BACTÉRIAS
•As bactérias são microorganismos
unicelulares podendo viver isoladamente ou
constituir agrupamentos coloniais;
•Material genético não envolto por
membrana nuclear (procariontes)
•Possuem uma parede celular e algumas um
envoltório – cápsula e glicocálice.
MORFOLOGIA BACTERIANAMORFOLOGIA BACTERIANA
Diâmetro: 0,2 a 2,0 µm
Comprimento: 2 a 8 µm
Importante: auxilia a
diferenciar as espécies
bacterianas
Quanto a forma :
•Coco – de forma esférica ou subesférica (do
género Coccus)
•Bacilo – em forma de bastonete (do género
Bacillus)
•Vibrião – em forma de vírgula (do género Vibrio)
•Espirilo – de forma espiral/ondulada (do género
Spirillum)
•Espiroqueta - em forma acentuada de espiral.
MORFOLOGIA BACTERIANAMORFOLOGIA BACTERIANA
• Bacilos: forma de bastão
• Cocos: forma esférica
• Espirais:
-Vibrião: forma de vírgula
- Espirilos e Espiroquetas: forma de
saca-rolhas
Forma
Quanto ao grau de agregação (formação de colônias):
•Apenas os Bacilos e os cocos formam colônias.
•Diplococo - de forma esférica ou subesférica e
agrupadas aos pares (do género Diplococcus)
•Estreptococos - assemelha-se a um "colar de cocos"
•Estafilococos - uma forma desorganizada de
agrupamento
•Sarcina - de forma cúbica, formado por 4 ou 8 cocos
simetricamente postos.
MORFOLOGIA BACTERIANAMORFOLOGIA BACTERIANA
Grau de agregação
Classificação: grau de agregação
Letra chinesa
Paliçada
9
FORMAS ESPECIAIS
ESTRUTURA BACTERIANAESTRUTURA BACTERIANA
ESTRUTURAS EXTERNAS A PAREDE
CELULAR
o Glicocálice
o Cápsula
o Flagelos
o Fímbrias e Pili
GLICOCÁLICE
(significa revestimento de açúcar)
termo geral utilizado para substâncias que circundam a célula
polímero viscoso e gelatinoso externo a parede celular
estrutura desorganizada e fracamente aderida à parede
celular
desempenha papel na aderência
funções: proteção, adesão superfícies, fonte de energia.
GLICOCÁLICE X CÁPSULA
CÁPSULA
estrutura organizada e firmemente aderida a parede celular
composta por polissacarídeo, polipeptídeo ou ambos
–Bacillus anthracis
–Streptococcus pneumoniae
–Klebsiella pneumoniae
–Streptococcus mutans
GLICOCÁLICE X CÁPSULA
apêndices filiformes
compostos de protéina
envolvidos na locomoção
Flagelo significa chicote, são longos apêndices
filamentosos que propelem as bactérias
FLAGELOS
•A) Monotríquia
•B) Lofotríquia
•C) Anfitríquia
•D) Peritríquia
Diferentes tipos de flagelos bacterianos
CLASSIFICAM-SE…
fímbrias comuns: aderência das bactérias às células hospedeiras.
pili sexuais: fixação das células doadoras e receptoras da conjugação
bacteriana
•Pequenos prolongamentos protéicos IMÓVEIS, mais curtos que os flagelos.
•muitas bactérias Gram - apresentam apêndices finos (3 a 10 nm)
•retos e curtos
•pequenas e delgadas (somente visualizadas pela microscopia eletrônica)
•1000 ou mais por célula
•São de natureza protéica
-E. coli apresenta muitas fímbrias.
-Anticorpos contra fímbrias bloqueiam a adesão da bactéria
FÍMBRIAS E PILI
- Fímbrias
- Flagelos
- Pili sexual
Estrutura complexa, semi-rígida que circunda membrana
plasmática e dá forma à célula.
FUNÇÕES
•Responsável pela forma da célula
•Suporta elevada pressão osmótica
•Protege a célula das variações do meio externo
•Auxilia na divisão celular
•Ponto de ancoragem de flagelos e fímbrias
PAREDE CELULAR
PAREDE CELULAR : Coloração de Gram
1)Cubra o esfregaço com violeta;
2)Escorra o corante; lave em um filete de água corrente;
3)Cubra a lâmina com lugol diluído (1/20) e deixe agir por 1 minuto;
4)Escorra o lugol e lave em um filete de água corrente;
5)Adicione álcool etílico sobre a lâmina; descorando-a, até que não desprenda mais corante;
6)Lave em um filete de água corrente;
7)Cubra a lâmina com Fucsina e deixe agir por 30 segundos;
8)Lave em um filete de água corrente; deixe secar ao ar livre.
COLORAÇÃO DE GRAM
COLORAÇÃO DE GRAM
Bactérias Gram-positivas Bactérias Gram-
negativas
PAREDES CELULARES ATÍPICAS
Mycoplasma ou PPLO
•Não possuem parede
celular
•Pleomórficas
•São resistentes aos
antibióticos
•Gram-negativas
•Vida livre ou parasitaria
•Rickéttsias e Clamídias
•São células procariontes incompletas.
•São parasitas intracelulares obrigatórias.
•Diferem dos vírus, pois podem ter RNA e DNA,
•Possuem parte dos recursos necessários para
se manter e possuem membrana
semipermeável.
•Gram-negativas
BACTÉRIAS ATÍPICAS
o Membrana Plasmática
o Citoplasma
o Área Nuclear
o Plasmídeos
o Ribossomos
o Inclusões
o Endosporos
ESTRUTURAS INTERNAS A PAREDE
CELULAR
Membrana plasmática
ESTRUTURA: fosfolipídios e
Proteínas
o Permeabilidade seletiva
o Auxilia na divisão celular
o Transporte ativo e passivo de moléculas
CITOPLASMA
COMPOSIÇÃO
o Citoplasma
•
Constituintes
Água – 80%
Enzimas
Carboidratos
Lipídeos
Íons inorgânicos
• Principais Estruturas
Área Nuclear – DNA
Plasmídeo
Ribossomos
Inclusões
Endosporos
CITOPLASMA
COMPOSIÇÃO DO CITOPLASMA
1- NUCLEÓIDE
composto de DNA (molécula longa, contínua e circular) não
envolto por membrana nuclear e sem histonas (desnudo)
CITOPLASMA
COMPOSIÇÃO DO CITOPLASMA
2-PLASMÍDEOS
DNA circular fita dupla extracromossômico - 50 a 100 genes
Transferência Gênica entre bactérias
Resistência a antibióticos
3 - RIBOSSOMOS
síntese protéica
dezenas a centenas de milhares – aspecto granular
4 - INCLUSÕES
depósitos de reserva
células armazenam substâncias quando estas são abundantes
e as utilizam quando estão escassas
ENDOSPOROSENDOSPOROS
células especializadas (repouso, latência)
altamente resitentes à dessecação, ao calor e agentes químicos
produção de uma única célula vegetativa
1. PROCESSO DE FORMAÇÃO
1.1 Esporulação ou Esporogênese
formacão de endosporos dentro de uma célula mãe
1.2 Germinação
Esporo – célula vegetativa
o Endosporos - esporo dentro do corpo vegetativo
• Bactérias que esporulam : Gram +
Clostridium
Bacillus
Sporolactobacillus
Sporosarcina
Sporohalobacter
Desulfatomoculum
Anaerobacter
Condições da formação de esporos –
falta de nutrientes essenciais
oEndosporo:
•Cerne
•Parede
•Córtex
•Capa
Parede celular
Cerne
Córtex
Capa do esporo
Endosporo
É o aumento do número de células e não o
aumento de tamanho.
Formação de colônias (grupos de microrganismos
que podem ser vistos a olho nu).
A reprodução das bactérias ocorre por fissão
binária onde são produzidas duas células filhas
idênticas a parental.
CRESCIMENTO BACTERIANO
Fase lag:
- número de células sofre pequena variação.
- a célula tem que se adaptar ao novo meio de
cultivo e sintetizar os componentes necessários para sua
divisão.
Fase log (exponencial):
- fase de crescimento máximo.
- maior atividade metabólica.
- maior sensibilidade à mudanças ambientais.
Fases de crescimento bacteriano
Fase estacionária:
- número de morte celular é equivalente ao número
de células novas tornando a população microbiana estável.
- nutrientes se tornam limitantes.
- os compostos produzidos pelos próprios
microrganismos atingem concentrações inibitórias.
Fase de morte celular (declínio):
- número de células mortas excede as células novas.
- a população reduz até desaparecer.
Fases de crescimento bacteriano
49
Tempo de Geração= Tempo de Geração= Tempo necessário para Tempo necessário para
uma célula se dividir (dobro)uma célula se dividir (dobro)
Geralmente 1 a 3 HGeralmente 1 a 3 H
((E. coli E. coli 20 min.)20 min.)
Representação Representação
logarítma logarítma TG
Tempo de incubação
- Os nutrientes são essenciais na obtenção de
energia e síntese de novos constituintes celulares.
- Os elementos químicos necessários para o
crescimento microbiano são: C (50% peso), N (14% peso),
P e S (4% peso), K, Mg, Ca, etc.
- Elementos traços (pequena quantidade): Fe, Cu,
Zn, Se, etc.
Requerimento nutricional
Fonte de Carbono
Fonte de Nitrogênio
Fonte de Energia
Água
Sais Minerais
Elementos Essenciais:
-Proteínas
-Lipídios
-Ácidos Nucléicos
Íons importantes:
-Potássio
-Sódio
-Magnésio
-Cálcio
-Cloro
Componentes Enzimáticos:
-Ferro
-Zinco
-Manganês
-Molibdênio
-Selênio
-Cobre
-Níquel
Fontes de nutrientes
Carbono: CO
2, carboidratos, aminoácidos, etc.
Nitrogênio: N
2
, NH
3 (amonia)
, NO
3(Nitrato)
,
aminoácidos, etc.
Enxofre: SO
4(sulfato)
, cisteína(proteína),
vitaminas, etc.
Fontes de nutrientes
FÓSFORO: PO
4
e nucleotídeos.
Minerais: Fe, Ca, Mg, Mn, Zn, K, Na, Cl, etc.
Fatores de crescimento: vitaminas, aminoácidos,
nucleosídeos. (citosina, adenina, guanina, timina ou
uracila)
Todas as células exigem um suprimento constante de energia
ATP
ANABOLISMO CATABOLISMO
ADP + Pi
ADP + Pi
METABOLISMO DA GLICOSE
CICLO DOS ÁCIDOS
TRICARBOXÍLICOS
CADEIA TRANSPORTADORA DE
ELÉTRONS
ANAERÓBIA
AERÓBIA
Metabolismo, energia e biossíntese
•Temperatura
•Demanda bioquímica de Oxigênio
•Pressão osmótica
•Umidade
•Ph
Condições de cultivo
1) Termófilas: altas temperaturas (50°C a 60°C)
Ex: Bacillus stearothermophillus
2) Mesófilas: temperaturas moderadas (25°C a 40°C)
Ex: Clostridium botulinum
3) Psicrófilas: baixas teperaturas (0ºC à 20ºC).
a)Estritas: < 15°C Ex: Bacillus globisporus
b)Facultativas: < 20°C Ex: Bacillus cereus
Cada espécie apresenta uma temperatura mínima,
ótima e máxima para seu crescimento.
TEMPERATURA
Oxigênio (O
2
)
- aeróbicos estritos ou obrigatórios (necessitam de O
2
para sobrevivência). Ex: M. tuberculose
- anaeróbicos facultativos (podem utilizar o O
2
quando
está disponível, mas tem a capacidade de continuar seu
crescimento na ausência dele). Ex: Staphylococcus sp.
- anaeróbicos obrigatórios (não utilizam o O
2 para
reações de produção de energia). Ex: Clostridium tetani
OXIGÊNIO
-anaeróbicos aerotolerantes (toleram a presença do O
2,
mas não podem utilizá-lo). Ex: Enterococcus, faecalis
- microaerófilos (são capazes de crescer em
concentrações de O
2
inferiores àquelas encontradas no ar).
Ex: Campylobacter jejuni, Neisseria meningitide
OXIGÊNIO
CAMPINOFÍLICOS = Cresce em
CO
2
Microbiologia
Pressão exercida na membrana pelas
soluções dentro e fora da célula
Meios hipertônicos - perdem água e enrugam (plasmólise -
encolhimento da membrana plasmática).
Meios hipotônicos – ganham água e sofrem lise
(plasmoptise – rompimento do citoplasma).
Pressão osmótica e salinidade
plasmólise
Microbiologia
•Algumas bactérias necessitam de altas concentrações de sais para seu
crescimento – halofílicas.
•Outras não preferem viver em ambientes salgados mas conseguem
sobreviver na salinidade - halodúricas
Pressão osmótica e salinidade
Microbiologia
pH
- bactérias crescem melhor em pH próximo da
neutralidade (6,5 - 7,5).
- algumas bactérias acidófilas suportam pH menores
(1,0).
- algumas bactérias produzem ácidos que podem
interferir no seu próprio crescimento.
- fungos e leveduras crescem em pH menores do que
as bactérias (5 - 6).
pH
65
São misturas de nutrientes (preparados no laboratório) São misturas de nutrientes (preparados no laboratório)
necessários ao crescimento microbiano que deve conter necessários ao crescimento microbiano que deve conter
a fonte de energia e de todos os elementos a fonte de energia e de todos os elementos
imprescindíveis à vida das células. imprescindíveis à vida das células.
MEIOS DE CULTURA
Agar nutriente
Caldo nutriente
Agar
inclinado
66
A formulação deve levar em conta o tipo nutritivo ao A formulação deve levar em conta o tipo nutritivo ao
qual o microorganismo pertence, considerando – se a qual o microorganismo pertence, considerando – se a
fonte de energia, o substrato doador de elétrons e a fonte de energia, o substrato doador de elétrons e a
fonte de carbono.fonte de carbono.
MEIOS DE CULTURA
Agar sangue
MEIOS DE CULTURA:
Meio simples (permitem o crescimento de quaisquer
bactérias). Ex. Agar simples
MEIOS DE CULTURA:
Meio seletivo (elaborados com o objetivo de favorecer o
crescimento de bactérias de interesse e impedir o
crescimento de outras).
Ágar Sabourad dextrose com
pH 5,6 favorece o crescimento
de fungos pelo baixo pH.
MEIOS DE CULTURA:
Meio diferencial (utilizado para identificação de bactéria de
interesse quando existem outras bactérias crescendo no
mesmo meio de cultura – diferenciar as colônias).
Ágar sangue apresenta
coloração marrom-avermelhada
escura e é utilizado para
identificação de bactérias
capazes de destruir células
sanguíneas. Forma-se um anel
claro em torno das bactérias.
MEIOS DE CULTURA:
Meio de enriquecimento (utilizado para favorecer o
crescimento de microrganismo de interesse).
Chocolate Ágar Enriquecido
Meio de cultura enriquecido: ágar chocolate
enriquecido com suplemento VX de forma a
favorecer o crescimento de Haemophilus.
Características das culturas de bactérias
Características das culturas de bactérias
•Qto ao BRILHO: TRANSPARENTE,
TRANSLUCIDA OU OPACA
•Qto a COR: INCOLOR OU PIGMENTADA
•Qto ao ASPECTO:VISCOSA, ÚMIDA,
FILAMENTOSA, ETC,
73
Características das culturas de bactérias
Técnica de Esgotamento
•A mais utilizada para isolamento de
germes em meio sólido (ágar sangue,
ágar EMB, etc ), onde se utiliza uma
alça de platina, previamente flambada
e esfriada
75
Técnica de Esgotamento
76
Incubar
na estufa
Espalhamento “Pour Plate”
•Consiste em fazer uma prévia diluição
da amostra e colocar em uma placa de
Petri vazia e depois derramar o meio
sobre a amostra e agitar para
homogenizar a amostra diluída com o
meio de cultura.
77
Cultura de urina = Contagem de
colônias (UFC/ml)
Espalhamento “Pos Plate”
•Consiste em colocar a amostra (diluida
ou não) sobre o meio com auxilio da
alça de platina calibrada e espalhar por
toda placa.
•Pode-se também colocar um volume
conhecido (10ul) com pipeta automática
e espalhar com alça de Drigalsky.
78
Resistência bacteriana à drogas
•Antibiótico é uma substância produzida por
um microrganismo se mostra eficaz na
destruição ou inibição do crescimento de
outros microrganismos.
•Antibióticos são produzidos por certos fungos
(Ex: penicilina e cefalosporinas) e bactérias
(Ex: bacitracina, eritromicina e cloranfenicol)
Antibióticos
Antibiótico ou Antimicrobiano?
Hoje a indústria farmacêutica produz
essas substâncias artificialmente, não podendo assim então serem
denominados antibióticos (por não serem sintetizadas por
microorganismos).
Por isso a essas novas substâncias foi atribuída o nome de
Antimicrobiano.
Atualmente a maioria dos medicamentos utilizados para debelar
infecções bacterianas são Antimicrobianos e não Antibióticos.
Qualidades ideais de um agente
antimicrobiano
•Matar os patógenos ou inibir seu crescimento
•Não causar dano ao hospedeiro
•Não causar reação alérgica ao hospedeiro
•Permanecer no específico tecido do corpo o
tempo necessário para ser eficaz
•Destruir os patógenos antes que eles sofram
mutação e tornem-se resistentes.
Penicilina - 1928
Alexander Fleming (1881 – 1955)
Em 1928, descobriu
acidentalmente o primeiro
antibiótico ao notar que o
Staphylococcus era inibido pelas
colônias de mofo Penicillium
•O mais importante mecanismo de atividade dos antibióticos é
a interferência com a síntese de parede celular bacteriana;
•A maioria do antibióticos com esse mecanismo de ação são
classificado com β-Lactâmicos, nessa classe estão incluídos
também, Glicopeptídeos, Lipopetídeos, Polipeptídeos.
Antibióticos: inibição da síntese de parede
celular
Antibióticos β-Lactâmicos
Penicilinas
Cefalosporinas
Cefamicinas
Carbapenêmicos
Monobactâmicos
Quando bactérias em crescimento são expostas a esses
antibióticos, o antibiótico se liga proteínas ligadoras de
penicilina (PLP) específicas na parede celular bacteriana e
inibi a montagem das cadeias peptidioglicanas.
Inibem a síntese protéica por se ligarem
irreversivelmente às proteínas da região
30S dos ribossomos;
São usados para tratamentos de infecções
graves causadas por bacilos Gram
negativos (p. ex., Enterobacteriaceae,
Pseudomonas, Actinobacter);
Ex: Cloranfenicol, Clindamicina,
Eritromicina, Estreptomicina e outros
aminoglicosídios
Aminoglicosídios são
antibióticos
bactericidas
Antibióticos: inibição da síntese protéica -
aminoglicosídios
As quinolonas são a classe de
antibióticos mais utilizados;
Exercem sua função inibindo as
enzimas DNA topoisomerases II e
IV, que são necessárias para a
replicação do DNA;
É usado no tratamento de
infecções urinárias;
Ex: Ciprofloxacina, norfloxacina
Antibióticos: inibição da síntese de ácidos
nucléicos - Quinolonas
São antimetabólitos que impedem
a síntese do ácido fólico;
As sulfonamidas são eficientes
contra uma ampla variedade de
organismos Gram positivos e Gram
negativos, tais como Nocardia,
Chlamydia;
É usado no tratamento de
infecções urinárias;
Antibióticos: inibição da atividade
enzimática - Sulfonamidas
Sulfonamidas são
antibióticos
bacteriostáticos
Resistência Natural:O microorganismo carece do
processo metabólico ou do sítio-alvo afetado pela
droga
Resistência Adquirida: Desenvolvimento de resistência
por um microorganismo (anteriormente sensível),
devido ao uso de um ATB durante certo período de
tempo.
Resistência Bacteriana
Adquirida:
Mutações
Processos de Recombinação Genética
(Conjugação, Transformação e
Transdução)
Resistência Bacteriana
•A antibioticoterapia exerce uma pressão
genética, inibindo ou destruindo os
microrganismos mais sensíveis e permitindo o
crescimento dos menos suscetíveis.
•A resistência bacteriana surge em decorrência
de alterações genéticas da célula bacteriana
Resistência Bacteriana
ENZIMA
BOMBA DE
EFLUXO
PERMEABILIDADE
DIMINUIDA
ALTERAÇÃO
DO ALVO
PRINCIPAIS MECANISMOS DE
RESISTÊNCIA BACTERIANA
O fármaco
não pode se
ligar à célula
bacteriana
O fármaco é
inativado por
uma enzima
O fármaco é
bombeado
para fora da
célula
O fármaco é
não pode
atravessar a
membrana
celular
Modificação do Sítio de Ação
Interior da bactéria
Parede
Celular
Sítio Modificado
Antibiótico
Alteração estrutural do sítio de ação:
Ligação bloqueada
Com a mudança estrutural do alvo, o antibiótico
perde a capacidade de se ligar ao sítio
Alteração de Acesso ao Sítio Alvo:
Diminuição da Permeabilidade
Interior da bactéria
Parede
Celular
Porina
Antibiótico
Antibióticos geralmente entram nas bactérias através de
canais protéicos da parede celular
Alteração do Acesso ao Sítio Alvo:
Bombas de Efluxo
Interior da bactéria
Cell wall
Porina
Antibiótico
Entrada Saída
Bomba Ativa
Bombas no interior da bactéria fazem com que, assim que o
antibiótico entra na célula, ele seja lançado para o meio
externo
TETRACICLINAS
QUINOLONAS
MACROLÍDEOS
Parede
Celular
Inativação do Antibiótico
Interior da bactéria
Parede
Celular
Antibiótico
Sítio de Ação
Enzyme
Antibiótico
destruído
Antibiótic alteredo,
Previne a ligação
As enzimas destroem ou modificam o antibiótico
Não usar de modo indiscriminado e inadequado (Ex: infecções virais)
Utilizar por período de tempo adequado (Não prolongar!!!)
Preferir o uso de ATB de ação rápida e seletivos (espectro estreito)
Utilizar associação de fármacos quando houver necessidade de
tratamento prolongado.
as infecções por microorganismos notáveis pelo desenvolvimento de
resistência (S.aureus, E.coli, M. tuberculosis, Proteus) devem ser tratadas
intensivamente
PREVENÇÃO DA RESISTÊNCIA A
ANTIBIÓTICOS
DEFICIÊNCIAS NUTRICIONAIS
O uso prolongado de ATB pode resultar em deficiências de:
Vitaminas do complexo B
Vitamina K
Neomicina anormalidades morfológicas da mucosa
intestinal
Esteatorréia e
síndrome de má
absorção
PROBLEMAS COM O USO DE ANTIBIÓTICOS
Referências
•Burton, G.R.W.; Engelkirk, P.G.
Microbiologia para as Ciências da Saúde. 7ª.
ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan,
2005.
•Capítulos 4, 8 e 9