V e t e r i n a r i a n D o c s Microbiologia Geral. 1-Forma da célula: 3 formas principais: - esféricas (cocos)

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1 V e t e r i n a r i a n D o c s Microbiologia Geral Estrutura da Célula Bacteriana Todas as bactérias são organismos procarióticos. Morfologia: 1-Forma da célula: 3 formas principais: - esféricas (cocos) - formato de bastão (bacilo) - espiraladas (espirilos) 2- Tamanho: a célula bacteriana é considerada como sendo 100x maior do que um vírus e 10x menor que uma célula eucariótica: 3-Agregados: várias espécies de bactérias apresentam a capacidade de formar agregados. Esses diferentes agregados celulares são determinados pela orientação do plano de divisão celular relativo ao eixo da célula. Cocos: -célula única -célula dupla (diplo-) -células em cadeia (estrepto-) -células agrupadas (estafilo-) -grupo de 4 (tetra-) Grupo de 8: sarcinas Bacilos:-células dupla (diplo-) -células em cadeia (estrepto-) 1

2 4-Propriedades de coloração: o método de coloração universalmente utilizado é a coloração de Gram. -Coloração de Gram: quando as bactérias são tratadas com uma solução cristal violeta e depois com uma de iodeto, as células adquirem uma coloração roxa. Posteriormente, se as células sofrem um tratamento com um solvente como álcool ou acetona, algumas espécies (as gram-negativas) perdem a coloração, tornando-se incolores. Finalmente, a utilização de outra solução corante, como a safranina, permite que as células incolores adquiram uma tonalidade, tornando-se visíveis. -Coloração álcool-ácido-resistente: Na maioria das bactérias a coloração realizada com carbol-fuscina pode ser removida por meio de lavagem com a mistura de álcool-ácido. Envelope Celular: é composto por todo material externo envolvendo o citoplasma. Consiste em várias camadas químicas e funcionalmente diferentes, sendo as mais relevantes, a parede celular e membrana celular. -Parede Celular: determina a forma da célula bacteriana. É composta por uma malha com polímeros interligados denominada peptideoglicana. A função principal é prevenir a explosão da célula, quando em solução hipotônica, devido à alta pressão osmótica interna. -Membrana Celular: é composta de fosfolipídeos, moléculas capazes de formar duas superfícies paralelas (bicamada lipídica), posicionando os grupos fosfato para fora da bicamada e as cadeias lipídicas apolares para o interior da célula. A membrana tem função de permeabilidade, atuando como barreira, assim, selecionando o tipo e a quantidade de moléculas que podem entrar ou sair da célula. A permeabilidade da membrana é seletiva. Lipídeos solúveis e pequenas moléculas como oxigênio e dióxido de carbono atravessam a membrana com facilidade, enquanto moléculas carregadas e macromoléculas em geral não podem atravessar a membrana. Existe ainda as proteínas específicas, formando canais (porinas) e agindo como transportadoras (permeases), facilitando, a passagem de substâncias específicas. Gram-positivas e Gram-negativas 1-Gram-positivos: a parede celular é bastante espessa, sendo formada por várias camadas de peptideoglicana, e localiza-se externamente à membrana celular. Na maioria das espécies de gram-positivas, a camada de peptideoglicana encontra-se covalentemente ligada ao ácido teicóico. Todas as espécies gram-positivas apresentam ácido teóico como componente da membrana celular. Os ácidos teóicos são os principais antígenos da superfície celular. 2-Gram-negativos: apresentam duas membranas (uma externa e uma interna citoplasmática). A camada de peptideoglicana está localizada entre essas duas membranas, na região denominada espaço periplásmico ou periplasmático. A camada de peptídeoglicana é mais fina que nas gram-positivas (mais suscetíveis ao dano físico). A 2

3 presença de vários lipopolissacarídeos na membrana externa é o que distingue-a das outras camadas. Diferenças entre Gram Negativo e Gram Positivo Gram Positivo: tem uma camada mais espessa de peptídeoglicano, dando maior resistência à danos mecânicos. Gram Negativo: tem mais lipídios na parede celular. O tratamento com álcool/éter extrai os lipídios, resultando numa permeabilidade aumentada. *Coloração de Gram: é usada primeiramente uma coloração violeta e depois lugol (iodo), formando o complexo Violeta-Iodo que cora todas as bactérias. Utilizando o Éter/Acetona faz com que ocorra um dano mecânico na G+, fazendo ela se contrair e reter o corante. E na G- o Éter/Acetona dissolve o membrana externa (lipídios) junto com o corante, tornando-a incolor. E então é usado um novo corante (coloração rosa Fuccina/ Carbolfuccina) para corar as bactérias G-, tornando-as visíveis ao microscópio. Coloração de Resistência ao Álcool/Ácido: É utilizada para bactérias do gênero Mycobacterium. A parede celular do Mycobacterium contém ac. micólicos que dificulta a coloração, mas retém a fucsina, mesmo após a exposição ao álcool/ácido. *bactérias encapsuladas e endósporos necessitam de uma coloração especial. Cápsula Externa e Glicocálice 1-Cápsula externa: material composto normalmente de polissacarídeos, encontrando-se fortemente ligado à célula e apresenta uma estrutura organizada. 2-Glicocálice: material composto normalmente de polissacarídeos, e encontra-se levemente ligado à célula, sendo amorfo. Permitem a aderência a superfícies, protegem as células de ataque de anti-corpos e da fagocitose e atuam como barreiras de difusão contra antibióticos, contribuindo para a patogenicidade do organismo. Flagelo São estruturas longas, semi-rígidas, helicoidais, tubulares ocas e compostas de milhares de unidades de uma molécula protéica (flagelina). Permite que as bactérias se movimentem na direção desejada, como, por exemplo, em resposta a estímulo quimiostático. O flagelo pode estar ligado à parede celular, à membrana celular ou à ambas por meio do corpo basal. Monotríquio: único flagelo Anfitríquio: único flagelo em cada extremidade Lofotríquio: dois ou mais flagelos numa única extremidade 3

4 Peritríquio: flagelo distribuído por toda a célula. É um fator de patogenicidade. Pili (fímbrias) São mais finos e curtos que os flagelos e funcionam como órgãos de ligação, promovem o contato específico entre células. Citoplasma 1-Nucleóide: é equivalente ao núcleo das células eucarióticas, contendo DNA. 2-Ribossomos: são organelas essenciais para a polimerização dos aminoácidos, formando proteínas. Os ribossomos bacterianos diferenciam-se em composição e tamanho dos ribossomos eucarióticos. Ex.: a ação do A-B, estreptomicina, que bloqueia a síntese de proteínas por meio da ligação com a subunidade menor do ribossomo bacteriano, não tendo ação em células eucarióticas. 3-Plasmídeos: pequena porção do DNA de fita dupla da célula bacteriana pode existir como moléculas circulares com replicação autônoma. Carregam genes para diversas funções, podem aumentar a sobrevivência bacteriana, estimulam a capacidade de cruzamento ou permitem a produção de certas toxinas. Esporos e Esporulação Com o objetivo de aumentar sua sobrevivência, quando o meio externo não está favorável para a multiplicação celular, alguns bastonetes gram positivos realizam uma grande alteração estrutural e metabólica. Dessa forma, ocorre a formação de uma célula dormente (endósporo). São as formas vivas mais resistentes conhecidas. 1-Esporulação: a esporulação pode ser considerada como um reempacotamento de uma cópia de DNA. A atividade metabólica fica reduzida. 2-Processo de esporulação: inicia-se com a invaginação da membrana da célula parental, produzindo uma dupla membrana, que se encapsula e isola a cópia de DNA. O esporo maduro mantém toda a maquinaria para síntese protéica, e em seu núcleo ocorre a síntese de novas enzimas específicas. Uma das enzimas específicas é responsável pelo acúmulo de cálcio. Quando o endósporo se encontra completamente formado, ocorre a lise da célula original, liberando, assim, o esporo. 3-Germinação do esporo: para o retorno ao estado vegetativo, os esporos devem ser submetidos a tratamentos que enfraqueçam a sua capa (aquecimento, valores de ph). *Os esporos são destruídos apenas por autoclave ou fervuras consecutivas. 4

5 Multiplicação Bacteriana *Reprodução assexuada *Principais formas: fissão binária transversa, divisão binária. Reprodução Passos 1- Alongamento da célula: aumento do tamanho celular 2- Replicação do DNA 3- Formação do septo e divisão da célula -Estágios do ciclo de multiplicação bacteriana: 1- Fase LAG: pequena variação no número de células, pouca divisão, fase de latência, intensa atividade metabólica. 2- Fase LOG: o número de células aumenta de maneira exponencial com o tempo, reprodução ativa e constante, maior atividade metabólica, sensíveis a mudanças ambientais. 3- Fase estacionária: quando ocorre falta de nutrientes ou uma liberação de produtos tóxicos para o meio, a multiplicação bacteriana diminui e finalmente cessa, mas ainda estão ativas. 4- Fase morte celular *células mantidas na fase estacionária por muito tempo irão morrer. 2-Crescimento em superfície: Uma única célula bacteriana colocada na superfície de um meio nutriente sólido (ágar) dará origem a uma progênie que permanecerá próxima, formando uma massa compacta de células visíveis macroscopicamente (colônia). Exigências Nutritivas 1-Fontes de energia: -Fototróficos: energia solar -Quimiotróficos: oxidação de compostos químicos 2-Fonte de carbono: -Autotróficos: CO 2 -Heterotróficos: compostos orgânicos 5

6 3-Fonte de Nitrogênio: N atmosférico, compostos nitrogenados 4-Temperatura: 20ºC. -Psicrófilas: crescem inferior a 0ºC, ótimo crescimento entre 15ºC e -Mesófilas: crescem em torno de 37ºC (de 25ºC a 45ºC). *maioria das patogênicas -Termófilas; crescem em torno de 45ºC a 60ºC 5-Exigências atmosféricas: Meios Bacteriológicos -Aeróbicas obrigatórias: crescem só em presença de O 2. -Anaeróbicas obrigatórias: crescem só na ausência de O 2. -Anaeróbicas facultativas: ausência ou presença de O 2. -Microaerófilas: precisam de pouca quantidade de O 2. (20%) 1-Extrato de carne: fornece CHO, compostos nitrogenados, vitaminas e sais 2-Peptona: promove o crescimento, principal fonte de N 2. 3-Ágar: solidificante. Derivado de algas e é especialmente útil por manter-se sólido (na verdade com densidade de um gel firme) em temperaturas comumente empregadas para cultura de bactérias (37ºC), temperatura ótima para seu desenvolvimento. As culturas em meio sólido são muito importantes pois permitem a identificação e isolamento de culturas puras (colônias, originadas de um único microrganismo), o que não é viável em meios de cultura líquidos. 4-Extrato de levedura: fonte de vitamina B, compostos orgânicos, N 2. Tipos de Meios de Cultura 1-Meios quimicamente definidos 2-Meios complexos e variados 3-Meios e metodologia para crescimento de anaeróbios. 4-Meio seletivo: substâncias que inibem o crescimento de alguns tipos de bactérias. 5-Meio diferencial: substâncias químicas que resultam num crescimento diferenciado para certas bactérias. 6

7 6-Meio de enriquecimento: é seletivo e utilizado quando se tem muitas bactérias, organismos estranhos e um tipo de bactéria em pouca quantidade. Exemplos: -Meio sólido: batata -Meio solidificado: contém ágar -Meio semi-sólido: 0,5% de ágar -Meio líquido: leite Unidades de Medida Esfregaço -Micron: Namômetro: Angstron: Filme delgado de material contendo o microorganismo, é espalhado na superfície da lâmina. Fixação Coloração Causa a morte dos microrganismos e os fixa na lâmina Tem por objetivo corar os microrganismos com um corante que enfatiza certas estruturas. Concentração Celular -Medida direta: contar o nº de células viáveis. Cada célula produz uma colônia visível. Unidade formadora de colônias (UFC)/ml ou /g -Medida indireta (densidade celular): grandes quantidades de células. 01-Métodos Diretos 01.1-Contagem em placa: -Diluição seriada: diluição do material para melhor contagem; -Pour plato: placa estéril de 0,1 a 1ml da solução + ágar nutriente diluído. A mistura vai solidificar e a bactéria cresce dentro do ágar; -Espalhamento; 7

8 01.2-Filtração: número pequeno de bactérias 01.3-Número mais provável: método estatístico. São microorganismos não capazes de crescer em meios sólidos (estimativa do número) Contagem direta ao microscópio 02-Métodos Indiretos 02.1-Medidas fotoelétricas 02.2-Atividade metabólica 02.3-Determinação de nitrogênio. *Mac Farland: por sulfato de bário. 10 tubos com diferentes concentrações de sulfato de bário, quanto mais turvo maior número de bactérias. Controle de Crescimento Bacteriano 1-Esterilização: destruição de todas as formas de vida microbiana (com endósporos) 2-Desinfecção: destruição de patógenos vegetativos (não formadores de endospóros) 3-Anti-sepsia: destruição de todos os patógenos vegetativos e tecidos vivos 4-Degerminação: remove os microorganismos de uma área limitada 5-Sanitização: em utensílios alimentares (saúde pública). Referências Bibliográficas 8

9 BLACK, J.G. Microbiologia: Fundamento e Perspectivas 4a Ed. Rio de Janeiro.Guanabara Koogan, JAWETZ, E. e cols. Microbiologia Médica. 21a Ed. Rio de Janeiro. Guanabara Koogan,