Introdução à Microbiologia Geral

Apresentação em tema: "Introdução à Microbiologia Geral"— Transcrição da apresentação:

1 Introdução à Microbiologia Geral
Profa. Gilcele Berber

2 1. Definição e origem Primeiros microrganismos
3,5 - 3,8 bilhões de anos Madigan et al., 2010

3 3. A descoberta dos microrganismos
Robert Hook ( ) - Inglaterra Antony van Leeuwenhoek ( ) - Delft, Holanda

4 O microscópio de Leeuwenhoek

5 Leeuwenhoek 1673-1723: observações relatadas à
Sociedade Real de Londres

6 Pasteur ( )

7 3.1. A geração espontânea de volta
Pasteur ( )

8 3.1. A geração espontânea de volta
Pasteur ( )

9 3.2. Teoria microbiana das fermentações
1850: Pasteur resolve problemas da indústria francesa de vinhos e estabelece a primeira teoria microbiana da fermentação PASTEURIZAÇÃO

10 3.3. Teoria microbiana das doenças
Robert Koch ( ): Rival de Pasteur na descoberta do agente do carbúnculo (antraz): Descobriu a bactéria Bacillus anthracis em 1876 Primeiro pesquisador a provar que um germe era causador da doença, fazendo o mesmo mais tarde com a tuberculose

11 POSTULADOS DE KOCH 1) O organismo patogênico suspeito deve estar presente em todos os casos da doença e ausente em animais sadios; 2) O organismo suspeito deve ser cultivado em cultura pura; 3) Células de uma cultura pura do organismo suspeito devem causar a doença em um animal sadio; 4) O organismo deve ser reisolado e demonstrar-se idêntico ao original.

12 Nomenclatura Binomial
Atribuição de nomes científicos às espécies. Formado por duas palavras – o nome do gênero e o restritivo específico (adjetivo que qualifica o gênero) Ex: Escherichia coli ou Escherichia coli nome homenageia Theodor Escherich, coli: lembra que habita o cólon humano ou intestino grosso. Staphylococcus aureus ou Staphylococcus aureus Staphylo (tipo de agrupamento) + coccus (forma esférica) aureus (cor de ouro). Staphylococcus sp. Staphylococcus spp.

13 1. Tamanho da Célula Procariótica
Unidade de medida: m (micrômetro) 1 m = 0,001 mm (1/1000) ou 1000 m = 1 mm Tamanho variável: 0,15 m m (0,0015 mm – 0,05 mm) Thiomargarita namibiensis:  750 m !! Escherichia coli: 1 x 3m 1 m

14 2. Morfologia dos Procariotos
Forma da célula: “a forma segue a função” Cocos Bacilos Vibriões Espirilos Espiroquetas Pedunculadas Arranjos agrupamentos de indivíduos após a divisão seguem um padrão uniforme significado para a identificação

15 Morfologia dos procariotos: Arranjos de Cocos
Diplococos Estreptococos Tétrade Sarcina 0.2 a Adaptado de Tortora et al.; 2000

16 Morfologia dos procariotos: Arranjos
Morfologia dos procariotos: Arranjos de Cocos Morfologia dos procariotos: Arranjos Streptococcus Neisseria gonorrhoeae Staphylococcus Methanococcus Methanosarcina Deinococcus

17 Morfologia dos Procariotos: Arranjos de Bacilos
Adaptado de Tortora et al.; 2000 Paliçada

18 Morfologia dos Procariotos: Outras Formas
Pedunculada (Rhodomicrobium) Adaptado de Tortora et al.; 2000

19 Morfologia dos Procariotos: Outras Formas Leptospira interrogans
Vibrião Leptospira interrogans Vibrio cholerae

20 3. Estruturas dos Procariotos
Pili / Nogueira & Silva Filho (2010)

21 Meio de Cultura Microscopia eletrônica

22 3.1. Estruturas Externas dos Procariotos
Flagelos * apêndices longos e finos * helicoidais * distribuídos em número variável * proteína: flagelina Monotríquio (polar) Lofotríquio Anfitríquio (polar) O movimento de rotação; Velocidade variável (até rpm) A célula desloca-se com até 60 comprimentos celulares/s (guepardo: 25 comprimentos/s) Peritríquio

23 3.1. Estruturas Externas dos Procariotos
Flagelos * quimiotaxia: controle do movimento - repelentes - atraentes mecanismo: proteínas que sentem a presença de substâncias - resposta à concentração Outras Formas de Motilidade em Procariotos

24 3.1. Estruturas Externas dos Procariotos
Pili e Fímbrias * Fímbrias: adesão (várias unidades por célula) Flagelo Fímbrias

25 3.1. Estruturas Externas dos Procariotos
* Pili: mais longos que as Fímbrias (geralmente 1 unidade por célula) Funções: - Conjugação bacteriana Adesão em bactérias patogênicas Composição: proteínas

26 3.1. Estruturas Externas dos Procariotos
Glicocálice (Cápsula) * Composição: glicoproteínas e/ou polissacarídeos * Função: - adesão - proteção contra dessecamento e fagocitose

27 3.2. Estruturas Internas dos Procariotos
Parede Celular - A parede celular é responsável pela contenção dessa pressão - Envoltório rígido, responsável também pela forma da célula - Corresponde a 10 a 40% do peso bacteriano - componente principal: peptideoglicano (>100 tipos) açúcares aminados: N-acetilglicosamina Ácido N-acetilmurâmico aminoácidos

28 Gram negativas: 10 % de peptideoglicano (1-2 camadas) 2-3 nm
Parede Celular b) De acordo com suas respostas à coloração de Gram, as bactérias se dividem em 2 grupos: (Dinamarquês Christian Gram, 1853) Gram positivas: 90% da parede formados de peptideoglicano (até 20 camadas) nm Gram negativas: 10 % de peptideoglicano (1-2 camadas) 2-3 nm

29 A Coloração de Gram

30 São exemplos de bactérias Gram-positivas várias espécies de: - Estreptococos; - Estafilococos; - Enterococos. São exemplos de bactérias Gram-negativas: - Vibrão Colérico; - Colibacilo; - Salmonelas.

31 c) “Membrana” externa de bactérias Gram negativas (camada LPS).
Camada dupla, composta de: fosfolipídeos proteínas lipídeos polissacarídeos lipoproteínas Maior rigidez à parede celular Seus componentes são tóxicos quando injetados em animais Participa do processo de nutrição formando canais de passagem

32 3.2. Estruturas Internas dos Procariotos
Ribossomos Bactérias e Arqueas têm ribossomos semelhantes (70S), mas diferentes na composição protéica * Subunidades: 50S + 30S (RNA e proteínas) * até por célula

33 3.2. Estruturas Internas dos Procariotos
Inclusões Citoplasmáticas Reserva de energia e de blocos estruturais: * poli--hidroxibutirato, amido e outros * polifosfatos (grânulos metacromáticos) * enxofre * magnetita (Fe3O4) (bactérias magnéticas usam para orientação) “Magnetobulus multicellularis” (UFRJ)

34 3.2. Estruturas Internas dos Procariotos
Endósporos (estruturas de resistência) Encontrados em algumas Gram positivas: - Bacillus - Clostridium - Sporosarcina - Sporolactobacillus 10 % do peso seco é ácido dipicolínico (exclusivo de esporos): estabilização do DNA. Resistentes: ao calor, radiações, ácidos, desinfetantes, lisozima

35 RESPIRAÇÃO E NUTRIÇÃO Aeróbicas Anaeróbicas Facultativas
podem crescer apenas na presença de oxigénio Anaeróbicas podem crescer apenas na ausência de oxigénio Facultativas podem crescer tanto na presença como na ausência de oxigénio Heterótrofos Saprófitos decompõem material orgânico de animais e plantas mortas - Parasitas envenenam o organismo do hospede com os seus produtos de metabolismo - Simbióticos vivem por exemplo no intestino dos animais que comem plantas e quebram celulose  Autótrofos - Fotossintetizantes obtêm a energia na forma de luz, para a fotossíntese - Quimiossintetizantes obtêm energia pela oxidação de compostos químicos

36 REPRODUÇÃO Assexuada - Bipartição ou cissiparidade - Nesse processo a célula bacteriana duplica seu cromossomo e se divide ao meio, apoiado no mesossomo, originando duas novas bactérias idênticas à original. Sexuada ou Transmissão genética - Conjugação - Consiste na passagem (ou troca) de material genético entre duas bactérias através de uma ponte citoplasmática formada pelas fímbrias. Transformação - A bactéria absorve moléculas de DNA disperso no meio. Esse DNA pode ser proveniente, por exemplo, de bactérias mortas. - Transdução - As moléculas de DNA são transferidas de uma bactéria a outra usando vírus como vetores.

37 GENOMAS PROCARIÓTICOS
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica GENOMAS PROCARIÓTICOS

38 3.2. Estruturas Internas dos Procariotos
Material Genético Molécula única de DNA circular, intensamente dobrada, podendo expandir-se até 1 mm (bactéria típica mede poucos m) * não associado com histonas * tamanho do genoma variável: E. coli: 4,7 Mb Mycoplasma genitalium: 0,58 Mb * bactérias em crescimento podem conter várias cópias * haplóides: apenas uma cópia de cada gene.

39 Aspectos Genéticos da Resistência Bacteriana a Drogas
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica Aspectos Genéticos da Resistência Bacteriana a Drogas

40 QUIMIOTERÁPICOS x ANTIBIÓTICOS
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica Generalidades QUIMIOTERÁPICOS x ANTIBIÓTICOS ► Origem dos principais antibióticos Microrganismos Produtores Antibiótico Penicillium Penicilinas Cephalosporium Cefalosporina Streptomyces Estreptomicina, neomicina, canamicina, tobramicina, cloranfenicol, eritromicina, rifampicina, vancomicina, tienamicina Micromonospora Gentamicina, sisomicina Bacilus Polimixinas, bacitracina Chromobacterium Aztreonam

41 Ação dos Antimicrobianos
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica Ação dos Antimicrobianos ► Bacteriostática ► Bactericida

42 Resistência bacteriana a drogas
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica Resistência bacteriana a drogas ► Resistência natural  Ex. Escherichia coli  benzilpenicilina ► Resistência adquirida  Ex. E. coli  ampicilina “O antibiótico não induz resistência. A resistência adquirida é um fenômeno espontâneo da bactéria, sendo os antimicrobianos apenas agentes seletores de amostras resistentes.”

43 Bactérias que preocupam
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica Bactérias que preocupam Bactéria Resistência a antimicrobianos Doenças principais Staphylococcus aureus Todos Infecção de feridas, sistêmicas e endocardites Enterococcus Vancomicina, aminoglicosídeos, cefalosporinas, penicilinas Infecção de feridas, urinária, sistêmicas e endocardite Mycobacterium tuberculosis Aminoglicosídeos, isoniazina, rifamicina, pirazinamida Tuberculose Streptococcus pneumoniae Aminoglicosídeos, penicilina, cefalosporinas, cloranfenicol, tetraciclina Pneumonia, meningite Haemophilus influenzae Cloranfenicol, penicilina, tetraciclina, trimetoprim Meningite, pneumonia Pseudomonas ssp. Imipenem, quase todos Pneumonia, infecções

44 As causas da resistência
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica As causas da resistência ► Capacidade de adaptação ao novo ambiente  Variabilidade genética gerada por mutação e mecanismos de transferência ● Condições que favorecem a seleção e disseminação de genes de resistência aos antibióticos ► Uso abusivo dos antimicrobianos nos hospitais ► Venda livre/Aquisição direta pelo doente (Automedicação) ► Indicação indiscriminada por médicos ► Uso como aditivo em ração animal

45 Controle laboratorial do tratamento das infecções bacterianas
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica ► Determinação da sensibilidade das bactérias aos antimicrobianos ● Antibiograma com discos/Método de difusão em placas ● Determinação da concentração inibitória mínima (CIM ou MIC) Placa ágar Inóculo 24-48h Discos Plaqueamento

46 Meios de Cultura

47 Semeadura por Esgotamento

48 Fases de crescimento em meio de cultura.
Fase lag Fase log - Fase estacionária - Fase declinio

49 Algumas das bactérias mais nocivas ao homem e as doenças associadas a cada uma dela:
Streptococcus pneumoniae - causa septicemia, infecção no ouvido médio, pneumonia e meningite. Haemophilus influenzae - causa pneumonia, infecção do ouvido e meningite principalmente em crianças. Shigella dysenteria - causa disenteria (diarréia sangrenta). Linhagens resistentes podem levar a epidemias e algumas podem ser tratadas apenas com medicamentos muito caros (fluoroquinolonas). Neisseria gonorrhoeae - causa gonorréia, a resistência às drogas limita o seu tratamento principalmente à cefalosporina. Pseudomonas aeruginosa - causa septicemia e pneumonia, principalmente em pessoas com fibrose cística ou com o sistema imune comprometido. Algumas linhagens super resistentes não podem ser tratadas com drogas. Enterococcus faecalis - causa septicemia e infecção do trato urinário, e infecção das vias respiratórias nos pacientes com o sistema imune comprometido. Algumas linhagens ultra resistentes não podem ser tratadas com drogas. Escherichia coli - causa infecção do trato urinário, infecção do sangue, diarréia e falência dos rins. Algumas linhagens  são ultra resistentes. Acinetobacter - causa septicemia em pacientes com o sistema imune comprometido. Mycobacterium tuberculosis - causa tuberculose. Algumas linhagens ultra resistentes não podem ser tratadas com drogas. Staphylococcus aureus - causa septicemia, infecção nas vias respiratórias e pneumonia. Algumas linhagens tem se mostrado muito resistentes a vários antibióticos.