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Mecanismos de Defesa e Doença III MECANISMOS DE DEFESA E DOENÇA III GUSTAVO FIGUEIREDO Estrutura, Metabolismo e Crescimento Bacteriano Regras da Nomenclatura Científica Regras para a denominação científica dos seres vivos. Escritos em latim de origem ou, então, latinizados. Todo nome científico deve estar destacado no texto. Texto impresso: Escrito em itálico; Trabalhos manuscritos: sublinhado. O espaço entre os 2 nomes não pode sublinhar. Cada organismo deve ser reconhecido por uma designação binomial (o primeiro termo designa gênero e o segundo a espécie). Primeiro nome: A primeira letra é maiúscula e as demais minúsculas; Segundo nome: Todo escrito com letras minúsculas; NÃO ABREVIAR o gênero! O que é uma Bactéria? Ser unicelular; Procariótico: não possuem envoltório nuclear. O material genético está disperso na célula; 1 cromossomo, circular; Ribossomo: 70S, dispersos no citoplasma; é diferente do humano, direciona o tratamento com antibiótico ao minimizar as ligações de uma molécula a ribossomos das células humanas; Parede celular (Maioria). Nem toda bactéria é patogênica! CARACTERÍSTICAS Forma, Arranjo e Tamanho 1. Esférica: Cocos; O arranjo (disposição das células) depende do plano de divisão; Bactéria só se arranja em uma forma, segundo o DNA. Características Morfotintoriais → Forma da Bactéria em relação à Coloração! Mecanismos de Defesa e Doença III MECANISMOS DE DEFESA E DOENÇA III GUSTAVO FIGUEIREDO Exemplos de Cocos: Neisseria gonorrhoeae: bactéria causadora da gonorreia. Neisseria meningitidis: bactéria causadora de meningite. Streptococcus pneumoniae: bactéria causadora de pneumonia. Streptococcus pyogenes: bactéria causadora da amigdalite, escarlatina e febre reumática. Streptococcus viridans: bactéria causadora da endocardite infecciosa. Streptococcus agalactiae: bactéria causadora de infecção neonatal. Staphylococcus aureus: bactéria causadora de várias infecções, geralmente iniciadas na pele, como a celulite. Mecanismos de Defesa e Doença III MECANISMOS DE DEFESA E DOENÇA III GUSTAVO FIGUEIREDO 2. Cilíndrica: Bacilos Cocobacilo → Meio termo entre coco e bacilo. Exemplos de Bacilos: Mycobacterium leprae (Bacilo-de-Hansen) – causador da hanseníase (lepra). Klebsiella pneumoniae – causador de pneumonia. Mycobacterium tuberculosis (Bacilo de Kock) – causador da tuberculose. Yersinia pestis – causador da peste bubônica e peste pulmonar. Streptobacillus moniliformis – causador da febre de Haverhill (febre da mordida de rato). Clostridium difficile – causador de diarreia e colite. 3. Espiraladas: Espirilos, Vibriões e Espiroquetas Apenas pela análise morfológica é possível identificar uma bactéria? Não! Algumas características da Anamnese auxiliam no diagnóstico, pois somente com a forma não se elucida o microrganismo patogênico. Quando tem mais de um arranjo na lâmina, pega uma bactéria sozinha e faz a análise. Não fecha o diagnóstico só com análise morfológica! ESTRUTURAS BACTERIANAS Mecanismos de Defesa e Doença III MECANISMOS DE DEFESA E DOENÇA III GUSTAVO FIGUEIREDO Envoltórios Bacterianos – Delimitação e Proteção Cápsula, Parede celular e Membrana Plasmática (obrigatória). 1. CÁPSULA Mais externa – mais difícil do antibiótico atingir o DNA; Composição: mucopolissacarídica, o que dá um aspecto frouxo. Funções: protege da fagocitose e auxilia na adesão; Características da espécie: Ex: pneumococo (bactéria causadora da pneumonia); Fator de determinação de virulência (é a capacidade da bactéria de causar infecção e doença) – com cápsula, mais virulenta; Aderência aos tecidos: (é a primeira fase da infecção (pele, mucosa). Ex: Streptococcus mutans → Causa cárie dentária. 2. PAREDE CELULAR Mantém a forma da bactéria, rigidez; Barreira osmótica (controla o fluxo de água através da membrana semipermeável); FUNÇÃO TINTORIAL: retém a coloração de Gram Divide as bactérias em 2 grandes grupos e serve para identificar forma, coloração e tamanho da bactéria. Gram positivos: retém o Gram por ter + camadas de peptideoglicano, adquire cor roxo-azulado. Gram negativos: não retém o Gram, adquire cor rosa-avermelhada. Gram Positiva → Rica em ácido tecóico → Sistema Imune reconhece como G+; Gram Negativa → Rica em LPS → Pamp → Sistem imune reconhece como G-; As Gram Positivas são ricas em peptideoglicanos, alguns antibióticos agem nos peptideoglicanos. Gram negativa possui membrana lipoproteica que dificulta ação do antibiótico acima. A penicilina interfere com a ligação final das filas de peptideoglicanos pelas pontes cruzadas peptídicas. Peptideoglicano: dissacarídeo NAG-NAM (ácido N-acetilmurâmico e a Nacetilglucosamina) repetitivo unido por polipeptídeos para formar uma rede que circunda (confere forma) e protege toda a célula. A parede celular distinguem as bactérias em: Mecanismos de Defesa e Doença III MECANISMOS DE DEFESA E DOENÇA III GUSTAVO FIGUEIREDO Gram-positivas; Gram-negativas; Álcool-ácido resistentes (B.A.A.R.); Não possuem parede – Mycoplasmas. BAAR Pertencentes ao gênero Micobacterium; Possuem ácidos micólicos cor na presença de fucsina fenicada; Quando tratadas pela fucsina, resistem ao descoramento por uma solução de álcool-ácido (3%), permanecendo coradas em VERMELHO/ROSA, sendo, por este motivo, chamadas de BAAR. 3. MEMBRANA CITOPLASMÁTICA Composição: fosfolipídios, proteínas, lipoproteínas. AUSÊNCIA de esteróis. Funções: Mecanismos de Defesa e Doença III MECANISMOS DE DEFESA E DOENÇA III GUSTAVO FIGUEIREDO Permeabilidade seletiva; Síntese de componentes da parede celular; Respiração celular em bactérias aeróbias (Produz ATP, Água e CO2 ) - Produção de energia. MP possui complexo enzimático que auxilia na respiração celular. Componentes Extras 1. Mesossomos - Invaginações na membrana que contém estruturas importantes para a respiração celular. 2. Pili-Fímbrias – utilizada como molécula de fixação em regiões umidificadas. → Apêndices filamentosos menores, mais curtos e mais numerosos que os flagelos e que não formam ondas regulares. → Presentes em muitas bactérias gram-negativas. → Não desempenham papel relativo à mobilidade. → Podem funcionar como: mecanismo de aderência à superfícies e porta de entrada de material genético durante a conjugação bacteriana (bactérias trocam o material genético). 3. Flagelos: motilidade, locomoção celular. 4. Plasmídeos: Moléculas de DNA de dupla-fita, circulares e extracromossômicos, capazes de replicar-se independentemente do cromossomo bacteriano. Embora sejam geralmente extracromossômicos, os plasmídeos podem integrar-se ao cromossomo bacteriano. → Mais difícil de combater quando tem; uma bactéria resistente pode passar para outra não resistente através do pili. 5. Esporos – Auxilia na resistência ambiental; → Ambiente inóspil → formação do esporo → Bactéria esporalada → quando ambiente estiver favorável ela volta a ser germinativa. → Mel em crianças pode prejudicar no combate a bactérias que possuem esporos, atrapalhando na formação da microbiota e gerando resistência. Clostridium → toxina → prejudica intestino. Classificação quanto a utilização de O2 Função: aceptor de hidrogênio nas etapas finais da produção de energia catalisada pelas flavoproteínas e pelos citocromos. Catalase: transforma peróxido de hidrogênio em água e oxigênio, enquanto a superóxido desmutase transforma ácido em peróxido quando o pH está muito baixo. Catalase no sangue pode impedir ação da água oxigenada. Clorexidina mais eficaz. Bactérias sem esse complexo enzimático não são resistentes ao oxigênio. 1. Aeróbias obrigatórias: Algumas bactérias requerem oxigênio para o crescimento, uma vez que seu sistema de geração de ATP dependedo oxigênio como aceptor final de hidrogênio (Mycobacterium tuberculosis). Mecanismos de Defesa e Doença III MECANISMOS DE DEFESA E DOENÇA III GUSTAVO FIGUEIREDO 2. Anaeróbias facultativas: utilizam o oxigênio, caso este se encontre presente, para gerar energia por meio da respiração; contudo, são capazes de utilizar a via da fermentação para sintetizar ATP na ausência de oxigênio suficiente (Escherichia coli). 3. Anaeróbias obrigatórias: bactérias incapazes de crescer na presença de oxigênio, uma vez que são desprovidas de superóxido dismutase ou catalase, ou ambos. Anaeróbios obrigatórios variam em sua resposta à exposição ao oxigênio; alguns podem sobreviver, mas são incapazes de se multiplicar, ao passo que outros são rapidamente mortos (Clostridium tetani). 4. Capnofílicas (capneicas): Crescem em atmosfera contendo 5-10% de CO2 . Classificação quanto a temperatura de cresimento → Psicrófilos: 10 – 20ºc; → Mesófilos: 20 – 40ºc – Doenças em Humanos; → Termófilos: acima de 40ºc; → Hipertermófilos: >80º. Classificação quanto a pressão osmótica Halófilas: Toleram altas concentrações de sal/ açúcar; Classificação quanto a nutrição → Autotróficas: Assimilam carbono a partir do CO2; → Heterotróficas: Assimilam carbono a partir de compostos orgânicos. CRESCIMENTO BACTERIANO Processo em que uma célula parental se divide, originando duas células filhas. Divisão exponencial. Reprodução: Bactérias geralmente reproduzem-se assexuadamente por fissão binária transversa, quando ocorre a replicação do cromossomo bacteriano e a célula desenvolve uma parede celular transversa, dividindo-se então em duas novas células. Mecanismos de Defesa e Doença III MECANISMOS DE DEFESA E DOENÇA III GUSTAVO FIGUEIREDO Tempo de reprodução é variável. Escherichia coli - 20 minutos; Mycobacterium tuberculosis → 18 horas. Como Ocorre? A. Fase lag: intensa atividade metabólica; contudo, as células não se dividem. Pode durar de alguns minutos a muitas horas. B. Fase log (logarítmica): rápida divisão celular. Fármacos b-lactâmicos, como a penicilina, atuam durante essa fase, uma vez que os fármacos são eficazes no período em que as células produzem peptideoglicano, isto é, quando estão em divisão. A fase log também é conhecida como a fase exponencial; C. Fase estacionária: depleção de nutrientes ou os produtos tóxicos causam uma diminuição no crescimento até que o número de células novas produzidas equilibra-se com o número de células que morrem, resultando em um estado de equilíbrio. D. A fase final (morte): declínio no número de bactérias viáveis. Fatores que interferem no crescimento: pH, temperatura, oxigênio, local de instalação.