Esterilização e Desinfecção

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1 Esterilização: Desinfecção: Sanitização: Anti-sepsia: Assepsia: Esterilização e Desinfecção Definições: Processo de destruição e/ou remoção de todas as formas de vida de um objeto ou material, inclui os endosporos que são as formas mais resistentes de vida. É um processo absoluto, não havendo graus de esterilização. Uma amostra é considerada estéril quando a probabilidade de se encontrar um organismo vivo na amostra é de 1 para Diminuição do número de microrganismos capazes de transmitir infecção. São geralmente utilizadas substâncias químicas, que reduzem ou inibem o crescimento microbiano, mas que não necessariamente matam os microrganismos. redução de contagens microbianas a valores seguros para a saúde pública. Desinfecção química da pele, mucosas e de tecidos vivos Ausência de microrganismos. Esterilização e Desinfecção Que material devemos tratar? sólido líquido alimento Qual é o nível de controle necessário? Eliminação completa de microrganismos Sanitização de superfícies Evitar crescimento de microrganismos Qual é o tempo de proteção necessário? Minutos/horas Dias/meses Qual é o risco de crescimento microbiano? Qual é a compatibilidade entre o método e o material a ser tratado? Resistência térmica do material Resistência química do material Esterilização e Desinfecção Técnicas: Temperatura: Alta Baixa Produtos químicos: Tóxicos (-cidas e státicos) Modificam as condições ambientais Separação física de organismos Radiação Ionizante Não ionizante Desnaturação de proteínas calor alcóol Mecanismos de inativação de microrganismos: Inativação de proteínas através da ação de oxidantes: Oxidantes químicos: cloro, ozônio, etc. Radiação ionizante Destruição do gradiente de prótons na membrana Ácidos orgânicos utilizados na conservação de alimentos Alteração da permeabilidade da membrana Amônias quaternárias Autoclave Esterilização térmica: Temperatura em função da pressão no interior do autoclave Pressão (bar) Temperatura ( C)

2 Esterilização térmica: Tempo de esterilização em função do volume da amostra Volume (ml) (min) Tempo de esterilização Esterilização com ar seco Oxidação: 2h a 170 C Parâmetros utilizados para definir a eficiência de técnicas baseadas no uso de calor: Ponto de morte térmica: A temperatura mais baixa que mata todos os microrganismos de uma amostra em 10 minutos. Tempo de morte térmica: Menor tempo para matar todos os microrganismos em uma amostra a uma determinada temperatura. Tempo de redução decimal: Tempo em minutos no qual uma dada população é reduzida em 90% a uma determinada temperatura. Tempo de redução decimal D D eliminação número de número de organismos organismos eliminados que sobram % % ,9% ,99% ,999% ,9999% % Tempo de redução decimal D Temperatura valor D 55 C 2 horas 60 C 20 minutos 66 C 1 minuto 71 C menos que 1 minuto 74 C 5 segundos Tempo de redução decimal D Organismos Temperatura valor D (ºC) (minutos) Patógenos mesófilos 65,5 0,1-2,0 Esporos de mesófilos aeróbios (Bacillus) 100 0,1 11,0 Esporos de mesófilos anaeróbios (Clostridium) 100 0,1 20,0 Esporos de termófilos aeróbios (Bacillus) 120 0,1 5,0 Esporos de termófilos anaeróbios (Clostridium, Desulfotomaculum) 120 2,0 4,0 2

3 Pasteurização: Técnica de conservação muito usada em alimentos. O produto é aquecido até uma dada temperatura em um certo tempo leite: antigamente aquecimento a 63ºC durante 30 minutos, hoje 72ºC durante 15 segundos UHT: 140ºC por 5 segundos Fervura: Tempo de 15 minutos suficiente para matar as formas vegetativas de células, fungos e vírus e exosporos. Não é suficiente porém para inativar todos os endosporos (20 horas) e vírus (30minutos). Atenção Cocção elimina bactérias vegetativas, mas não necessariamente esporos. Contato de alimento quente cozido com alimento frio pode reduzir a temperatura do alimento a níveis ideais para a germinação dos esporos. Neste caso o crescimento das bactérias poderá ser muito mais rápido devido à eliminação de outras espécies competidoras. A temperatura letal de uma população de microrganismos varia em função de: Atividade de água (células adaptadas a ambientes com baixa Aa têm maior resistência térmica) Gordura: protege organismos de choques térmicos Sais: podem ou não aumentar a resistência térmica Carboidratos ph Proteínas Número de microrganismos Fase de crescimento: células de fase estacionária têm maior resistência térmica do que células de fase exponencial Temperatura de crescimento: células com temperaturas ótimas elevadas têm maior resistência térmica. Descongelamento: A parte externa do alimento atinge temperaturas propícias para o crescimento de microrganismos enquanto que a parte central permanece congelada. Produtos que terminam com cida: produtos que matam microrganismos. A atividade bactericida de um produto depende da dose de aplicação. Em doses menores todos os produtos bactericidas têm atividade bacteriostática, ou seja, inibem a proliferação dos organismos sem matá-los. Em concentrações menores ainda o produto se torna inócuo. Medida de eficiência do produto: Concentração mínima inibitória (MIC) : Concentração mínima do composto que inibe o crescimento do microrganismo-teste: Depende de: Natureza do microrganismo-teste, condições de cultivo, temperatura, ph, tamanho do inóculo, tempo de contato, temperatura, tamanho da população microbiana padronização 3

4 Álcool (etanol): O único composto com eficiência antibacteriana maior quando diluído em água do que quando concentrado. O alcóol rompe membranas e desnatura proteínas (desnaturação depende de água!). Células vegetativas morrem após 5 minutos de contato. Limitações: inflamável, volatiliza rapidamente Álcool (etanol): Ação germicida de etanol em solução de aquosa de Streptococcus pyogenes. Etanol (%) Tempo (segundos) Detergentes: Sabão: pouca ação desinfetante, mas útil para a remoção de microrganismos das superfícies. Detergentes aniônicos: não possuem atividade biocida. Detergentes catiônicos: aminas quaternárias: combinam ação limpante com atividade biocida (boa contra Gram + e fraca contra Gram - ) Conservantes químicos Mecanismo: destruição do gradiente de prótons na membrana Ácidos lipofílicos: Ácidos orgânicos: benzóico, sórbico, propiônico, ésteres de ácido parahidroxibenzóico (metil, butil, etil, propil e heptil). acético, lático e cítrico. Substâncias são ativas em ph baixo, quando parte das moléculas dos ácidos fica protonada e difunde pela membrana citoplasmática da bactéria. O composto é desprotonado no citoplasma, aumentando o ph. Conservantes químicos Mecanismo: redução da atividade de água Adição de açúcar e sal Açúcar e sal são substâncias altamente higroscópicas. A sua adição a alimentos resulta no seqüestro de moléculas de água, que se tornam indisponíveis para a atividade microbiana. 4

5 Conservação química Mecanismo: perfuração da membrana citoplasmática Nisina: Bactericida produzido por Lactococcus lactis, eficiente contra certas cepas de bactérias Gram-positivas. Perde atividade em ph abaixo de 4, a temperaturas abaixo de 20 C e é neutralisada por lipídios. Conservação química Mecanismo: alteração da permeabilidade da membrana Natamicina: macrolídeo antifúngico produzido por Streptomyces natalensis que se liga aos esteróis da membrana, eficiente contra bolores e leveduras mas não contra bactérias. Conservação química Sulfitos: SO 2 (dióxido de enxofre), Na 2 S 2 O 5 (metabisulfito de sódio), Na 2 SO 3 (Sulfito de sódio), K 2 S 2 O 5 (metabisulfito de potássio), KHSO 3 (bisulfito de potássio). A atividade antimicrobiana depende da concentração de ácido sulfuroso (H 2 SO 3 ), um potente agente redutor capaz de reagir com nucleotídeos e outros metabólitos essenciais. A atividade antimicrobiana destes compostos é restrita a alimentos ácidos. Controlam o escurecimento enzimático de alimentos pela inibição da polifenoloxidase, que catalisa a oxidação de fenol com a formação de o-quinonas, que polimerizam formando pigmentos de cor marrom de alto peso molecular (melaninas). Conservação química Nitrato e Nitrito: Nitritos inibem o crescimento de muitas bactérias provavelmente através da reação com ferro e enxofre de oxidoreductases essenciais para o crescimento. O nitrito é utilizado para estabilizar a cor vermelha da carne após o abate. Bactérias convertem nitrato em nitrito, que se decompõe em ambientes ácidos formando óxido nítrico (), que reage com a mio produzindo a nitrosoimunoglobulina (pigmento vermelho). A reação de nitritos com aminas secundárias resulta na formação de nitrosaminas cancerígenas. Mio (vermelho escuro, púrpura) H 2 O desoxigenação Oxigenação Nitrosilhemocromo (rosa) calor Nitrato e Nitrito: Oximio (vermelho claro) O 2 Oxidação Nitrosomio (vermelho) Redução + Oxigenação Oxidação (nitrito) + Redução Metmio (marron) OH Controle Químico: Antibióticos Agentes quimioterápicos: Compostos que controlam o crescimento microbiano dentro do corpo humano. Toxicidade seletiva: inativar microrganismos sem afetar as células do hospedeiro Sintéticos (sulfas, etc.) Antibióticos (antimicrobianos naturais) 5

6 Agentes Quimioterápicos Sintéticos Mecanismos de ação: Análogos de fatores de crescimento: Sulfas (sulfanilamida) Inibidores da DNA-girase: quinolonas (ácido nalidíxico, norfloxacina, ciprofloxacina, fluoroquinolonas) Agentes Quimioterápicos Naturais: Antibióticos Produzidos por organismos: fungos, bactérias, algas, etc. Bactérias Gram + geralmente mais suscetíveis Antibióticos de amplo espectro: atuam tanto contra bactérias Gram + como contra Gram - Compostos naturais geralmente menos ativos do que derivados sintéticos Antibióticos: Mecanismo de ação Inibição da síntese da parede celular: Penicilinas, Cefalosporinas, Carbapenemos, Monobactâmicos, Vancomicina, Bacitracina, Cicloserina Inibição da elongação de RNA: Actinomicina Inibição da RNA polimerase: Rifampina, Estreptovaricinas Antibióticos β-lactâmicos: Penicilinas e cefalosporinas > 50% dos antibióticos produzidos no mundo Produzidos por fungos Penicillium sp. e Cephalosporium sp. inibem a transpeptidação do peptidoglicano Inibição da síntese protéica (50S): Eritromicina, Cloranfenicol, Clindamicina, Lincomicina Inibição da síntese protéica (30S): Tetraciclinas, Espectinimcina, Estroptomicina, Gentamicina, Tobramicina, Kanamicina, Amicina, Nitrofuranos Anel β-lactâmico Inibição da síntese protéica (t-rna): Muporicina, Puromicina Estrutura da membrana citoplasmática: Polimixinas Penicilina Anel tiazolidina Cefalosporina Antibióticos Aminoglicosídicos: Produzidos por procariotos (estreptomicetos) inibem a síntese de proteína através da ligação à unidade 30S do ribossomo Antibióticos Macrolídeos: Produzidos por procariotos (estreptomicetos) inibem a síntese de proteína através da ligação à unidade 50S do ribossomo contém grandes anéis de lactona ligados a resíduos de açúcares Eritromicina Canamicina 6

7 Antibióticos Tetraciclinas: Produzidos por procariotos (estreptomicetos) inibem a síntese de proteína através da ligação à unidade 30S do ribossomo anéis de naftaceno com amploespectro de substituintes Antibióticos: Resistência 7