Microbiologia Básica e Clínica
PROF. VICENTE SENNA JR
Glossário
 Agente etiológico: o que causa a doença.
 Ectoparasita: Parasita que ataca externamente o
hospedeiro.
 Endoparasita: Parasita que ataca internamente o
hospedeiro.
 Epidemia: Denominação dada a doença contagiosa
que atinge rapidamente um grande numero de pessoas
numa mesma época.
 Hospedeiro: Animal ou planta que dá abrigo ou
nutre outro organismo, que pode ser causador de
doenças.
Glossário
• Infestação: doença causada pela instalação e
reprodução de organismo macroscópico
• Parasita: aquele que vive a custa do outro.
• Profilaxia: atitudes que previnem contra a
instalação de qualquer doença.
• Agente Transmissor: organismo que transmite
o parasita entre diferentes hospedeiros.
• Pandemia: epidemia espalhada num país ou em
várias partes do mundo
REINO MONERA
O reino monera é composto
pelas bactérias e cianobactérias (algas azuis). Elas podem viver em
diversos locais, como na água, ar, solo, dentro de animais e plantas,
ou ainda, como parasitas.
As bactérias
A maioria se seus representantes são heterótrofos (não conseguem
produzir seu próprio alimento), mas existem também algumas
bactérias autótrofas (produzem sem alimento, via fotossíntese por
exemplo).
Existem bactérias aeróbias, ou seja, que precisam de oxigênio para
viver, as anaeróbias obrigatórias, que não conseguem viver em
presença do oxigênio, e as anaeróbias facultativas, que podem
viver tanto em ambientes oxigenados ou não.
Importância Bacteriana
 As bactérias também têm sua importância no meio ambiente, assim
como qualquer ser vivo.
 Decomposição: atuam na reciclagem da matéria, devolvendo ao
ambiente moléculas e elementos químicos reutilizáveis por outros
seres vivos.
 Fermentação: algumas bactérias são utilizadas nas indústrias para
produzir iogurte, queijo, etc (derivados doleite)
 Indústria farmacêutica: na fabricação de antibióticos e vitaminas
 Indústria química: na produção de alcoois, como metanol, etanol,
etc;
 Genética: com a alteração de seu DNA, pode-se fazer produtos de
interesse dos seres humanos, como insulina
 Fixação do Nitrogênio: retiram o nitrogenio do ar e o fixa no solo,
servindo de alimentação para as plantas
Morfologia bacteriana
As formas físicas das bactérias podem ser de quatro tipos: cocos, bacilos, vibriões, e espirilos. Os
cocos, podem se agrupar, e formarem colônias. Grupos de dois cocos formam um diplococo, enfileirados
formam umestreptococos, e em cachos, formam um estafilococo.
Por serem os seres vivos mais primitivos da Terra, eles também são os que estão em maior número.
Por exemplo, em um grama de solo fértil pode haver 2,5 bilhões de bactérias, 400 mil fungos, 50 mil
algas e 30 mil protozoários.
Estrutura celular
As bactérias não tem núcleo organizado, elas são procariontes, ou seja, o DNA
fica espalhado no citoplasma, não possuem um núcleo verdadeiro . Por isso, o
filamento de material genético é fechado (plasmídeo), sem pontas, para que
nenhuma enzima comece a digerir o DNA. Possuem uma parede celular bastante
rígida.
Para se locomoverem, as bactérias contam com os flagelos, que são pequenos
sílios que ficam se mexendo, fazendo a bactéria se mover (igual
ao espermatozóide humano, só que muito mais simples). Também podem
possuir Fímbrias, que são microfibrilhas protéicas que se estendem da parede
celular. Servem para “ancorar” a bactéria. Existem também as fímbrias sexuais,
que servem para troca de material genético durante a reprodução e também
auxiliam as bactérias patogênicas (parasitas) a se fixarem no hospedeiro.
A Cápsula, camada que envolve externamente a bactéria, formada por
polissacarídeos, serve para a alimentação (fagocitose), proteção contra
desidratação, e também para que o sistema imunológico hospedeiro (no caso das
parasitas) não a reconheça.
PAREDE BACTERIANA: envoltório rígido, com função
protetora - evita que a bactéria estoure em água. Por isso
é possível preservar carnes e peixes da ação das
bactérias com a prática do salgamento.
O principal componente dessa parede é o peptidoglicano,
substância formada de carboidratos. Não existe celulose
na composição da parede bacteriana.
Antibióticos, como a penicilina, impedem a síntese das
substâncias que formam a parede celular decretando a
morte da bactéria.
Cromossomos
O cromossomo que está presente nas bactérias é circular e possui uma única molécula de DNA.
Algumas fontes bibliográficas o designam não como cromossomo, mas como corpo
cromatínico, por não o considerarem como um cromossomo verdadeiro. Este cromossomo
carrega as informações genéticas da célula, tornando-o apto a realizar a auto-replicação
cromossômica.
Plasmídeo
Esta estrutura é uma pequena molécula de DNA e não está presente em todas as bactérias, sendo
que seus genes não são codificadores de informações e características essenciais, mas
dependendo da situação ambiente a que esta célula é exposta, pode ter alguma vantagem seletiva
em relação às outras bactérias que não possuem o plasmídeo, como por exemplo quando são
expostas à antibióticos. O plasmídeo protege a célula da ação antibiótica. E o melhor de tudo:
eles se autoduplicam, independentemente dos cromossomos.
Hialoplasma
Isto é um líquido gelatinoso, composto por saia, glicose e outras moléculas de açúcar e
orgânicas, proteínas. Podemos encontrar também RNA e muitos ribossomos.
Ribossomos
Dispersos no interior da célula, esta estrutura é responsável pela aparência rugosa que a célula
tem.
Grânulos de Reserva
Neste tipo de célula o acúmulo de reservas acontece, mas é feito de maneira diferente das células
eucarióticas. Aqui são formados grânulos insolúveis em água, compostos de glicose, ácido betahidroxibutírico e fosfato, formando cadeias complexas de açúcares.
Membrana Celular
Esta membrana é na verdade uma camada dupla de fosfolipídios, mas também contem proteínas
essenciais auxiliadoras na permeabilidade de nutrientes, na defesa e na produção de energia.
Parede Celular
A parede recobre a membrana, e é ela quem confere alguma forma à bactéria. Não é uma
estrutura simples, e em algumas espécies é possível observar as endotoxinas, substâncias que
induzem o sistema imune a ter uma reação exacerbada (conhecida como choque séptico) e
provocar a morte do próprio hospedeiro. Quanto à constituição desta estrutura (parede celular),
diz-se que as bactérias podem ser gram-negativas ou gram-positivas, isto levando em
consideração a coloração delas. Se gram-negativas, a coloração é avermelhada, com pouca
variação deste tom, com a parede formada por duas camadas. Se gram-positivas, a coloração é
arroxeada, também com pouca variação deste tom, com a parede formada por uma camada
apenas.
Cápsulas
É uma camada que recobre a parede celular, polissacarídica geralmente, mas podem ser
proteínadas também. Esta estrutura mantém a célula bacteriana resistente à fagocitose.
Flagelo
Esta estrutura é responsável pela motilidade da bactéria, está preso à membrana plasmática e é
proteinado.
Fímbrias
Também conhecidas como “pili”, estas estruturas são microfibrilas (curtas e finas) protéicas,
características das bactérias gram-negativas e diferentemente dos flagelos, não servem para
locomoção, mas para adesão. Existe ainda um tipo específico de fímbria, a sexual. Esta serve para
auxiliar no processo de conjugação, ligando as bactérias para que troquem material genético.
Existem duas classes de nutrientes que
são indispensáveis às
bactérias: macronutrientes (carbono,
oxigênio,nitrogênio, enxofre, fósforo e hidrogênio)
e micronutrientes (ferro, zinco, manganês, cálcio,
potássio, sódio, cobre, cloro, cobalto, molibdênio,
selênio, magnésio, entre tantos outros). Mas é preciso
mais que os nutrientes para que elas se alimentem, é
preciso o metabolismo, pois é através dele que elas
transformam o que tem à disposição em alimento.
Considerando seu metabolismo dependente de fontes de
carbono, as bactérias podem ser autotróficas (ex.:
espécies que produzem matéria orgânica através da
fotossíntese) ou heterotróficas (ex.: espécies parasitas).
No primeiro caso elas adquirem as moléculas de que
precisam através do dióxido de carbono, já no segundo
caso elas captam do ambiente o alimento de que
necessitam. As heterotróficas podem ser
bactérias anaeróbias obrigatórias (morrem na presença
de oxigênio),anaeróbias facultativas (suportam bem a
ausência ou a presença de oxigênio) ou aeróbias
obrigatórias (só sobrevivem se houver oxigênio).
Metabolismo e Nutrição Bacteriana
 Porém, se levarmos em consideração seu metabolismo baseado na
fonte de energia, teremos bactérias dependentes de luz ou
de compostos químicos. Se for de luz, captam energia solar através
da bacterioclorofila (um tipo específico de clorofila), no momento
em que fazem a fotossíntese. Se for de composto químico, a energia
adquirida será a química e mais tarde será convertida em energia de
ligação para unir compostos inorgânicos oxidados. Esta reação
acontece na ausência de luz solar, por isso conhecida como reação de
escuro.
 A absorção de nutrientes para a realização do metabolismo só ocorre
porque há fatores de crescimento (ambientais) que influenciam
no desenvolvimentoda bactéria. Alguns exemplos desses fatores são:
luz, temperatura, pH, oxigênio e pressão osmótica. Cada organismo
tem uma temperatura ótima de crescimento, ou um pH favorável para
realizar seu metabolismo com sucesso. Isso vai variar de espécie para
espécie.
Reprodução Bacteriana
 A reprodução das bactérias ocorre de forma assexuada, feita por
bipartição (divisão binária, ou cissiparidade), onde a célula
bacteriana cresce, têm seu material genético duplicado, e então, a
célula se divide, dando origem a outra bactéria, geneticamente igual
à outra.
 A variabilidade genética das bactérias é feita de três formas:
conjugação, que consiste em uma bactéria transferir material
genético para outra, e vice-versa, através das fímbrias; transdução: é
a troca de genes feita através de um vírus, que invade uma célula,
incorpora seu material genético, e o transmite para outras células;
transformação: as bactérias podem incorporar ao seu DNA
fragmentos de materiais genéticos dispersos no ambiente.
• As
bactérias também podem originar esporos, em condições
ambientes desfavoráveis à reprodução (altas ou baixas temperaturas,
presença de substâncias tóxicas, etc). Eles são pequenas células
bacterianas, com uma parede celular espessa, pouca água e um material
genético. Elas são capazes de ficarem milhares de anos nestes
ambientes, esperando por uma condição do ambiente melhor.
Curva de Crescimento
Um aspecto importante da microbiologia é a possibilidade de representar
graficamente uma população grande resultante do crescimento das culturas bacterianas
Podemos determinar o número de microorganismos através de métodos diretos (contagem
de colônias) ou indiretos, pela medida de sua atividade metabólica.
O crescimento bacteriano é considerado o aumento no número de indivíduos e não o
aumento de tamanho de uma detrminada célula. As bactérias normalmente se reprozuem
por fissão inária. Com o produto da fissão binária, ocorre a formação de duas células
individuais, idênticas à célula parental. Observe a figura 1. Algumas espécies bacterianas
podem se reproduzir por brotamento, formando uma pequena região que inicia um
rescimento (broto), que, ao atingir o tamanho aproximado da célula parental, separa-se fig.2. Outras espécies bacterianas filamentosas simplesmente se gragmentam, e esses
fragmentos iniciam o crescimento de uma nova célula. Detodos os asos, a fissão binária é
a mais comumente encontrada.
Fases de crescimento:
Uma curva de crescimento bacteriano demonstra o crescimento
das células durante um período de tempo. Observe a figura.
Esta curva é obtida quando se realiza a contagem da população
em intervalos de tempo. Existem basicamente 4 fases de
crescimento: a fase lag, a fase log, a fase estacionária e a fase
de morte celular.
Fase lag: período que ocorre pouca ou ausência de divisão celular. Encontra-se em
estado de latência (repouso) e com intensa atividade metabólica.
Fase log ou exponencial: as células iniciam seu processo de divisão entrando no período
de crescimento. Nesse período a reprodução celular encontra-se extremamente ativa e
com maior atividade metabólica. Nessa fase, os microrganismos estão sensíveis a
mudanças ambientais. A ampicilina, por exemplo, afeta o desenvolvimento celular sendo
danosos nesta fase de crescimento.
Fase estacionária: em determinado momento a velocidade de crescimento diminui, o
número de mortes celular é equivalente ao número de células novas, e a população se
torna estável. É um período de equilíbrio.
Fase de morte celular ou declínio: o número de células mortas excede o número de
células novas, continuando até que a população tenha diminuído para uma pequena
fração do número de células da fase anterior, ou até desaparecer.
O potencial reprodutivo de uma bactéria é respeitável: em apenas alguns instantes já é possível ter muitos
exemplares. Isso se deve, em grande parte, pelo tipo mais comum de reprodução que realizam:
a cissiparidade(fissão binária). Este processo reprodutivo é assexuado, e consiste em uma simples
divisão, como na figura abaixo:
Divisão de uma bactéria por
cissiparidade (ou Fissão Binária)
Porém não se pode esquecer que este não é o único processo. Tem a esporulação que pode
ocorrer sob condições desfavoráveis às bactérias, formando esporos resistentes que só retornarão à
normalidade quando encontrarem a mínima condição para dar continuidade a reprodução por
cissiparidade. Outra maneira que as bactérias encontraram para reproduzirem-se foi a sexuada.
Neste caso, há a transferência de material genético de uma bactéria para a outra e então a
combinação deste DNA com o DNA da bactéria receptora, originando novos organismos a partir
desta nova possibilidade cromossômica. Este processo pode ocorrer de 3 maneiras
diferentes:transformação, transdução e conjugação.
Reprodução Bacteriana
Transformação
Neste processo a bactéria capta e absorve fragmentos de DNA disponíveis à sua
volta, oriundos provavelmente de outras bactérias mortas. Essa captura é aleatória e
espontânea e não é sinônimo de sucesso reprodutivo, pois o fragmento capturado
precisa ser compatível com a bactéria. Na figura abaixo temos a ilustração de como
é este processo:
Transdução
Neste processo a bactéria é acometida por bacteriófagos (vírus) que podem
incorporar alguns segmentos de DNA bacteriano e mais tarde transportá-los até
outra bactéria, como podemos analisar no esquema abaixo. Se a próxima bactéria a
ser infectada por esse mesmo bacteriófago sobreviver à este ataque, certamente ela
utilizará os genes transportados pelo vírus. Logo, esta bactéria seria caracterizada
como “transduzida”.
Conjugação
Neste processo a bactéria faz a transferência de seu material
diretamente à outra bactéria, através de uma estrutura
proteinada auxiliadora denominada pilus sexual, presente
apenas nas bactérias que doam material genético. Veja:
Conjugação