Bactérias - características gerais (MAD)

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VICTORIA L. AWADA
Bactérias
característica� gerai�
BCM
Bibliografia
➔ Inflamação: resposta imune de uma
infecção;
➔ Colonização: patógeno se reproduz
mas não gera uma resposta imune;
➔ As bactérias crescem em colônias;
◆ Aparência, incluindo tamanho
e forma, além de Gram
positivas ou negativas são
características primárias para
diferenciar as bactérias;
➔ Bactéria devoradora de carne: é
necessário tratar o mais rápido
possível, caso contrário o membro é
totalmente danificado;
◆ Nome científico:
Streptococcus do grupo A;
➔ Sempre analisar: meio ambiente,
hospedeiro e parasita quando se
relaciona a doença;
Introdução as bactérias
➔ Unicelular, procarionte, reino monera;
◆ Todos os seres vivos são
divididos em 3 domínios:
Bactéria, Archaea e Eukarya;
➔ Possuem parede celular; Tem função
de proteção contra alterações
ambientais adversas e lise osmótica
(geralmente a pressão osmótica é
maior no meio externo);
➔ Participa da divisão celular; Confere
forma à célula;
1. Citoplasma;
2. Ribossomos;
3. Vacúolo (reserva energética,
geralmente de glicogênio);
4. Nucleóide;
5. Plasmídeo;
6. Membrana Plasmática;
7. Fímbrias ou Pili;
8. Flagelo;
9. Parede celular;
10. Cápsula;
Estruturas essenciais para as bactérias
(apresentadas na imagem abaixo em
vermelho): Núcleo, citoplasma, ribossomos,
parede celular (apenas para que apresentam
parede), membrana plasmática;
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Citoplasma
Composição
➔ 80% de água e íons;
➔ Ribossomos (70s)- função: síntese
proteica;
➔ Inclusões/grânulos (nem sempre
presentes). Função: reserva
energética (ex. glicogênio, amido,
lipídio);
➔ Moléculas podem ser oxidadas para a
produção de ATP, promovendo a
viabilidade celular, mesmo que sem
multiplicação;
➔ Nucleóide- material genético da
bactéria (não é envolto por membrana
nuclear, fica disperso no citoplasma);
➔ Plasmídeo- material genético;
Contextualizando
A bactéria X, presente em um determinado
hospital, era sensível a um determinado
antibiótico, mas agora ela se tornou
resistente, por causa do plasmídio. Qual é a
relação do plasmídio com a resistência
bacteriana aos antibióticos?
➔ O material genético (plasmídeo) não é
essencial a todas as bactérias, porém
as que apresentam pode ter vantagem
(como é o caso da bactéria X), ela se
tornou resistente ao antibiótico; Os
genes essenciais para a bactéria
estão contidos no nucleóide;
Material genético
Cromossomo
➔ contém genes essenciais à
sobrevivência da bactéria;
Nucleóide
➔ DNA dupla fita circular;
➔ Disperso no citoplasma (sem
envoltório nuclear/carioteca);
➔ Contém genes essenciais à
SOBREVIVÊNCIA DA BACTÉRIA;
➔ Nucleóide: região onde está presente
o cromossomo;
Plasmídeo/Plasmídio
➔ Material genético extracromossomal;
➔ Pequenas moléculas circulantes de
DNA dupla fita;
➔ Contém genes de resistência a
medicamentos, de produção de
FATORES DE VIRULÊNCIA. VANTAGENS
SELETIVAS;
➔ Duplica, independente da divisão
celular;
Uma bactéria vive sem plasmídeo, mas não
sem cromossomo;
➢ Estruturas que NÃO estão no
citoplasma:
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Membrana plasmática
Composição
➔ Dupla camada fosfolipídica (bicamada
fosfolipídica);
➔ Proteínas;
Funções
➔ Delimita o meio externa do meio
interno;
➔ Permeabilidade seletiva (controle de
entrada e saída de substâncias);
➔ Trocas nutritivas;
➔ Produção de energia;
➔ Síntese da parede celular;
➔ Papel da divisão celular;
➔ Papel na ativ. respiratória;
➔ TODAS AS BACTÉRIAS APRESENTAM;
Contextualizando a fímbria
Mulher de 26 anos, apresenta queixas de
micção dolorosa e frequente há 4 dias. Não
apresenta febre, calafrios e corrimento
vaginal. A paciente foi diagnosticada com
cistite e o exame complementar evidenciou a
bactéria Escherichia coli como causadora da
doença. Essa bactéria pertence a microbiota
intestinal e possui fímbrias que permitem a ela
permanecer no trato urinário sem que o fluxo
urinário a expulse para o meio externo. Qual a
função da fímbria?
➔ Fixação/aderência de bactérias;
Fímbrias/Pili
➔ Mais curtos, retos e finos que os
flagelos (semelhantes a pêlos/ cílios);
➔ Composição protéica (pilina);
➔ Presente em bactérias gram negativas
(FÍMBRIAS);
➔ Função: FATOR DE VIRULÊNCIA:
adesão (adesinas fimbriais- nas
extremidades); auxilia na troca de
material genético entre bactérias
(conjugação/aderência de bactérias),
denominado PILI SEXUAL;
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Contextualizando o flagelo
Continuando o caso anterior… mulher com
cistite causada pela bactéria Escherichia coli
está preocupada, pois o médico a alertou que
cistite pode evoluir para uma pielonefrite
(atinge os rins), ou seja, a bactéria pode
ascender o trato urinário, com o auxílio do
flagelo. Qual é a função do flagelo?
➔ Locomoção;
Flagelo
➔ Longos apêndices
filamentosos semirrígidos;
➔ Composição protéica
(flagelina);
➔ Função: motilidade (rotação
do corpo basal/locomoção);
➔ Se move em direção a
ambiente favorável ou para
longe de um ambiente
adverso; FATOR DE
VIRULÊNCIA;
Tipos:
➔ Monotríquio (apenas 1 flagelo
em um polo);
➔ Peritríquios (flagelos ao longo
da célula);
➔ Lofotríquios (flagelos em
polo);
➔ Anfitríquios (flagelos em
ambos os polos);
Filamentos axiais/endoflagelos
➔ Feixes de fibrilas que se originam na
célula;
➔ Presentes nas espiroquetas;
Movimento espiral (tipo saca-rolha)
permite que bactérias movam
efetivamente pelo fluídos corporais;
FATOR DE VIRULÊNCIA;
➔ Ex: Treponema pallidum (agente
etiológico da Sífilis);
Contextualizando a parede celular
A mulher de 26 anos do caso anterior
(paciente 1) evoluiu para um quadro de
pielonefrite e retornou ao hospital meses
depois, e por coincidência havia no hospital
um paciente também com pielonefrite
(paciente 2). A hipótese diagnóstica do médico
foi pielonefrite causada por bactérias, mas
não prescreveu o mesmo antibiótico para as
duas pacientes até sair o resultado da
urocultura e microscopia, que na paciente 1 foi
bactéria gram negativa e na paciente 2 foi
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bactéria gram positiva, cujas paredes
celulares dessas bactérias são diferentes. Qual
é a importância da parede celular?
Proteção da célula;
Parede celular
➔ Circunda a membrana plasmática;
➔ Quase todas as bactérias possuem
(exceto bactérias do gênero
Mycoplasma)- Ex: Mycoplasma
pneumoniae (pneumonia);
Funções
➔ Controle osmótico;
➔ Participa da divisão celular;
➔ Confere forma à célula;
➔ Classifica as bactérias em:
1. Gram positivas ou Gram negativas
(através da coloração de Gram);
2. Bactérias álcool-ácido resistente/
BAAR (Ex: Mycobacterium tuberculosis)
ou não BAAR, através da coloração de
Ziehl-Neelsen;
Por que se cora bactérias?
● São transparentes;
Coloração de GRAM (ilustração abaixo)
● Gram positiva: coloração roxa;
● Gram negativa: coloração
vermelha/pink
Por que houve descoloração no passo 3?
●
Existem outras colorações? SIM;
(LPS- lipopolissacarídeo; contido numa
membrana EXTERNA);
➔ Os microrganismos Gram-positivos
são aqueles que retêm o corante
cristal violeta (coloração roxa) devido
ao aumento na quantidade de ácido
teicóico e a diminuição da
permeabilidade da parede celular aos
solventes orgânicos (ex.: álcool), por
conterem menos lipídeos na parede
celular (CAMADA ESPESSA DE
PEPTIDOGLICANO SEM MEMBRANA
EXTERNA RICA EM LIPÍDEOS). A parede
das bactérias Gram-negativas
apresenta grande quantidade de
lipídeos (MEMBRANA EXTERNA), que
aumenta a permeabilidade aos
solventes orgânicos permitindo a
descoloração (voltando a ser
transparente). Estes microrganismos
perdem, portanto, o cristal violeta,
corando-se com o corante de fundo,
safranina ou fucsina e adquirindo
cor VERMELHA/PINK . Vale ressaltar
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que caso a bactéria seja Gram
positiva, você pode sim ir até o final
da coloração, pois a camada de
peptidoglicano é espessa e mesmo
com o álcool e a safranina, não irá
descorar por completo o cristal violeta
e também a coloração vermelha não
sobressai a roxa.
➔ Etapas da coloração gram são: fixar a
bactéria na lâmina; utilizar corante 1
(violeta de genciana); fixar o corante 1
com mordente (lugol); utilizar um
solventeorgânico (álcool); utilizar o
corante 2 (fucsina);
Diferenças Gram+ e Gram-
Gram
positiva
Gram
negativa
Cor (relacionada
com a parede
celular)
Coloração
roxa devido
a violeta de
genciana
(90% de
peptídeo)
Coloraçã
o
vermelha
/rosa
devido a
fucsina
(10% de
peptídeo)
Peptideoglicano
(encontrado
APENAS em
Espesso,
muitas
camadas
Fino,
poucas
camadas
bactérias)
Ácidos teicóicos
(adesão a cél.
humana)
Presente Ausente
Espaço
periplasmático
Contém enzimas
hidrolíticas e
enzimas (ex. beta-
lactamase) que
inativam alguns
antibióticos (ex:
beta-lactamase)
que inativam alguns
antibióticos (ex.
penicilina);
Ausente Presente
Membrana externa.
LPS
(lipopolissacarídeos
) presente na
membrana externa
Ausente Presente
Toxinas fator de virulência;
A importância médica de classificar as
bactérias em gram positivas e gram negativas
é pela escolha do antibiótico. Existem
antibióticos para bactérias gram positivas e
gram negativas. Independente da escolha do
antibiótico específico, é de suma importância
realizar um antibiograma;
Endotoxina (LPS da gram negativa)
LPS liberado em quantidade menor?
➔ Resposta inflamatória protetora
(febre, vasodilatação, etc);
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Consequência da liberação de uma grande
quantidade de LPS?
➔ Ativação de citocinas vasoativas
(vasodilatação);
➔ Ativa sistema complemento e cascata
de coagulação (obstrução
intravascular);
Toxinas
➔ Substâncias produzidas por
microorganismos capazes de
prejudicar o organismo humano;
➔ Exotoxinas (proteína ou enzima):
produto de metabolismo bacteriano
secretado no meio externo a célula;
➔ Endotoxina (lipídeo): moléculas
intracelulares (toxina que faz parte
da estrutura interna da cel.) ou que
fazem parte da estrutura bacteriana. A
endotoxina pode ser liberada após a
morte bacteriana (lise celular);
*É importante saber quem causa a
sintomatologia: a bactéria ou a toxina
produzida por ela!*
Exotoxinas
Tipos
➔ Tipo I (prejuízo de forma indireta). Ex:
toxina que atua como superantígeno;
➔ Tipo II (formada de poros/lise celular).
Ex: hemolisina;
➔ Tipo III (ação intracelular/toxina do
tipo AB). Ex: toxina tetânica, botulínica,
colérica, diftérica, pertussis;
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VICTORIA L. AWADA
Contextualizando a cápsula
Um homem de 28 anos procura assistência
devido à ocorrência de faringite há 2 dias. Não
teve tosse, não apresenta outras condições
clínicas. Sua faringite foi causada pelo
Streptococcus pyogenes, bactéria que possui
uma cápsula composta de ácido hialurônico,
prejudicando dessa forma a ação do sistema
imune, como a fagocitose. Qual é a função da
cápsula?
Protege contra a fagocitose, além da
função de adesão. A bactéria se ``camufla``
no ácido hialurônico, se disfarçando diante
do sistema imune;
Contextualizando o biofilme
Paciente de 45 anos, masculino, procurou o
serviço médico da UBS com queixa de febre
38.5 ºC e mal estar há 10 dias. Relata que há
dois dias tem cefaleia intensa e alteração no
campo visual. Fez procedimento dentário há 3
semanas. Foi realizado hemocultura com
positividade para a bactéria Staphylococcus,
eletrocardiograma com bloqueio
atrioventricular de 1°grau e ecocardiograma
com presença biofilme na valva
atrioventricular esquerda. Qual é a função do
biofilme?
Proteção da bactéria; se protege contra a
bactéria, contra o sistema imune.
Citologia bacteriana
➢ Glicocálice
➔ Substância polimérica extracelular
(SPE) viscosa e gelatinosa, externa a
parede celular;
➔ Composição polissacarídica, etc;
➔ Funções> reserva de água e
nutrientes, aumento da capacidade
patogênica bacteriana e aderência;
Denominações
➔ Camada limosa (substância
desorganizada e fracamente aderida);
➔ Cápsula (sustancia organizada e
fortemente aderida);
➔ Biofilme (quando a cápsula auxilia as
bactérias a se fixarem na superfície
umas às outras). Se aderem a
superfície inerte (ex: cateter) ou
biológica (ex: cateter) ou biológico (ex:
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VICTORIA L. AWADA
tártaro no dente, endotélio). FATOR DE
VIRULÊNCIA;
◆ Outras bactérias detentoras
de adesinas, como fímbrias,
podem formar biofilme.
◆ O biofilme dificulta a ação
de antibióticos e do sistema
imune;
➔ Fatores que influenciam no
crescimento bacteriano: Vitaminas;
Temperatura ideal; pH ideal; Pressão
osmótica (concentração de sal ideal);
Água.
● Bactéria mesófila temperatura ótima
de 25-40 graus Celsius;
● Bactéria termófilos temperatura
ótima entre 55-65;
● Bactéria neutrófila pH entre 6,5 e 7,5;
● Bactéria acidófilos pH entre 0 e 5,5;
● Bactéria alcalófilos pH entre 8 e 11,5;
● Bactéria anaeróbia estrita ausência
de oxigênio;
Contextualizando o endósporo
➢ Bactéria enviada pelo correio:
Bacillus anthracis;
➢ Bactéria se reproduz em ambientes
favoráveis (ser humano), caso
contrário, fica na forma de endósporo;
Endósporo ou esporo bacteriano
1. Quando as bactérias esporulam?
Diferenciação celular em situações
adversas (falta de nutrientes, água,
ph desfavorável).
2. Todas as bactérias têm capacidade de
formar endósporos?
Não! Principalmente os gêneros
Bacillus e Clostridium.
3. Cite etapas importantes da
esporulação.
Perda de água, armazenamento do
material genético, formação de
mais camadas protetoras,
4. Endósporo (forma de resistência ou
célula vegetativa)?
Forma de resistência (resiste ao
meio ambiente); forma vegetativa:
quando a célula tem capacidade
reprodutiva (esporo bacteriano não
se reproduz)!
➢ Vale ressaltar que a bactéria
esporulada pode voltar a forma
vegetativa (reprodutiva) quando as
condições se tornarem favoráveis
novamente.
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O que são os fatores de virulência?
➢ Estruturas, produtos ou estratégias
que contribuem para que os
organismos patogênicos consigam se
instalar e estabelecer a relação de
parasitismo, causando doença.
➢ Estruturas celulares consideradas
fatores de virulência:
○ 1. Adesinas (adesão a célula
humana)
■ Estruturas: cápsula,
fímbria, ácido
teicóico, biofilme.
○ 2. Invasinas (invasão a célula
ou tecido humano)
➢ Estratégias consideradas fator de
virulência:
○ 3. Evasinas (permanência no
organismo humano)
■ Estratégias: evasão
da fagocitose pela
cápsula, proteção do
sistema imune pelo
biofilme;
➢ Produto produzido pela bactéria,
considerado fator de virulência:
○ 4. Toxinas (danos ao
organismo humano)
■ Produto: exotoxina
(toxina produzida pelo
S. pyogenes/ grupo A
na Fasciite
Necrosante);
■ Estrutura: endotoxina
(LPS);
Morfologia das bactérias
Legenda: Morfologia/ Coloração/ Ex.
Agente etiológico/ doença associada
1. Bacilo/ gram negativo/ Ex: Echerichia
coli/ Enterocolite, Cistite;
2. Estreptococo/ gram positivo/ Ex:
Streptococcus pneumoniae/
Pneumonia;
3. Estafilococo/ gram positivo/ Ex:
Staphylococcus aureus/ Furúnculo;
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4. Vibrião (bastão curvo) / gram
negativo/ Vibrio cholerae- Cólera;
5. Diplococo/ gram negativo/ Ex:
Neisseria gonorrhoeae/ Gonorreia;
6. Espiroqueta/ gram negativo/ Ex:
Treponema pallidum/ Sífilis;
Morfologia das bacteriana (forma)
1. Coco (forma arredondada);
2. Bacilo (forma de bastão);
3. Cocobacilo;
4. Vibrião (forma de bastão curvado
``vírgula``);
5. Espirilo (rígida/ forma de ``espiral``);
6. Espiroqueta (flexível/ forma de
``saca-rolha``);
Morfologia das bacteriana (arranjo)
➢ Algumas bactérias, no momento da
divisão, permanecem unidas
formando arranjos;
Crescimento bacteriano
➢ Relacionado ao aumento do número
de células bacterianas (quantidade);
CRESCIMENTO=REPRODUÇÃO=MULTIPLICAÇÃO=
PROLIFERAÇÃO
Reprodução bacteriana
➢ Fissão binária (mais comum)-tipo de
reprodução assexuada;
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VICTORIA L. AWADA
Fatores que influenciam no crescimento
bacteriano
As bactérias de importância médica
são QUIMIOHETEROTRÓFICAS, pois
utilizam compostos orgânicos como
fontes de carbono e energia;
As bactérias podem ser classificadas,
de acordo com seus fatores de
crescimento;
Fatores que influenciam no
crescimento bacteriano (oxigênio)
1. Aeróbicos obrigatórios
(estritos);
(Pseudomonas
aeruginosa);
2. Anaeróbios obrigatórios
(estritos);
(Clostridium tetani);
3. Anaeróbios facultativos
(Escherichia coli);
4. Microaerófilos(Campylobacter
jejuni);
5. Anaeróbios aerotolerantes
(Lactobacillus);
Fatores que influenciam no crescimento
bacteriano:
1. Oxigênio
Anaeró
bios
obrigat
órios
Anaerób
ios
facultat
ivos
Anaeró
bios
obrigat
órios
Anaer
óbios
aerot
olera
ntes
Microa
erófilo
s
Efeito
do
oxigên
io no
cresci
mento
Soment
e
crescim
ento
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Crescim
ento
aeróbico
e
anaeróbi
co
crescim
ento
maior na
presenç
a de
oxigênio;
Crescim
ento
somente
anaeróbi
co; não
há
crescim
ento na
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a de
oxigênio
;
Cresci
mento
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mento
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o
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baixa
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Cresci
mento
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de
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a
12
VICTORIA L. AWADA
sólido
Explic
ações
para
os
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cresci
mento
Crescim
ento
soment
e em
altas
concent
rações
difundi
das
crescim
ento
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onde
mais
oxigênio
está
presente
, mas
ocorre
em todo
o tubo
Cresci
mento
somente
onde
não há
oxigênio
Cresci
mento
igual;
oxigê
nio
não
tem
efeito;
Cresci
mento
onde
há
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concen
tração
de
oxigê-
nio
difundi-
do;
Explic
ações
para
efeito
s do
oxigên
io
Presenç
a das
enzima
s
catalas
e e
superóx
ido
dismuta
se (SOD)
permite
que as
formas
tóxicas
do
oxigêni
o sejam
neutrali
zadas
Presenç
a das
enzimas
catalase
e SOD
permite
que as
formas
tóxicas
do
oxigênio
sejam
neutraliz
adas;
pode
utilizar
oxigênio
Ausênci
a das
enzimas
que
neutraliz
am as
formas
tóxicas
do
oxigênio
;
Não
tolera
oxigênio
;
Prese
nça
de
uma
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a,
SOD,
permi
te que
as
forma
s
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oxigê
nio
sejam
parcia
lment
e
neutr
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as;
tolera
oxigê
nio
Produ-
ção de
quanti-
dades
letais
de
formas
tóxicas
do
oxigêni
o se
exposto
s à
atmosf
era
normal
de
oxigêni
o;
2. Temperatura
➢ Temperatura mínima/ TMI (menor
temperatura que a bactéria consegue
crescer);
➢ Temperatura ótima/TO (cresce
melhor);
➢ Temperatura máxima/TMA (maior
temperatura em que o crescimento é
possível);
➢ Bactéria mesófila: temperatura ótima
de 25-40 graus Celsius;
➢ Bactéria termófilos: temperatura
ótima entre 55-65;
3. PH
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➢ Bactéria neutrófila (maioria): pH 6,5 e
7,5;
➢ Bactéria acidófilos: pH entre 0 e 5,5;
➢ Bactéria alcalófilos: pH entre 8 e 11,5;
➢ Bactéria anaeróbia estrita: ausência;
Qual é a importância médica de saber a curva
de crescimento bacteriana?
Compreender a dinâmica das populações
bacterianas no curso de doenças
infecciosas e intervir em seu controle,
através da antibioticoterapia (tempo e
tipo). Vale ressaltar que a velocidade de
duplicação bacteriana pode ser um fator de
virulência.
Em cultura líquida não se consegue visualizar
colônias. O objetivo do meio de cultura líquido
é otimizar o crescimento bacteriano.
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