio do ar e o fixa no solo, servindo de alimentação para as plantas

Morfologia bacteriana As formas físicas das bactérias podem ser de quatro tipos: cocos, bacilos, vibriões, e espirilos. Os cocos, podem se agrupar, e formarem colônias. Grupos de dois cocos formam um diplococo, enfileirados formam umestreptococos, e em cachos, formam um estafilococo. Por serem os seres vivos mais primitivos da Terra, eles também são os que estão em maior número. Por exemplo, em um grama de solo fértil pode haver 2, 5 bilhões de bactérias, 400 mil fungos, 50 mil algas e 30 mil protozoários.

Estrutura celular As bactérias não tem núcleo organizado, elas são procariontes, ou seja, o DNA fica espalhado no citoplasma, não possuem um núcleo verdadeiro. Por isso, o filamento de material genético é fechado (plasmídeo), sem pontas, para que nenhuma enzima comece a digerir o DNA. Possuem uma parede celular bastante rígida. Para se locomoverem, as bactérias contam com os flagelos, que são pequenos sílios que ficam se mexendo, fazendo a bactéria se mover (igual ao espermatozóide humano, só que muito mais simples). Também podem possuir Fímbrias, que são microfibrilhas protéicas que se estendem da parede celular. Servem para “ancorar” a bactéria. Existem também as fímbrias sexuais, que servem para troca de material genético durante a reprodução e também auxiliam as bactérias patogênicas (parasitas) a se fixarem no hospedeiro. A Cápsula, camada que envolve externamente a bactéria, formada por polissacarídeos, serve para a alimentação (fagocitose), proteção contra desidratação, e também para que o sistema imunológico hospedeiro (no caso das parasitas) não a reconheça.

PAREDE BACTERIANA: envoltório rígido, com função protetora - evita que a bactéria estoure em água. Por isso é possível preservar carnes e peixes da ação das bactérias com a prática do salgamento. O principal componente dessa parede é o peptidoglicano, substância formada de carboidratos. Não existe celulose na composição da parede bacteriana. Antibióticos, como a penicilina, impedem a síntese das substâncias que formam a parede celular decretando a morte da bactéria.

Cromossomos O cromossomo que está presente nas bactérias é circular e possui uma única molécula de DNA. Algumas fontes bibliográficas o designam não como cromossomo, mas como corpo cromatínico, por não o considerarem como um cromossomo verdadeiro. Este cromossomo carrega as informações genéticas da célula, tornando-o apto a realizar a auto-replicação cromossômica. Plasmídeo Esta estrutura é uma pequena molécula de DNA e não está presente em todas as bactérias, sendo que seus genes não são codificadores de informações e características essenciais, mas dependendo da situação ambiente a que esta célula é exposta, pode ter alguma vantagem seletiva em relação às outras bactérias que não possuem o plasmídeo, como por exemplo quando são expostas à antibióticos. O plasmídeo protege a célula da ação antibiótica. E o melhor de tudo: eles se autoduplicam, independentemente dos cromossomos. Hialoplasma Isto é um líquido gelatinoso, composto por saia, glicose e outras moléculas de açúcar e orgânicas, proteínas. Podemos encontrar também RNA e muitos ribossomos. Ribossomos Dispersos no interior da célula, esta estrutura é responsável pela aparência rugosa que a célula tem. Grânulos de Reserva Neste tipo de célula o acúmulo de reservas acontece, mas é feito de maneira diferente das células eucarióticas. Aqui são formados grânulos insolúveis em água, compostos de glicose, ácido betahidroxibutírico e fosfato, formando cadeias complexas de açúcares.

Membrana Celular Esta membrana é na verdade uma camada dupla de fosfolipídios, mas também contem proteínas essenciais auxiliadoras na permeabilidade de nutrientes, na defesa e na produção de energia. Parede Celular A parede recobre a membrana, e é ela quem confere alguma forma à bactéria. Não é uma estrutura simples, e em algumas espécies é possível observar as endotoxinas, substâncias que induzem o sistema imune a ter uma reação exacerbada (conhecida como choque séptico) e provocar a morte do próprio hospedeiro. Quanto à constituição desta estrutura (parede celular), diz-se que as bactérias podem ser gram-negativas ou gram-positivas, isto levando em consideração a coloração delas. Se gram-negativas, a coloração é avermelhada, com pouca variação deste tom, com a parede formada por duas camadas. Se gram-positivas, a coloração é arroxeada, também com pouca variação deste tom, com a parede formada por uma camada apenas. Cápsulas É uma camada que recobre a parede celular, polissacarídica geralmente, mas podem ser proteínadas também. Esta estrutura mantém a célula bacteriana resistente à fagocitose. Flagelo Esta estrutura é responsável pela motilidade da bactéria, está preso à membrana plasmática e é proteinado. Fímbrias Também conhecidas como “pili”, estas estruturas são microfibrilas (curtas e finas) protéicas, características das bactérias gram-negativas e diferentemente dos flagelos, não servem para locomoção, mas para adesão. Existe ainda um tipo específico de fímbria, a sexual. Esta serve para auxiliar no processo de conjugação, ligando as bactérias para que troquem material genético.

Existem duas classes de nutrientes que são indispensáveis às bactérias: macronutrientes (carbono, oxigênio, nitrogênio, enxofre, fósforo e hidrogênio) e micronutrientes (ferro, zinco, manganês, cálcio, potássio, sódio, cobre, cloro, cobalto, molibdênio, selênio, magnésio, entre tantos outros). Mas é preciso mais que os nutrientes para que elas se alimentem, é preciso o metabolismo, pois é através dele que elas transformam o que tem à disposição em alimento. Considerando seu metabolismo dependente de fontes de carbono, as bactérias podem ser autotróficas (ex. : espécies que produzem matéria orgânica através da fotossíntese) ou heterotróficas (ex. : espécies parasitas). No primeiro caso elas adquirem as moléculas de que precisam através do dióxido de carbono, já no segundo caso elas captam do ambiente o alimento de que necessitam. As heterotróficas podem ser bactérias anaeróbias obrigatórias (morrem na presença de oxigênio), anaeróbias facultativas (suportam bem a ausência ou a presença de oxigênio) ou aeróbias obrigatórias (só sobrevivem se houver oxigênio).

Metabolismo e Nutrição Bacteriana Porém, se levarmos em consideração seu metabolismo baseado na fonte de energia, teremos bactérias dependentes de luz ou de compostos químicos. Se for de luz, captam energia solar através da bacterioclorofila (um tipo específico de clorofila), no momento em que fazem a fotossíntese. Se for de composto químico, a energia adquirida será a química e mais tarde será convertida em energia de ligação para unir compostos inorgânicos oxidados. Esta reação acontece na ausência de luz solar, por isso conhecida como reação de escuro. A absorção de nutrientes para a realização do metabolismo só ocorre porque há fatores de crescimento (ambientais) que influenciam no desenvolvimentoda bactéria. Alguns exemplos desses fatores são: luz, temperatura, p. H, oxigênio e pressão osmótica. Cada organismo tem uma temperatura ótima de crescimento, ou um p. H favorável para realizar seu metabolismo com sucesso. Isso vai variar de espécie para espécie.

Reprodução Bacteriana A reprodução das bactérias ocorre de forma assexuada, feita por bipartição (divisão binária, ou cissiparidade), onde a célula bacteriana cresce, têm seu material genético duplicado, e então, a célula se divide, dando origem a outra bactéria, geneticamente igual à outra. A variabilidade genética das bactérias é feita de três formas: conjugação, que consiste em uma bactéria transferir material genético para outra, e vice-versa, através das fímbrias; transdução: é a troca de genes feita através de um vírus, que invade uma célula, incorpora seu material genético, e o transmite para outras células; transformação: as bactérias podem incorporar ao seu DNA fragmentos de materiais genéticos dispersos no ambiente.

• As bactérias também podem originar esporos, em condições ambientes desfavoráveis à reprodução (altas ou baixas temperaturas, presença de substâncias tóxicas, etc). Eles são pequenas células bacterianas, com uma parede celular espessa, pouca água e um material genético. Elas são capazes de ficarem milhares de anos nestes ambientes, esperando por uma condição do ambiente melhor.

Curva de Crescimento Um aspecto importante da microbiologia é a possibilidade de representar graficamente uma população grande resultante do crescimento das culturas bacterianas Podemos determinar o número de microorganismos através de métodos diretos (contagem de colônias) ou indiretos, pela medida de sua atividade metabólica. O crescimento bacteriano é considerado o aumento no número de indivíduos e não o aumento de tamanho de uma detrminada célula. As bactérias normalmente se reprozuem por fissão inária. Com o produto da fissão binária, ocorre a formação de duas células individuais, idênticas à célula parental. Observe a figura 1. Algumas espécies bacterianas podem se reproduzir por brotamento, formando uma pequena região que inicia um rescimento (broto), que, ao atingir o tamanho aproximado da célula parental, separa-se - fig. 2. Outras espécies bacterianas filamentosas simplesmente se gragmentam, e esses fragmentos iniciam o crescimento de uma nova célula. Detodos os asos, a fissão binária é a mais comumente encontrada.

Fases de crescimento: Uma curva de crescimento bacteriano demonstra o crescimento das células durante um período de tempo. Observe a figura. Esta curva é obtida quando se realiza a contagem da população em intervalos de tempo. Existem basicamente 4 fases de crescimento: a fase lag, a fase log, a fase estacionária e a fase de morte celular.

Fase lag: período que ocorre pouca ou ausência de divisão celular. Encontra-se em estado de latência (repouso) e com intensa atividade metabólica. Fase log ou exponencial: as células iniciam seu processo de divisão entrando no período de crescimento. Nesse período a reprodução celular encontra-se extremamente ativa e com maior atividade metabólica. Nessa fase, os microrganismos estão sensíveis a mudanças ambientais. A ampicilina, por exemplo, afeta o desenvolvimento celular sendo danosos nesta fase de crescimento. Fase estacionária: em determinado momento a velocidade de crescimento diminui, o número de mortes celular é equivalente ao número de células novas, e a população se torna estável. É um período de equilíbrio. Fase de morte celular ou declínio: o número de células mortas excede o número de células novas, continuando até que a população tenha diminuído para uma pequena fração do número de células da fase anterior, ou até desaparecer.

O potencial reprodutivo de uma bactéria é respeitável: em apenas alguns instantes já é possível ter muitos exemplares. Isso se deve, em grande parte, pelo tipo mais comum de reprodução que realizam: a cissiparidade(fissão binária). Este processo reprodutivo é assexuado, e consiste em uma simples divisão, como na figura abaixo: Divisão de uma bactéria por cissiparidade (ou Fissão Binária) Porém não se pode esquecer que este não é o único processo. Tem a esporulação que pode ocorrer sob condições desfavoráveis às bactérias, formando esporos resistentes que só retornarão à normalidade quando encontrarem a mínima condição para dar continuidade a reprodução por cissiparidade. Outra maneira que as bactérias encontraram para reproduzirem-se foi a sexuada. Neste caso, há a transferência de material genético de uma bactéria para a outra e então a combinação deste DNA com o DNA da bactéria receptora, originando novos organismos a partir desta nova possibilidade cromossômica. Este processo pode ocorrer de 3 maneiras diferentes: transformação, transdução e conjugação.

Reprodução Bacteriana Transformação Neste processo a bactéria capta e absorve fragmentos de DNA disponíveis à sua volta, oriundos provavelmente de outras bactérias mortas. Essa captura é aleatória e espontânea e não é sinônimo de sucesso reprodutivo, pois o fragmento capturado precisa ser compatível com a bactéria. Na figura abaixo temos a ilustração de como é este processo: Transdução Neste processo a bactéria é acometida por bacteriófagos (vírus) que podem incorporar alguns segmentos de DNA bacteriano e mais tarde transportá-los até outra bactéria, como podemos analisar no esquema abaixo. Se a próxima bactéria a ser infectada por esse mesmo bacteriófago sobreviver à este ataque, certamente ela utilizará os genes transportados pelo vírus. Logo, esta bactéria seria caracterizada como “transduzida”.

Conjugação Neste processo a bactéria faz a transferência de seu material diretamente à outra bactéria, através de uma estrutura proteinada auxiliadora denominada pilus sexual, presente apenas bactérias que doam material genético. Veja: Conjugação