Morfologia e Citologia Bacteriana

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA DEPARTAMENTO DE PARASITOLOGIA, MICROBIOLOGIA E IMUNOLOGIA Morfologia e Citologia Bacteriana Professora: Vânia Lúcia da Silva Universidade Federal de Juiz de Fora - Instituto de Ciências Biológicas Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia. Disciplina: MICROBIOLOGIA GERAL E APLICADA Curso: Enfermagem Professores: André, Analice, Márcio Rosângela, Vânia, Cláudio - Local: ICH antigo (salas 09A, 03B e 05B). Professor coordenador da disciplina: Rosângela Abreu Monteiro de Barros PROGRAMAÇÃO 2º SEMESTRE LETIVO DE 2016 Dia Hora Local Assunto Professor 23/08-3ª feira 09 às 12 Sala 09A Introdução à microbiologia - Morfologia e Citologia Bacteriana Vânia 24/08-4ª feira 13 às NÃO HAVERÁ LABORATÓRIO 30/08-3ª feira 09 às 12 Sala 09A Fisiologia e genética bacteriana Vânia 31/08-4ª feira 13 às NÃO HAVERÁ LABORATÓRIO 06/09-3ª feira 09 às 12 Sala 09A Patogênese e relação bactéria hospedeiro Vânia 07/09-4ª feira FERIADO 13/09-3ª feira 09 às 12 Sala 09A Controle de população bacteriana: agentes físicos, desinfetantes, biocidas e antibióticos Vânia 14/09-4ª feira 13 às S: Neisseria, Haemophilus e Bordetella Vânia / Cláudio 20/09-3ª feira 09 às 12 Sala 09A Gram positivos de relevância em saúde humana Cláudio 21/09-4ª feira 13 às 15 Salas 03B e 05B S: Bactérias de estrutura atípica Micobactérias e Nocárdia Vânia / Cláudio 27/09-3ª feira 09 às 12 Sala 09ª Gram negativos de relevância em saúde humana Cláudio 28/09-4ª feira 13 às 15 Salas 03B e 05B S: Bactérias de estrutura e atípica Bactérias espiraladas Vânia/ Cláudio 04/10-3ª feira 09 às 12 Sala 09ª Infecções relacionadas ao serviço de saúde (IRAS) Cláudio 05/10-4ª feira 13 às 15 Salas 03B e 05B S: Bactérias de estrutura atípica Clamídias, Riquétsias, Micoplasma, Ureaplasma Vânia/ Cláudio 11/10 3ª feira 09 às 12 Sala 09A 1º TVC Vânia 12/10-4ª feira FERIADO 18/10-3ª feira 09 às 12 Sala 09A Introdução à virologia e multiplicação viral / ED Antivirais e vacinas Analice 19/10-4ª feira 13 às 15 Sala 03B Patogenia e resposta do hospedeiro às infecções virais André 25/10-3ª feira 09 às 12 Sala 09A Agentes de viroses respiratórias e entéricas Analice 26/10-4ª feira 13 às 15 Sala 03B Herpesvírus e Papilomavírus humano André 01/11-3ª feira 09 às 12 Sala 09A Agentes de hepatites virais Analice 02/11-4ª feira FERIADO 08/11-3ª feira 09 às 12 Sala 09A Agentes de viroses multissistêmicas e Arbovírus Analice 16/11-4ª feira 13 às 15 Sala 03B Vírus da imunodeficiência humana (HIV) André 22/11-3ª feira 09 às 12 Sala 09A Características gerais dos fungos e morfologia, citologia e reprodução dos fungos Rosângela 23/11-4ª feira 13 às 15 Sala 03B 2 º TVC André 29/11-3ª feira 09 às 12 Sala 09A Classificação e terapia antifúngica Rosângela 30/11-4ª feira 13 às 15 NÃO HAVERÁ LABORATÓRIO 06/12-3ª feira 09 às 12 Sala 09A Introdução à micologia médica /Epidemiologia das micoses Márcio 07/12-4ª feira 13 às 15 NÃO HAVERÁ LABORATÓRIO 13/12-3ª feira 09 às 12 Sala 09A Agentes de micoses superficiais/agentes de micoses profundas Márcio 14/12-4ª feira 13 às 15 NÃO HAVERÁ LABORATÓRIO 20/12-3ª feira 09 às 12 Sala 09A 3 º TVC Márcio 23/12-6ª feira 10 às 12 Sala 04A 2a CHAMADA A definir 1

2 Aproveitamento mínimo: 60% Freqüência mínima: 75%. 1º TVC: 25pts; 2º TVC: 30pts; 3º TVC: 30 pts; Seminários: 15 pts. Bibliografia TRABULSI, L.R. Microbiologia, 5ª Ed., Atheneu, MURRAY, PATRICK R.; PFALLER, MICHAEL A.; ROSENTHAL, KEN S.Microbiologia Médica. 5 ed. Ed. Elsevier, TORTORA, G.J.; FUNKE, B.R. & CASE, C.L. Microbiologia, 6ª edição, Editora Artmed, Porto Alegre, SANTOS, ROMANOS & WIGG. Introdução à virologia humana, Ed.Guanabara-Koogan, JAWETZ, E.; MELNICK, J.L. & ADELBERG, E. Microbiologia Médica. 22ª Ed. McGraw-Hill Interamericana do Brasil, Microbiologia 2

3 Definição e origem Derivada: mikros (pequeno), bios (vida) e logos (ciência) ciência que estuda a vida microscópica. São considerados os ancestrais de todas as outras formas de vida Aspectos Históricos da Microbiologia Era uma vez a vontade do Homem em conhecer a vida que o rodeia, sobretudo aquilo que não é visível. Até o século XVII, o avanço da microbiologia foi prejudicado pela falta de equipamentos apropriados para observar os micróbios. 1665: Robert Hooke - relatou que as menores unidades vivas eram pequenas caixas, ou células. Teoria celular 3

4 : Anton van Leeuwenhoek - foi o primeiro a observar micro-organismos vivos através de lentes de aumento com resolução de 300 a 500 vezes. Observou e descreveu os microrganismos ("animálculos ) Fez desenhos detalhados de animálculos de água da chuva, de suas próprias fezes e de material raspado de seus dentes Sociedade Real de Londres eu posso julgar por mim mesmo (apesar de limpar a minha boca, como já disse), que todas as pessoas que vivem na Holanda não são tantas quanto os animais vivos que eu carrego em minha própria boca hoje Leeuwenhoek é considerado o fundador da microbiologia 4

5 O progresso da Microbiologia ficou vinculado ao desenvolvimento de instrumentos e técnicas pertinentes ao seu estudo, tais como microscópios com maior poder de resolução e técnicas de cultivo e coloração de estruturas celulares. A Microbiologia como Ciência começa a ter um verdadeiro avanço a partir de meados do século XIX, com o desenvolvimento de microscópios de alta qualidade juntamente com o aperfeiçoamento de técnicas de esterilização e cultivo de microrganismos. A idade de ouro da microbiologia 1857 a Avanços rápidos - Pasteur e Robert Koch 5

6 Sec. XIX: Estabelecimento da Microbiologia como uma Ciência Descoberta de agentes de muitas doenças; papel da imunidade na prevenção e na cura das doenças; Atividades químicas de micro-organismos; Aperfeiçoamento das técnicas de microscopia e cultivo de microrganismos; Desenvolvimento de vacinas e técnicas cirúrgicas. Fermentação e pasteurização Grupo de mercadores franceses pediu a Pasteur que descobrisse porque o vinho e a cerveja azedavam. Desenvolvimento de um método que impedisse a deterioração dessas bebidas. Naquele tempo, muitos cientistas acreditavam que o ar convertia os açúcares desses fluidos em álcool. 6

7 Micro-organismos chamados de leveduras convertiam os açúcares em álcool na ausência de ar fermentação O azedamento e a deterioração são causados por microorganismos diferentes. Na presença de ar, as bactérias transformam o álcool da bebida em vinagre (ácido acético). A solução de Pasteur para o problema da deterioração foi o aquecimento da cerveja e do vinho o suficiente para matar a maioria das bactérias que causavam o estrago. Pasteurização Demonstração da relação entre a deterioração de alimentos e os micro-organismos foi a etapa mais importante para o estabelecimento da relação entre doenças e micro-organismos. No final da década de 1870, Koch interessou-se pelo carbúnculo. Analisando sangue de vítimas do carbúnculo ao microscópio, observou a presença de uma bactéria de grandes dimensões. Desenvolvendo técnicas microbiológicas, Koch conseguiu isolar a bactéria. Animais sadios inoculados com a bactéria purificada apresentavam os sintomas clássicos do carbúnculo. A partir do sangue destes animais, Koch re-isolou mesma bactéria. Ele repetiu o experimento, sempre re-isolando a bactéria dos animais experimentalmente infectados até que tivesse certeza que tinha encontrado o agente da doença. Koch também descobriu os agentes etiológicos da cólera e da tuberculose, as bactérias Vibrio cholerae e Mycobacterium tuberculosis, respectivamente. A bactéria M. tuberculosis é ainda hoje denominada bacilo de Koch. Seus estudos, combinados com os de Pasteur, estabeleceram a Teoria do Germe da Doença. 7

8 Em 1877, Koch formulou um conjunto de postulados os quais afirmava deveriam ser adotados para que se aceitasse uma relação entre um micro-organismo em particular e uma doença. Ignaz Philipp Semmelweis - médico húngaro eternizado como "salvador das mães Hospital Geral de Viena 1847: redução na incidência de febre puerperal pela prática da anti-sepsia das mãos. Os médicos matavam 3x mais que as parteiras naquela região. 8

9 Florence Nightingale Guerra da Crimeia (Conflito nos Bálcãs envolvendo o Império Russo e, uma coligação integrada pelo UK, França, Itália, Império Turco-Otomano e o Império Austríaco) Alta mortalidade entre os soldados Britânicos. Associação entre higiene e diminuição da mortalidade sanitarismo E nos anos seguintes... Nova fase na história da Microbiologia - interesses estavam em estudar as causas das doenças e associá-las a micro-organismos Microscópios foram se tornando mais acessíveis e descobertas novas formas de corar os micro-organismos com objetivos de torna-los visíveis. 9

10 Meio ambiente Agentes causadores de doenças Biotecnologia Energia Indústria de alimentos Micro-organismos Indústria química Agricultura Indústria farmacêutica Recuperação ambiental biorremediação (Flavobacter) 10

11 A célula bacteriana Morfologia Bacteriana As bactérias de importância médica são caracterizadas morfologicamente por: Tamanho Forma Arranjo 11

12 Tamanho Variam de 0,3 por 0,8 μm até 10 por 25 μm. As espécies de maior interesse médico medem entre 0,5 a 1,0 μm por 2 a 5 μm. Forma Esférica: Cocos Grupo homogêneo em relação ao tamanho, sendo células menores (0,8 a 1,0 μm). Cilíndrica: Bacilos Forma de bastão, podendo ser longos ou delgados, pequenos ou grossos, extremidade reta, ou arredondada. Espiralada =>Espirilos: possuem corpo rígido e se movem às custas de flagelos externos. =>Espiroquetas: são flexíveis e locomovemse provavelmente às custas de contrações do citoplasma 12

13 Formas de transição Cocobacilos: bacilos muito curtos. Ex.: Prevotella Vibriões: espirilos muito curtos, assumindo formas de vírgula. Ex.: Vibrio cholerae Formas de estrela e retangulares 13

14 Arranjo Cocos Diplococos: cocos agrupados aos pares. Ex: Neisseria Tétrades: agrupados de 4 cocos Sarcina: 8 cocos em forma cúbica Estreptococos: cocos agrupados em cadeia. Ex: Streptococcus Estafilococos: cocos em arranjos irregulares. Ex: Staphylococos Arranjo Bacilos (d) Paliçada: agrupados lado a lado 14

15 A célula bacteriana Estruturas externas à parede celular Cápsula Polímero viscoso e gelationoso situado externamente à parede celular, composto de polissacarídeo e/ou polipeptídeo. Proteção da célula bacteriana contra desidratação. Aderência auxiliam na ligação da bactéria à superfícies bióticas ou abióticas. Proteção - resistência à fagocitose pelas células de defesa do corpo (fator de virulência). => bactérias encapsuladas são mais VIRULENTAS do que as não encapsuladas. 15

16 Cápsula Flagelos Locomoção: movimento rotatório Formam longos filamentos que partem do corpo da bactéria e se estendem externamente à parede celular. Ancorado na superfície da célula Proteína flagelina 16

17 Flagelos Flagelos 17

18 Fímbrias/pili Natureza protéica (pilina) Mais curtos que os flagelos Aderência Pili F transferência de material genético durante a conjugação Pilus associado a conjugação Parede celular Bactéria Bactérias com parede celular Bactérias sem parede celular Micoplasmas Ureaplasmas Parede celular típica Gram + Gram - Maioria das bactérias de importância médica Parede celular atípica Micobactérias Espiralados Clamidias Riquétsias 18

19 Parede celular Confere rigidez estrutural à célula. Proteção contra lise osmótica. Sítio receptor para proteínas e outras moléculas que interagem com a bactéria. Constituída de peptidioglicano Parede celular 19

20 Parede celular de Gram positiva Várias camadas de peptidioglicano (cerca de 90% da parede) Ácido teicoico (polissacarídeo ácido com resíduo de glicerol fosfato ou ribitol fosfato). Parede celular de Gram negativa Poucas camadas de peptidioglicano (cerca de 10%) Membrana externa - Lipopolissacaríedo (LPS) - Proteínas: porinas, lipoproteínas Espaço periplasmático entre a membrana externa e membrana citoplasmática 20

21 Parede celular de Gram negativa Lipopolissacarideo Membrana externa Espaço periplasmático lipoproteínas e Peptideoglicano Membrana citoplasmática Citoplasma Internamente => camada de fosfolipídeos e lipoproteína, ancorada ao peptidioglicano. Externamente => lipopolissacarídeo (LPS) Estrutura do LPS 3 componentes ligados covalentemente: lipídeo A, polissacarídeo cerne e polissacarídeo O. ENDOTOXINA Diarreia, vômitos, febre e choque potencialmente fatal 21

22 Coloração de Gram Coloração de Gram 22

23 Parede celular atípica Alta concentração de ácido micólico (60%) Parede celular de Mycobacterium 23

24 Coloração álcool-ácido resistente Membrana citoplasmática Estruturas internas à parede celular Estrutura fina (8 nm) e fluida Composição química proteínas + bicamada lipídica Total ou Fosfolipídeos parcialmente imersas na bicamada Ácidos graxos Glicerol fosfato Comp. hidrofóbicos hidrofílicos 24

25 Membrana citoplasmática Membrana citoplasmática Funções: Barreira de permeabilidade da célula que separa o citoplasma do ambiente Transporte de substâncias Processos de obtenção de energia: respiração => MESOSSOMOS 25

26 Componentes citoplasmáticos Citoplasma Água, compostos de baixo peso molecular, macromoléculas, íons inorgânicos. Sítio de reações químicas Nucleóide Cromossomo bacteriano, DNA circular, dupla hélice, contém informações necessárias à sobrevivência da célula, capacidade de replicação Plasmídeos Moléculas de DNA, circular Menores que cromossomo, também podem se replicar Genes não essenciais mas podem conferir vantagens seletivas 26

27 Grânulos de reserva ou inclusões Grânulos de glicogênio, amido, lipídeos, polifosfato, óxido de ferro (magnetossomos) Ribossomos Síntese proteica 27

28 Esporos Bacterianos - Endósporos Estruturas altamente diferenciadas e possuem pouca quantidade de água. Atuam como estrutura de sobrevivência - condições ambientais desfavoráveis. Ciclo de vida de uma bactéria formadora de endósporos. Esporos Bacterianos - Endósporos Algumas bactérias Gram positivas (Bacillus e Clostridium) Resistentes ao calor, desidratação, valores extremos de ph, radiação Baixa atividade metabólica Forma de sobrevivência e não de reprodução 28

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