CONTROLE DE MICRORGANISMOS

Transcrição

1 CONTROLE DE MICRORGANISMOS Prof. Paulo Henrique Grazziotti Microbiologia do Solo 6. CONTROLE DE MICRORGANISMOS 6.1. PRINCÍPIOS Esterilização é a destruição de todas as formas de vida microbiana, incluindo os endosporos sessenta Esterilização Comercial aquecimento ao calor suficiente para destruir os endosporos de Clostridium botulinum em alimentos enlatados Desinfecção destruição de patógenos vegetativos. Subs. químicas, radiação U.V., água fervente ou vapor Anti-Sepsia desinfecção de tecidos vivos. O produto químico é chamando de Anti-séptico Degerminação remoção mecânica da maioria dos micróbios. Ex. algodão com álcool usado na aplicação de uma injeção Sanitização reduz as contagens microbianas a níveis seguros. Louças e talheres tratados com água quente ou imersão em um desinfetante químico Inibição do crescimento microbiano X Morte do organismo (BacterioSTÁTICO, fungistático) (BacteriCIDA, fungicida) Sepse (grego) estragado ou podre (contaminação bacteriana) Asséptico livre de patógenos 6.2. TAXA DE MORTE MICROBIANA é constante Tempo, min Mortes por minuto N o de sobreviventes A morte microbiana tb ocorre de forma exponencial. Assim, após uma rápida redução do número, a taxa de morte pode tornar-se mais lenta, devido à sobrevivência de células mais resistentes Fatores que influenciam: - n o inicial de microrganismos - características microbianas. Ex. endosporos - tempo de exposição - concentração do agente (se for químico) - influências i ambientais: i sobrevivência > M.O. (sangue, feses, gorduras) > ph Para agentes químicos, o aumento de 1 C da temperatura aumenta em 10 vezes a eficiência do processo 6.3. AÇÕES DOS AGENTES DE CONTROLE Alterações da Permeabilidade de Membrana vazamento do conteúdo celular Dano às Proteínas e aos Ácidos Nucléicos Dano às Proteínas e aos Ácidos Nucléicos perda de atividade e, ou desnaturação 1

2 Métodos físicos e químicos de controle dos microrganismos FÍSICOS Temperatura Filtração Ressecamento Pressão Osmótica Radiação QUÍMICOS Desinfetantes Antissépticos Preservativos usados em alimentos Temperatura Calor desnaturação das enzimas resistência diferencial determinada por Ponto de Morte Térmica (PMT) é a menor temperatura em que todos os microrganismos em uma suspensão serão mortos em 10 minutos Tempo de Morte Térmica (TMT) período mínimo de tempo em que todas bactérias em uma cultura líquida Tempo de Redução Decimal (TRD, ou valor D) tempo, em min, em que 90% de uma população de bactérias em uma dada temperatura serão mortas Calor ÚMIDO Fervura ou fluxo de vapor Autoclave Pasteurização SECO Flambagem Incineração Ar quente Calor úmido Fervura ou fluxo de vapor mata estruturas vegetativas de bactérias, fungos e quase todos vírus em 10 min. Pratos, pias, etc. Autoclave esteriliza em 15 a 1 atm (ou libras) de pressão (121 o C). Hospitais e laboratórios Pasteurização Desnaturação das proteínas tratamento do leite a 72 o C por 15 (serpentina), mata quase todos os microrganismos. i Cerveja e vinhos podem necessitar de tratamento diferente HTST High-temperature, Short-time UHT Ultra-high temperature - o leite é aquecido a 140 o C em menos de 1 em uma câmara de vapor - é mantido por 3 em um tubo de armazenamento - resfriado em câmara de vácuo - em menos de 5 a temp. sode de 74 o C para 140 o C e retorna a 74 o C Calor seco mata por efeitos de oxidação Temperatura Frio Chama direta (Flambagem) queima os contaminantes até se tornarem cinzas Incineração idem. Utilizado para curativos, carcaças Esterilização com ar quente (estufas e fornos) 170 o C por 2 h, vidraria e instrumentos e agulhas redução das reações químicas e possíveis alterações nas proteínas. congelamento lento forma cristais de gelo que podem romper a membrana, mas em geral é bacteriostático Conservação de alimentos, drogas e culturas 2

3 Filtração filtros de acetato de celulose ou nitrocelulose 0,22 a 0,45 m para bactérias e de 0,01 m para vírus utilizado para esterilizar toxinas, enzimas, vacinas, antibióticos, etc. Ressecamento interrupção do metabolismo, bacteriostático. Conservação de alimentos Pressão Osmótica idem OBS: Fungos são mais tolerantes ao ressecamento, elevada pressão osmótica e baixo ph Deterioração de frutas e grãos Radiação seu efeito é dependente do comprimento de onda ( ), intensidade e duração O Espectro de Energia Radiante Luz UV UV na luz solar Bronzeamento Bactericida nm 1 m m Raios Infraver- Microon- gama Raios X UV Ondas do melho das rádio Luz visível nm Comprimento de onda aumenta Energia aumenta Radiação Ionizante mais curto, menos que 1 nm ionização da água, formando radicais hidroxilas reativos, que reagem principalmente com o DNA - Raios gama são emitidos pelo Co radioativo alto poder de penetração mas requerem muitas horas em grandes massas - Feixes de elétrons feixes de elétrons acelerados produzidos em máquinas baixo poder de penetração e requerem alguns segundos esterilização de seringas plásticas, luvas cirúrgicas, e cateteres - Raios X são produzidos similarmente aos feixes de elétrons e de natureza similar aos raios gama Radiação Não-ionizante maior, acima de 1 nm - UV (260 nm) produz ligações entre timinas adjacentes no DNA, que inibem a replicação correta do DNA Baixo poder de penetração Salas de hospitais, vacinas, etc MÉTODOS QUÍMICOS nos tecidos vivos e nos objetos poucos esterilizam, mas diminuem o n o de microrg. (forma vegetativa) Princípios da Desinfecção Efetiva Características Concentração determinada Natureza presença de compostos org. e o ph Contato limpeza e tempo Temperatura > temp. > efetividade Avaliação do Desinfetante Teste de Diluição Coeficiente de fenol (em desuso) Atualmente Official Analytical Chemist Culturas de: Salmonela cholerae-suis, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa Imersos em culturas puras padronizadas Secos a 37 o C por pouco tempo Imersos no desinfetante (conc. recomendada) por 10 a 20 o C Imersos em meios de cultura novos e avalia-se o n o de culturas 3

4 Método de Papel Filtro discos de papel embebidos nos desinfetantes são colocados em placa de ágar previamente inoculada Zonas claras representam inibição Avaliação de Desinfetantes pelo Método do Papel Filtro Zona de inibição B A D C Staphylococcus aureus (+) A = Cloro C = Quat B A C Escherichia coli (-) D B= Hexaclorefeno D = O-fenilenol B A C D Pseudomonas aeruginosa (-) Tortora et al., Tipos de Desinfetantes Fenol lesam a membrana plasmática, inativam as enzimas e desnaturam as proteínas Lister 1867 desinfetantes Vantagens permanecem ativos na presença de compostos org., são estáveis e persistem por longos períodos Desvantagens irrita a pele, possui odor forte (em desuso) Uso pastilhas p/ garganta anestésico local Sprays (>1%) p/ garganta antibacteriano Compostos Fenólicos < irritação, > atividade - Cresois derivado do alcatrão. Ex. O-fenilfenol - Bifenol hexaclorofeno Uso escovação cirúrgica, instrumentos hospitalares, pastas de dentes Efetivo contra Gram + (estafilococos e estreptococos) Biguamidas ex. clorexidina atua na membrana plasmática Vantagem baixa toxicidade Desvantagem perigoso para os olhos Uso desinfecção da pele pré-operatório e de mucosas Efetivo estruturas vegetativas de bactérias e fungos Halogênicos - Iodo (I 2 ) combina com a tirosina, oxida grupos SH de a.a. Vantagem baixa toxicidade Desvantagem perigoso para os olhos Uso desinfecção de pele e tratamentos de feridas Efetivo bactérias, muitos endosporos, vários fungos e alguns vírus - Tintura I 2 em solução em álcool aquoso - Iodóforo I 2 + mol. org. liberação mais lenta não mancha, menos irritante. Ex.: Betadine e Isodine I 2 + Mecanismo da Atividade Antimicrobiana do Iodo OH CH 2 CH NH 2 COOH Tirosina I OH CH 2 CH NH 2 I COOH Diiodotirosina Halogênicos -Cloro(Cl 2 ) (1) Cl 2 + H 2 O H + + Cl - + HOCl (Ác. hipocloroso) (2) HOCl H + + OCl - (íons hipoclorito) carga (-) baixa difusão Ác. hipocloroso (HOCl) germicida agente oxidante atuando no sistema enzimático Rápida difusão na parede celular carga elétrica neutra Desinfecção de águas forma líquida do gás Cl 2 Hipoclorito de cálcio [Ca(OCl) 2 ] laticínios e restaurantes Hipoclorito de sódio (NaOCl) lares, laticínios, alimentos, e sistemas de hemodiálise 2 a 4 gotas na água por 30 min Cloraminas Cl + amônia anti-séptico ou agente de sanitização atuam na presença de M.O., no entanto são lentos e menos efetivos 4

5 Álcoois desnaturação de proteínas, ruptura da membrana e dissolve lipídeo Tabela - Ação germicida de várias concentrações de etanol contra Streptococcus pyogenes Concentração Tempo, seg de etanol, % Álcoois Vantagem age e evapora rapidamente Desvantagem ação superficial, não são antisépticos satisfatórios em ferídas Uso desinfecção de pele e tratamentos de feridas Efetivo bactérias, fungos e vírus envelopados (ñ p/ endosporos e vírus não-envelopados) Isopropanol (álcool p/ limpeza) > eficiência, menos volátil Álcoois Diluente de outros agentes químicos tinturas > efeito Efetividade de anti-sépticos Bactérias sobreviven ntes, % Metais Pesados prata, mercúrio, cobre desnaturação pela combinação com grupos SH nas proteínas Uso curativos impregnados com prata contra bact. resistentes a antibióticos Cloreto de mercúrio uso limitado toxicidade, corrosivo, ineficacia com M.O. Sulfato de cobre fungicida agrícola Tempo, seg. Metais Pesados Ação oligodinâmica (oligo = pouco) pequenas quantidades com ação Ação Oligodinâmica dos Metais Pesados Agentes de Superície (tensoativos ou surfactantes) Sabões e detergentes pouco valor anti-séptico importantes na remoção dos microrg. Tortora et al., 2000 Prata Cu Zonas de inibição Compostos de Amônio Quartenário (Quats) efetivo pela carga positiva do cátion. Ação desconhecida, mas provavelmente na membrana M.O. diminui sua ação Efetivo bactérias Gram + (crescimento vegetativo), fungos e amebas e vírus envelopados Ex.: Cloreto de benzalcônio, cloreto de cetilpiridínio (Cepacol ) 5

6 Exemplo de um Composto de Amônio Quartenário (Quats) H CH 3 H N + H H CH 2 N + C 18 H 37 CH 3 Íon amônio Cloreto de bezalcônio Cl Conservantes Químicos de Alimentos ác. org. ou sais de ác. org. interferem no metabolismo ou na integridade da membrana Conservantes Benzoato de sódio Ác. sórbico Sorbato de potássio Propionato de cálcio Nitrato de sódio Nitrito de sódio Utilização controle de fungos em alimentos ác., queijos e refrigerantes controle de fungos e bact. em pães impedem a germinação e o crescimento de endosporos botulínicos Ingrediente ativo é o nitrito de sódio Preocupação nitritos + a.a. nitrosaminas carcinogênicas Antibióticos são drogas produzidas por fungos e bactérias com ação germicida, apropriados para a ingestão ou injeção Tabela Antibióticos antibacterianos Drogas/modo de ação Comentários Inibidores de Síntese de Parede Celular Penicilinas naturais - Penicilina G Gram +. Bactericida. - Penicilina V Gram +. Bactericida. Penicilinas semi-sintéticas - Ampicilina Largo espectro, Bactericida. - Meticilina Resistentes à penicilinase. Bactericida. - Bacitracina Gram +. Bactericida - Vancomicina Gram + resistentes à penicilina. Bactericida. - Isoniazida (INH) Micobactérias (tuberculose). Bacteriostático. Inibidores de Síntese de Proteínas Aminoglicosídeos - Estreptomicina Largo espectro. Bactericida. - Neomicina Largo espectro. Bactericida. - Gentamicina Largo espectro. Bactericida Tetraciclinas - Tetraciclina, oxitetraciclina, clortetraciclina Largo espectro. Bacteriostático. Cloranfenicol Largo espectro. Bacteriostático. Macrolídeos - Eritromicina Alternativa à penicilina. Bacteriostático. Lesão na Membrana Plasmática Polimixina B Gram -. Bactericida. Inibidores da Síntese da Ác. Nucléicos Rifamicinas - Rifampicina Tuberculose. Bactericida Quinolonas e fluoroquinolonas - Ác. nalidíxico, nofloxacina, ciprofloxacina Largo espectro. Bactericida. Inibidores Conpetitivos da Síntese de Metabólitos Essênciais Sulfonamidas - Trimetoprim-sulfametaxazol Largo espectro. Bacteriostático. Tabela Drogas Antifúngicas e Antivirais Modo de Ação Comentários Drogas antifúngicas Polienos - Anfotericina B Lesão da membrana plasmática Fungicida Imidazóis e triazóis Inibição da síntese de membrana plasmática Fungicida - Clotrimazol, miconazol Fungicida - Cetoconazol Fungiostático Griseofulvina Inibição do fuso mitótico Fungiostático Tolnaftato Desconhecido Fungicida Flucitosina Inibição a síntese de DNA e de RNA Fungicida Drogas antivirais Amantadina Bloqueia a entrada ou a remoção de capsídeo Prevenção a Influenza A Análogos de nucleosídeos - Aciclovir, ribavirina, ganciclovir, trifluoridina Inibem síntese de DNA e RNA Herpesviroses - Zidovudina, didanosina, zalcitabina Inibidores Enzimáticos Inibem a síntese de DNA pela trascriptase reversa Infecção por HIV - Nevirapina Liga-se à transcriptase reversa Infecção por HIV - Indinavir, saquinavir Inibe a protease viral Infecção por HIV Interferons -interferon Inibe a infecção de novas células pelo vírus Vírus da hepatite Aldeídos inativam proteínas formando ligações cruzadas covalentes ( NH 2, OH, COOH e SH) Gás de formaldeído desinfetante Formalina era usada em vacinas Glutaraldeído < irritação e > efetividade Uso desinfecção de instrumentos hospitalares Efetivo (solução a 2% - cidex) bactérias (turbeculose) e vírus em 10 e esporicida em 3 a 10 h tempo máximo p/ esterizantes 30 min (esporicidas) 6

7 Quimioesterilizantes Gasosos esterilizam em câmeras fechadas Óxido de etileno desnaturação de proteínas, o H de SH, COOH ou OH é substituído por CH 2 CH 2 OH Vantagem alta penetração, age em temp. ambiente Desvantagem requer 4 a 18h, tóxico e explosivo, carcinógeno suspeito Uso espaço naves, suprimentos e equipamentos médicos (cobertores) Óxido de propileno Carcinógenos Beta-propilactona suspeitos Peróxigênios (agentes oxidantes) oxidam os componentes celulares Tabela A efetividade dos antimicrobianos químicos Agente químico Endosporos Micobactérias Mercúrio Sem atividade Sem atividade Fenólicos Baixa Baixa Bifenol Sem atividade Sem atividade (Hexaclorofeno) Amônio quartenário Sem atividade Sem atividade Cloro e derivados Leve Leve Iodo Baixa Boa Álcoois Baixa Boa Glutaraldeído Leve Boa Clorexidina Sem atividade Leve 7