CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO. Profª. Daniele Ruela Mendes

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1 CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO Profª. Daniele Ruela Mendes 1

2 Objetivos da aula Reconhecer a terminologia utilizada no controle microbiano Reconhecer o padrão de morte microbiana Discutir métodos físicos e químicos de controle microbiano 2

3 Introdução Controle = destruição, inibição ou remoção Destruição: esterilização Inibição: refrigeração, congelamento Remoção: filtração Sépsis > do grego podre, apodrecendo > contaminação microbiana Asséptico > sem contaminação Técnicas assépticas 3

4 Terminologia Esterilização: remoção ou destruição de todas as formas de vida microbiana, incluindo os endósporos Desinfecção: destruição das formas vegetativas de micro-organismos patogênicos em superfícies inertes Antissepsia: destruição das formas vegetativas de patógenos em tecido vivo Sanitização: redução das contagens microbianas até níveis seguros de saúde pública 4

5 Terminologia Tratamentos que causam a morte dos micro-organismos > sufixo cida Biocida ou germicida: mata os micro-organismos Bactericida Fungicida Viricida Tratamentos que inibem crescimento > sufixo stático Microbiostático > bacteriostático, fungistático, viristático Se o agente é removido, crescimento pode ser retomado 5

6 Taxa de morte microbiana Quando populações microbianas são aquecidas ou tratadas com substâncias químicas antimicrobianas, normalmente morrem a uma taxa constante A cada minuto, 90% da população morre 6

7 Fatores influenciam a efetividade dos tratamentos antimicrobianos Número de micro-organismos: Quanto mais micro-organismos existem no início, mais tempo é necessário para eliminar a população inteira Influências ambientais: A presença de matéria orgânica frequentemente inibe a ação dos antimicrobianos Tempo de exposição: Os antimicrobianos químicos frequentemente requerem exposição prolongada para que os micro-organismos sejam afetados 7

8 Modos de ação de antimicrobianos Como podemos matar micro-organismos? Alteração da permeabilidade de membrana Danos à parede celular Danos a proteínas (enzimas) Danos a ácidos nucleicos Danos a ribossomos, etc. 8

9 Métodos físicos de controle microbiano Temperatura > calor e resfriamento Filtração Desidratação Radiação 9

10 Calor Calor seco: oxidação dos compostos orgânicos Aplicação de fogo direto queima dos contaminantes até se tornarem cinzas Incineração Ar quente > estufa ( C por 2 horas) Calor úmido: desnaturação das proteínas Pasteurização Fervura Autoclavagem (121 C por 15 minutos) 10

11 Tratamento térmico: temperatura x tempo Fervura 10 min: mata formas vegetativas de patógenos bacterianos, quase todos os vírus, fungos e seus esporos Alguns endósporos podem resistir a mais de 20 h Não é esterilizante > desinfecção, sanitização Autoclavagem 1 atm > vapor d água atinge 121 C Mata todos organismos (inclusive endósporos) em 15 min Maior tempo se volume de líquido é maior ou se o material é sólido 11

12 A autoclave é um método usado para esterilizar meios de cultura, vidrarias, soluções... 12

13 Pasteurização Pasteur (1860): descobriu um método prático de prevenir a deterioração da cerveja e do vinho Aquecimento lento a baixas temperaturas Mata as células vegetativas de muitos microorganismos deteriorantes Redução da contaminação microbiana > aumenta tempo de prateleira Não é esterilizante 13

14 Variantes da pasteurização HTST: High temperature short-time: 72 C por 15 s Método batch : 62,8 C por 30 min Deve ser refrigerado UHT Ultra high temperature 140 C por 4 s Leite é esterilizado > não necessita refrigeração Uso de calor na indústria leiteira Eliminar micro-organismos patogênicos e reduzir o número de micro-organismos totais 14

15 Temperaturas baixas Princípio: redução ou paralisação da atividade biológica Refrigeração Psicrotróficos crescem lentamente Bactérias patogênicas geralmente não crescem à temperatura de refrigeração Congelamento Algumas bactérias podem crescer a temperaturas abaixo de 0 C > psicrófilos Velocidade de congelamento e descongelamento determina sobrevivência -18 C 0 a 7 C Não é esterilizante > microbiostático 15

16 Filtração Princípio: remoção de micro-organismos Passagem de líquido ou gás através de material com poros pequenos o suficiente para reter micro-organismos 0,2 µm - bactérias não passam Esterilização de materiais sensíveis ao calor Enzimas/proteínas Vacinas Vitaminas Antibióticos 16

17 Filtros HEPA Filtração do ar de ambientes Remove quase todos os microorganismos do ar (>0,3 µm) HEPA = High-efficiency particulate air 17

18 Desidratação Princípio: redução da água disponível para o metabolismo celular Não é esterilizante > micro-organismos na maioria das vezes permanecem viáveis > microbiostático Dessecação: remoção da água Secagem de grãos Liofilização: desidratação rápida sob baixa temperatura e vácuo 18

19 Desidratação Pressão osmótica: uso de altas concentrações de sal ou açúcar > plasmólise 19

20 ionizante não ionizante Radiação: efeitos sobre as células Radiação ionizante (raios gama e X): comprimento de onda menor que 1 nm > transporta maior energia Radiação não ionizante (UV): comprimento de onda entre 1 e 380 nm 20

21 Radiação ionizante Raios gama: emitidos por elementos radioativos, ex. cobalto Raios X: gerados em máquinas por aceleração de e - a alta energia Alto poder de penetração, esterilizante Efeito da radiação: é a ionização da água, formando radicais hidroxil reativos, que reagem com biomoléculas, DNA 21

22 Teoria-alvo da lesão por radiação Presume que as partículas ionizantes, ou pacotes de energia, passam através das porções vitais da célula; isso constitui os golpes Vários golpes podem causar mutações suficientes para matar o micro-organismo 22

23 Raios gama em morangos 25 dias após tratamento estocados a 3 C Controle (0 KGy) Irradiado (1 KGy) Irradiado (1,5 KGy) Radiação ionizante na indústria de alimentos Alimentos são submetidos a uma quantidade controlada de radiação ionizante, por um período predeterminado Impede a multiplicação de micro-organismos que causam a deterioração do alimento

24 Radiação ionizante: produtos farmacêuticos Seringas plásticas, luvas cirúrgicas, materiais de sutura e cateteres 24

25 Radiação não ionizante Comprimento de onda maior que o da radiação ionizante Radiação ultravioleta (UV) Baixo poder de penetração Princípio: danos ao DNA pela formação de dímeros de timinas Aplicação: esterilização de superfícies e ar (salas cirúrgicas, salas assépticas, câmara de fluxo laminar, etc.) 25

26 Câmara de fluxo laminar com lâmpada UV para esterilização superficial e do ar 26

27 Métodos químicos de controle microbiano Poucos agentes químicos são esterilizantes > maioria reduz número ou remove formas vegetativas de patógenos Desinfetantes antissépticos sanitizantes 27

28 Halogênios (iodo e cloro) Iodo (I 2 ) Disponível como tintura (inorgânico) - em solução em álcool aquoso - ou iodóforo (iodo + molécula orgânica) Princípio: formação de complexos com aminoácidos e ácidos graxos > impede síntese proteica e danifica membranas Aplicação: antisséptico de amplo espectro: bactéria, endósporos, fungos e vírus O iodo é usado principalmente na antissepsia da pele e no tratamento de feridas 28

29 Halogênios (iodo e cloro) Cloro (Cl 2 ) Princípio: oxidação de moléculas orgânicas, principalmente enzimas Disponível como Cl 2 (gás ou líquido) ou como íon hipoclorito (OCl - ) + cátion Aplicação: desinfecção de água em estações de tratamento e piscinas, desinfetante caseiro (água sanitária - NaOCl) Água sem tratamento: 2-4 gotas de água sanitária/l Não deixa odor nem sabor residual 29

30 Álcoois (etanol e isopropanol) Princípio: desnaturação de proteínas e dissolução de lipídios Bactericida e fungicida, mas não destrói endósporos Aplicação: antisséptico e desinfetante (rápida evaporação, não deixando resíduos) Mais efetivo a concentrações entre 60 e 95% > desnaturação necessita de água 30

31 Metais pesados Princípio: desnaturação de proteínas pela ligação do metal aos grupos sulfidrila Aplicação: Prata: roupas impregnadas com Ag e desodorantes Mercúrio: antifúngico em tintas Zinco: antifúngico em tintas, antichulé Cobre: algicida (piscinas), fungicida 31

32 Metais pesados Calda bordalesa tem como princípio ativo o cobre, que possui efeito antifúngico 32

33 Compostos quaternários de amônio (Quats) Princípio: alteração da permeabilidade da membrana Espécie de detergente Bactericidas, fungicidas, amebicidas e viricidas Aplicação: antissépticos ou detergentes 33

34 Peroxigênios e outras formas de oxigênio Princípio: oxidação de biomoléculas Aplicações: H 2 O 2 é um antisséptico fraco, mas é bom desinfetante Ozônio: tratamento de água > + efetivo que cloro 34

35 Agora é com vocês... Leitura recomendada: Tortora, capítulo 7 > Controle do crescimento microbiano 35