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Carregado porPedro Filho
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Morfologia, metabolismo, genética e crescimento bacteriano

Este documento discute a morfologia, estrutura, metabolismo e genética de bactérias. Ele descreve as características das bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, incluindo sua parede celular, e discute a formação de esporos. Também aborda o crescimento bacteriano, requisitos metabólicos e processos como transcrição, tradução e replicação do DNA.

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Princípios Básicos de Microbiologia Médica Profº Pedro Filho
Dimensão das bactérias (mm/1000) CITOLOGIA BACTERIANA Introdução
• As células são as unidades fundamentais dos seres vivos • Bactérias são os menores seres vivos independentes Introdução
Classificação das Bactérias – Aspectos Macroscópicos • A diferenciação inicial entre as bactérias pode ser realizada pelas características de crescimento em diferentes meios de cultura; • A soma de suas características determinam as características diferenciais como a cor, tamanho, forma e odor; • Utilizando meios de cultura adequados, podem ser determinadas a capacidade de resistir a certos antibióticos, de fermentar açúcares específicos, lisar hemácias; Morfologia Bacteriana
Cocos - Células esféricas que quando agrupadas aos pares recebem o nome de diplococos. Quando agrupadas em cadeias são denominados estreptococos. Cocos em agrupados cachos de uva recebem o nome de estafilococos. Diplococos Streptococcus pneumoniae Neisseria gonorrhoeae Estreptococos Streptococcus agalactiaeStaphylococcus aureus Estafilococos Classificação das Bactérias – Aspectos Microscópicos Morfologia Bacteriana
Bastonetes - Células em forma de bastão. Vibriões Espiroquetas Classificação das Bactérias – Aspectos Microscópicos Morfologia Bacteriana
Coloração de Gram • É um teste rápido, importante e fácil que permite aos clínicos a diferenciação entre as duas mais importantes classes de bactérias, permitindo um diagnóstico inicial e começar; Técnicas de identificação bacterianas
Técnicas de identificação bacterianas
Sorotipagem • Testes sorológicos usados em tipos de bactérias que não podem ser cultivados, exemplos, Treponema pallidum – causador da sífilis, Francisella – organismo causador da tularemia, Escherichia coli sorotipo O157, agente causador da colite hemorrágica; Técnicas de identificação bacterianas
Estruturas bacterianas x Morfologia Bacteriana
O citoplasma das bactérias contém o DNA cromossomal, mRNA, ribossomos, proteínas e metabólitos Morfologia Bacteriana
Nucleoide – local no citoplasma, onde fica o DNA Morfologia Bacteriana
Plasmídeo – Formas circulares de DNA extracromossomal Morfologia Bacteriana
DNA – Molécula que carrega a informação necessário para o crescimento e desenvolvimento da bactéria Morfologia Bacteriana
Ribossomo – Maquinaria para síntese de proteínas Morfologia BacterianaPolissomos ou polirribossomos
Membrana plasmática – Maquinaria para síntese de proteínas Morfologia Bacteriana
Parede celular – Estrutura responsável pela sustentação mecânica da bactéria Morfologia Bacteriana
Parede Celular • Os componentes da parede celular diferenciam as bactérias Gram positivas das Gram negativas; • Os componentes celulares são, também, peculiares para as bactérias e suas estruturas repetitivas contribuem para as respostas da imunidade inata humana; Morfologia Bacteriana
Parede Celular Morfologia Bacteriana
Bactéria Gram positivas • Bactérias Gram positivas possuem uma parede celular espessa em múltiplas camadas constituída principalmente de peptídoglicano; Funções do peptídoglicano: Funciona como exoesqueleto Essencial para estrutura da bactéria Está envolvido no processo de duplicação Proteção contra ambientes hostis Morfologia Bacteriana
GRAM POSITIVAS Estrutura do Peptideoglicano Bactéria Gram positivas Morfologia Bacteriana
Bactéria Gram positivas • Na parede celular de bactérias Gram positivas pode incluir outros componentes tais como • Ácido teicoicos – São solúveis em água, são essenciais para a viabilidade celular, e são responsáveis pela virulência da bactéria; • Ácido lipoteicoicos – Estão ligados a membrana plasmática através de ácidos graxos ancorados. São os antígenos de superfície; Morfologia Bacteriana
ÁCIDOS TEICÓICO e LIPOTEICÓICO • Polimeros Hidrossoluveis • Antígenos de Superfície • Auxílio na seleção de moléculas Morfologia Bacteriana
Bactéria Gram Negativas • A parede celular de bactérias Gram negativas são estrutural e quimicamente mais complexas do que as da bactérias Gram positivas; Morfologia Bacteriana Além de manter a estrutura bacteriana, permite o transporte de moléculas importantes, fornece proteção para condições ambientais adversas.
Bactéria Gram Negativas  A parede celular de bactérias Gram negativas são estrutural e quimicamente mais complexas do que as da bactérias Gram positivas; Morfologia Bacteriana Lipopolissacarideo (LPS) ou endotoxina, é um potente desencadeador de resposta imune inata. O LPS ativa os linfócitos B, células dendríticas, macrófagos, e outras células a liberar IL-1 e IL-6, TNF. Induz à produção de febre e pode causar choque séptico. Causa a reação de Shwartzman.
Estruturas externas É fracamente antigênica e antifagocítica sendo um importante fator de virulência. Impende a passagem de moléculas tóxicas, e serve para aderência no tecido do hospedeiro Streptococcus mutans utiliza a sua cápsula para se aderir e perfurar o esmalte dentário Morfologia Bacteriana
Estruturas externas São responsáveis pela adesão da bactérias as mucosas, sendo de fundamental importância para a virulência bacteriana. Morfologia Bacteriana
Divisão Celular • A divisão celular inicia com a replicação do cromossomo; • Extensão da parede celular; • Formação do septo; Morfologia Bacteriana
Esporos bacterianos • Geralmente são formados por bactérias Gram positivas; • Sob condições ambientais inóspitas, como privação nutricional, as bactérias podem passar do estado vegetativo para o estado de dormência; • O esporo é uma estrutura de múltiplas capas, desidratada que protege e permite que a bactéria exista em “estado de animação suspenso”; Morfologia Bacteriana
Esporos bacterianos • O esporo tem – Uma membrana externa; – Duas camadas de peptidoglicano; – Um revestimento proteico semelhante a queratina; Morfologia Bacteriana
Esporos bacterianos • Ácido dipicolínico é produzido para ser ligado ao cálcio e assim, estabilizar o interior do esporo; Morfologia Bacteriana
Esporos bacterianos Morfologia Bacteriana
Esporos bacterianos  Forma de resistência:  calor;  dessecação;  agentes químicos;  agentes físicos. Morfologia Bacteriana
Esporos bacteriano • A germinação do esporo ocorre após um estresse mecânico causando a ruptura do revestimento externo; • Após a iniciação do processo de germinação o esporo absorve água do meio e está pronto para produzir uma bactéria idêntica a original; Morfologia Bacteriana
Metabolismo Bacteriano Metabolismo
Metabolismo Bacteriano Conjunto de reações bioquímicas necessárias à vida, compreende o catabolismo e anabolismo catabolismo – reações químicas que liberam energia a partir da degradação de substância orgânicas anabolismo – reações químicas que consomem energia e permitem a síntese de precursores metabólicos, macromoléculas e estruturas celulares Metabolismo
Metabolismo Bacteriano Metabolismo Metabolism o Catabolism o Anabolismo EnergiaEnergia Crescimento E Multiplicação
Metabolismo Bacteriano Metabolismo luminosa Fotossintetizantes Compostos Inorgânicos (Fe2+, NO2-, H2) Litotróficos Compostos Orgânicos (Glicose) Heterotróficos ou Organotróficos ATPATP Biossíntes de Macromoléculas Montagem de Estruturas Divisão Celular
Exigências metabólicas • O crescimento bacteriano requer uma fonte de energia e matéria-prima para a construção de proteinas, estruturas e membranas; • Os elementos essenciais são, proteínas, lipídios, e ácido nucléicos (C, N, O, H, S, P), e íons (K, Na, Mg, Ca, Cl, Fe, Zn, Mn, Mo, Se, Co, Cu, Ni) Metabolismo A exigência mínima para o crescimento é uma fonte de carbono e nitrogênio, uma fonte de energia, água e vários íons.
Exigências metabólicas • Clostridium perfringens, causador da gangrena gasosa, não pode crescer na presença de O2. Portanto, é considera anaeróbio obrigatório; • Mycobacterium tuberculosis, causador da tuberculose, exige a presença de oxigênio, sendo portanto, um aeróbio obrigatório; • Anaeróbios facultativos  Bactérias que vivem tanto na presença como na ausência de oxigênio; Metabolismo Produção da enzima superóxido dismutase
Exigências metabólicas Metabolismo Autotróficos – Utilizam CO2 como fonte de carbono Organotróficos – Utilizam compostos orgânicos como fonte de carbono Quimiolitotróficos – Utilizam compostos inorgânicos como fonte de energia e CO2 como fonte de carbono Fototróficos – Utilizam luz como fonte de energia e CO2 como fonte de carbono Quimioorganotróficos – Utilizam compostos orgânicos como fonte de energia e de carbono
Metabolismo Bacteriano Metabolismo
Metabolismo Bacteriano Metabolismo
Metabolismo Bacteriano Metabolismo
Metabolismo Bacteriano Metabolismo
Metabolismo Bacteriano Metabolismo
Genética Bacteriana • O genoma bacteriano é a coleção total de genes portados por uma bactéria; • Os genes são sequências de DNA que contém informação para a síntese de proteínas; Genética Bacteriana
Transcrição • A informação presente no DNA é transcrita em um RNA mensageio (mRNA); • Essa reação é realizada pela RNA polimerase Genética Bacteriana
Tradução • A tradução é processo pelo qual a linguagem do código genético, na forma de mRNA, é convertida (traduzida) em uma sequência de aminoácidos, a proteína; Genética Bacteriana
Tradução • A síntese de proteínas é tão importante para as bactérias, que muitos antibióticos atuam inibindo a síntese de proteínas; • Os antibióticos aminoglicosídeos (estreptomicina e gentamicina) e as tetraciclinas, macrolídios (eritromicina), e licomicinas (clindamicina) agem ligando-se aos ribossomos inibindo a síntese de proteínas; Genética Bacteriana
Replicação do DNA • O cromossomo bacteriano é um depositório de informação pelo qual as características das bactérias são definidas; • Quando a bactéria inicia o processo de divisão celular, o ponto inicial é a replicação do DNA; Genética Bacteriana
Crescimento Bacteriano Genética Bacteriana
Divisão celular • A duplicação bacteriana é o processo pelo qual duas células- filhas são produzidas; • O processo de duplicação é um processo cuidadosamente regulado; Crescimento Bacteriano Uma vez iniciado o ciclo, a síntese de DNA deve caminhar para a conclusão, mesmo que todos os nutrientes sejam retirados do meio;
Divisão celular Crescimento Bacteriano
Fases do crescimento bacteriano Crescimento Bacteriano 1 2 3 4 NúmerodeBactérias(log) Tempo Fase Lag Fase Log (Exponencial) Fase Estacionária Fase de Morte adaptação multiplicação Falta de nutrientes Acúmulo de subprodutos tóxicos Equilíbrio multiplicação e morte Ativação de enzimas que lisam parede ceular
Condições de crescimento bacteriano Crescimento Bacteriano • TEMPERATURA Psicrófilas (12 a 17 graus C) Mesófilas (28 a 37 graus C) Termófilas (57 a 90 graus C) Termófilas extremas (>100 graus C) • pH Acidófilas (ph<5) Alcalófilas (pH>10) • Oxigenação Aeróbicas (patógenos respiratórios e de mucosa), Anaeróbicas (trato gastrointestinal e ambiente – esporos), Microaerófilas ( PO2), Facultativas, Aerotolerntes (Anaeróbio) • Salinidade Bactérias Halófitas
Requerimento de nutrientes Crescimento Bacteriano • Algumas bactérias são capazes de crescer em meio simples – organismos entéricos • Algumas bactérias são extremamente fastidiosas (complexo requerimento nutricional) – organismos que crescem nas mucosas ou no interior da célula do hospedeiro • Algumas bactérias crescem em meio indefinido (sangue, soro, extrato de levedura, etc…)
Antibiograma • É o resultado de um exame laboratorial com o objetivo de identificar a sensibilidade de uma linhagem de bactérias isoladas contra diferentes tipos de antibióticos; Detecção de Bactérias
Antibiograma • Nos hospitais e clínicas, antibióticos são frequentemente prescritos com base em guias gerais do conhecimento a respeito da sensibilidade; • ex: Infecções do trato urinário sem complicações podem ser tratadas com quinolonas. Isso ocorre porque a E. coli é o provável, e é sabidamente sensível ao tratamento com quinolonas; Detecção de Bactérias
Antibiograma Detecção de Bactérias • Muitas bactérias são resistentes a diversas classes de antibióticos, e o tratamento não é tão simples. Este é o caso de pacientes internados em unidades de terapia intensiva; • Quando esses pacientes desenvolvem uma pneumonia adquirida em ambiente hospitalar, bactérias mais resistentes como Pseudomonas aeruginosa estão potencialmente envolvidas; • Antibióticoterapia empírica;
Antibiograma Detecção de Bactérias • Antes de iniciar o tratamento, o procedimento correto é, o médico ou enfermeiro deve coletar uma amostra do indivíduo com suspeita de contaminação; • Essas amostras são transferidas para o laboratório de microbiologia que analisa a amostra através do microscópio e tenta cultivar a bactéria. • O procedimento seguinte é realizar um ANTIBIOGRAMA!
Antibiograma Detecção de Bactérias • QUAL O OBJETIVO DE REALIZAR UM ANTIBIOGRAMA, COM UMA AMOSTRA COLETADA DE INDIVÍDUO COM SUSPEITA DE INFECÇÃO BACTERIANA
Antibiograma Detecção de Bactérias
Antibiograma Detecção de Bactérias • Uma vez que a cultura tenha se estabelecido, há duas formas de se obter um antibiograma:
Método de Kirby-Bauer Antibiograma • Um método semi-quantitativo baseado em difusão. Pequenos discos contendo diferentes antibióticos;
Método de Kirby-Bauer Antibiograma • Um método semi-quantitativo baseado em difusão. Pequenos discos contendo diferentes antibióticos;
Método quantitativo de diluição Antibiograma • Em série de recipientes com diluições de antibiótico progressivamente menores são inoculadas com o microrganismo analisado; • Quando a concentração inibitória mínima é calculada, ela pode ser comparada com os valores conhecidos para a relação entre a bactéria e o antibiótico.