CARACTERÍSTICAS GERAIS DAS BACTÉRIAS FACULDADE DE MEDICINA DE ITAJUBÁ – FMIt CURSO DE MEDICINA – 2o. ANO CARACTERÍSTICAS GERAIS DAS BACTÉRIAS Profa. Mariléia Chaves Andrade marileia@cpqrr.fiocruz.br AULA 1

ASSUNTOS ABORDADOS Presença e distribuição das bactérias no organismo humano; Aspectos da infecção; Morfologia bacteriana.

PRESENÇA E DISTRIBUIÇÃO DAS BACTÉRIAS NO ORGANISMO HUMANO

MICROBIOTA NORMAL AUSENTE: Sangue SNC, LCR, Parênquima VARIAÇÕES: Inter/intra indivíduos, Sexo, Idade, Dieta, Higiene

MECANISMOS INESPECÍFICOS E IMUNIDADE NATURAL CONTRA A INFECÇÃO

DESVANTAGENS MICROBIOTA NORMAL VANTAGENS Perigo de infecção oportunista quando há perda do equilíbrio; Processos inflamatórios locais ou disseminados; Risco de sepse e choque. Adaptação e multiplicação sem causar dano; Competição com as bactérias patogênicas; Síntese de vitaminas; Produção de anti-microbianos.

Microbiota humana Localização Gênero Colon Bacteroides, Clostridium, Escherichia, Proteus Orelha Corynebacterium, Mycobacterium, Staphylococcus Boca Actinomyces, Bacteriodes, Streptococcus Nariz Corynebacterium, Staphylococcus Nasofaringe Streptococcus, Haemophilus (e.g. H. influenzae) Pele Propionibacterium, Staphylococcus, Others (personal hygiene, environment) Uretra Acinetobacter, Escherichia, Staphylococcus Vagina (adulto) Acinetobacter, Corynebacterium, Lactobacillus, Staphylococcus

aderência da bactéria PROCESSO INFECCIOSO multiplicação local disseminação corrente sanguínea ÓRGÃOS ALVOS SISTEMA LINFÁTICO BACTEREMIA

Invasão do epitélio do hospedeiro interior da célula Multiplicação Disseminação Quiescentes em vacúolos Dispersos no citoplasma

ESTABELECIMENTO DE DOENÇAS INFECCIOSAS EVENTOS: Contato – fontes exógenas versus endógenas Entrada - ingresso versus penetração Disseminação – propagação direta por contiguidade ou propagação para lugares distantes Multiplicação Lesão Resultado

RESULTADO DAS INFECÇÕES BACTERIANAS

MORFOLOGIA BACTERIANA

ESTRUTURA GERAL DAS BACTÉRIAS

CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS TAXONÔMICA gênero e espécie Estrutura, morfologia, características de coloração e atividades metabólicas Antígenos de superfície, capacidade ou não de serem afetadas por bacteriófagos específicos, características metabólicas e biossintéticas sorotipos ou subespécies

CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS TAMANHO Espiroquetas – 250 m Micoplasmas esféricos – 0,15 m

CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS FORMA bacilos (bastonetes) cocos espiroquetas víbrios

CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS ARRANJO

CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS CARACTERÍSTICAS DE COLORAÇÃO MÉTODO DE GRAM Christian Gram – patologista dinamarquês – Método desenvolvido em 1880

Bactérias Gram-Positivas versus Gram-Negativas - ENVELOPE CELULAR DE UMA BACTÉRIA GRAM-POSITIVA Tamanho – 30-100 nm 40-80% - peptidoglicano (polímero) Ácido teicóico da parede Ácido lipoprotéico parede celular peptidoglicano membrana plasmática

Bactérias Gram-Positivas PAREDE CELULAR Bactérias Gram-Positivas Camada peptideoglicano espessa. Ácido teicóico - ancorado ao peptideoglicano. Ácido lipoteicóico - ancorado à membrana plasmática.

CONSTITUIÇÃO DO PEPTIDOGLICANO

Bactérias Gram-Positivas versus Gram-Negativas - ENVELOPE CELULAR DE UMA BACTÉRIA GRAM-NEGATIVA Tamanho – 20-30 nm 5-10% - peptidoglicano (polímero) Presença de uma membrana externa

Bactérias Gram-Negativas PAREDE CELULAR Bactérias Gram-Negativas Camada de peptideoglicano delgada Membrana externa - fosfolípides, porinas e lipopolissacáride (LPS). Proteção, fitração seletiva Espaço periplásmico - enzimas para a degradação de substâncias tóxicas.

IDENTIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS Características: Metabólicas Morfologia Patogênicas Antigênicas Genéticas

APÊNDICES DA CÉLULA BACTERIANA comuns (adesinas) e sexuais (conjugação)

INVASÃO E COLONIZAÇÃO Escherichia coli Fímbria tipo I Fímbria P Fímbrias - são estruturas antifagocitárias. - possui proteínas denominadas adesinas Flagelo - motilidade e quimiotaxia Escherichia coli Fímbria tipo I Fímbria P

INVASÃO E COLONIZAÇÃO Adesinas - ácido lipoteicóico, (ex. S. aureus) - muco (ex. espécies de stafilococus) - lectina de superfície celular (ex. espécies de chlamydia) - proteína P1 (ex. Mycoplasma pneumoniae) - proteina F (ex. Streptococcus pyogenes) Invasinas - proteínas que provocam ingestão fagocítica da bactéria por células do hospedeiro. (ex. Shigella spp. e Listeria spp.)

INVASÃO E COLONIZAÇÃO Proteína M - proteína que se liga ao fibrinogênio, à fibrina e seus produtos de degradação. (ex. S. pyogenes) Proteínas Tóxicas - eliminação de fagócitos - redução da explosão respiratória Cápsula - prevenção da fagocitose

INTERAÇÃO BACTÉRIA-HOSPEDEIRO Fatores de Virulência Aderência, Invasão e Colonização Danos ao hospedeiro Morte Mecanismo de defesa Sobrevivência

FATORES BACTERIANOS QUE CAUSAM DANOS AO HOSPEDEIRO Exotoxinas – produtos bacterianos não estruturais liberados no ambiente (proteínas bacterianas tóxicas) – produzidas tanto por bactérias Gram-positivas quanto Gram-negativas Endotoxinas - lipopolissacarídeo embebido na membrana externa de bactérias Gram-negativas Liberadas como vesículas de membrana externa impregnadas com LPS

FATORES BACTERIANOS QUE CAUSAM DANOS AO HOSPEDEIRO Enzimas hidrolíticas - hialuronidases e proteases degradam compontentes da matriz extracelular Fragmentos de peptideoglicano - resposta semelhante ao LPS. Ácido teicóico - resposta semelhante ao do LPS.

CRESCIMENTO E METABOLISMO BACTERIANO

MULTIPLICAÇÃO BACTERIANA Fissão Binária Transversa Cultura Bacteriana – duplica a cada 20 minutos Ex: Escherichia coli – massa = 1x10 -12 g 48 horas – 2144 bactérias / massa = 2,2 x1031 g (4.000 vezes a massa do planeta Terra!!!!!!!!!!!) Crescimento Bacteriano é Autolimitante

CRESCIMENTO BACTERIANO Nutrientes Fonte de Carbono Fonte de Energia Fonte de Elétrons Precurssores Metabólicos Macromoléculas Divisão Celular

FASES DO CRESCIMENTO BACTERIANO Falta de nutrientes Acúmulo de subprodutos tóxicos Equilíbrio multiplicação e morte multiplicação Ativação de enzimas que lisam parede ceular 3 Fase Estacionária 4 adaptação 2 Número de Bactérias (log) Fase de Morte Fase Log (Exponencial) 1 Fase Lag Tempo

FATORES FÍSICOS QUE AFETAM O CRESCIMENTO BACTERIANO Psicrófilas (12 a 17 graus C) TEMPERATURA Mesófilas (28 a 37 graus C) Termófilas (57 a 90 graus C) Termófilas extremas (>100 graus C) Acidófilas (ph<5) Alcalófilas (pH>10) pH Aeróbicas (patógenos respiratórios e de mucosa), Anaeróbicas (trato gastrointestinal e ambiente –esporos), Microaerófilas ( PO2), Facultativas, Aerotolerntes (Anaeróbio) Oxigenação Salinidade Bactérias Halófitas

VARIAÇÕES NOS REQUERIMENTOS NUTRICIONAIS Algumas bactérias são capazes de crescer em meio simples – organismos entéricos Algumas bactérias são extremamente fastidiosas (complexo requerimento nutricional) – organismos que crescem nas mucosas ou no interior da célula do hospedeiro Algumas bactérias crescem em meio indefinido (sangue, soro, extrato de levedura, etc…)

METABOLISMO BACTERIANO Conjunto de reações bioquímicas necessárias à vida, compreende o catabolismo e anabolismo catabolismo – reações químicas que liberam energia a partir da degradação de substância orgânicas anabolismo – reações químicas que consomem energia e permitem a síntese de precursores metabólicos, macromoléculas e estruturas celulares

Metabolismo Anabolismo Catabolismo Energia Anabolismo Catabolismo Crescimento E Multiplicação

ATP FONTE DE ENERGIA E Compostos Orgânicos (Glicose) Heterotróficos ou Organotróficos E Compostos Inorgânicos (Fe2+, NO2-, H2) Litotróficos E luminosa Fotossintetizantes ATP Biossíntes de Macromoléculas Montagem de Estruturas Divisão Celular

GENÉTICA BACTERIANA

ELEMENTOS CELULARES ENVOLVIDOS NA GENÉTICA BACTERIANA

FLUXO DA INFORMAÇÃO GENÉTICA SÍNTESE PROTÉICA FLUXO DA INFORMAÇÃO GENÉTICA DNA RNA proteínas

Aquisição de genes de uma fonte externa

MECANISMOS DE ALTERAÇÃO GENÉTICA NAS BACTÉRIAS Mutação dos genes existentes (espontâneas ou induzidas-agentes genotóxicos); Aquisição de genes de uma fonte externa; Rearranjo dos genes existentes. Mudança real no conteúdo do DNA bacteriano (permanente)

MUTAÇÃO X RESISTÊNCIA ADQUIRIDA AOS ANTIBIÓTICOS Recaída clínica durante antibioticoterapia SENSÍVEL RESISTENTE

OBRIGADA PELA ATENÇÃO!