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CARACTERÍSTICAS GERAIS DAS BACTÉRIAS
AULA 1
ASSUNTOS ABORDADOS
q Presença e distribuição das bactérias no organismo humano;
q Aspectos da infecção;
q Morfologia bacteriana.
PRESENÇA E DISTRIBUIÇÃO DAS BACTÉRIAS NO ORGANISMO
HUMANO
FLORA NORMAL
AUSENTE: Sangue SNC, LCR, Parênquima
VARIAÇÕES: Inter/intra indivíduos, Sexo, Idade, Dieta, Higiene
MECANISMOS INESPECÍFICOS E IMUNIDADE NATURAL CONTRA A INFECÇÃO
FLORA MICROBIANA VANTAGENS DESVANTAGENS
Adaptação e multiplicação sem causar dano; Competição com as bactérias patogênicas; Síntese de vitaminas; Produção de anti-microbianos.
Perigo de infecção oportunista quando há perda do equilíbrio; Processos inflamatórios locais ou disseminados; Risco de sepse e choque.
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
PROCESSO INFECCIOSO aderência da bactéria
multiplicação local
disseminação
corrente sanguínea
ÓRGÃOS ALVOS
BACTEREMIA
SISTEMA LINFÁTICO
Invasão do epitélio do hospedeiro
interior da célula
Multiplicação
Disseminação
Dispersos no citoplasma
Quiescentes em vacúolos
ESTABELECIMENTO DE DOENÇAS INFECCIOSAS
EVENTOS:
o Contato – fontes exógenas versus endógenas
o Entrada - ingresso versus penetração
o Disseminação – propagação direta por contiguidade ou
propagação para lugares distantes
o Multiplicação
o Lesão
o 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
sorotipos ou subespécies Antígenos de superfície, capacidade ou não de serem
afetadas por bacteriófagos específicos, características
metabólicas e biossintéticas
§ TAMANHO
CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS
Espiroquetas – 250 µm
Micoplasmas esféricos – 0,15 µm
§ FORMA
CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS
bacilos (bastonetes) cocos
espiroquetas víbrios
§ ORGANIZAÇÃO
CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS
§ CARACTERÍSTICAS DE COLORAÇÃO
CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS
Christian Gram – patologista dinamarquês – Método desenvolvido em 1880
MÉTODO DE GRAM
- ENVELOPE CELULAR DE UMA BACTÉRIA GRAM-POSITIVA
Bactérias Gram-Positivas versus
Gram-Negativas
membrana plasmática
peptidoglicano parede celular
Ácido teicóico da parede Ácido lipoprotéico
Tamanho – 30-100 nm 40-80% - peptidoglicano (polímero)
PAREDE CELULAR
Bactérias Gram-Positivas
n Camada peptideoglicano espessa.
n Ácido teicóico - ancorado ao peptideoglicano.
n Ácido lipoteicóico - ancorado à membrana plasmática.
CONSTITUIÇÃO DO PEPTIDOGLICANO
- ENVELOPE CELULAR DE UMA BACTÉRIA GRAM-NEGATIVA
Bactérias Gram-Positivas versus
Gram-Negativas
Tamanho – 20-30 nm 5-10% - peptidoglicano (polímero)
Presença de uma membrana externa
PAREDE CELULAR
Bactérias Gram-Negativas n Camada de peptideoglicano
delgada n Membrana externa - fosfolípides,
porinas e lipopolissacáride (LPS). Proteção, fitração seletiva
n Espaço periplásmico - enzimas para a degradação de substâncias tóxicas.
IDENTIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS
Características: n Metabólicas n Morfologia n Patogênicas n Antigênicas n Genéticas
APÊNDICES DA CÉLULA BACTERIANA
comuns (adesinas) e sexuais (conjugação)
n Fímbrias - são estruturas antifagocitárias. - possui proteínas denominadas adesinas
INVASÃO E COLONIZAÇÃO
Escherichia coli
Fímbria tipo I Fímbria P
n Flagelo - motilidade e quimiotaxia
INVASÃO E COLONIZAÇÃO
n 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)
n Invasinas - proteínas que provocam ingestão fagocítica da bactéria por células do hospedeiro. (ex. Shigella spp. e Listeria spp.)
INVASÃO E COLONIZAÇÃO
n Proteína M - proteína que se liga ao fibrinogênio, à
fibrina e seus produtos de degradação. (ex. S. pyogenes)
n Proteínas Tóxicas - eliminação de fagócitos
- redução da explosão respiratória
n 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
o Exotoxinas – produtos bacterianos não estruturais liberados no ambiente (proteínas bacterianas tóxicas) – produzidas tanto por bactérias Gram-positivas quanto Gram-negativas
o Endotoxinas - lipopolissacarídeo embebido na membrana externa de bactérias Gram-negativas
Liberadas como vesículas de membrana externa impregnadas com LPS
• Enzimas hidrolíticas - hialuronidases e proteases degradam compontentes da matriz
extracelular • Fragmentos de peptideoglicano - resposta semelhante ao LPS.
• Ácido teicóico - resposta semelhante ao do LPS.
FATORES BACTERIANOS QUE CAUSAM DANOS AO HOSPEDEIRO
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 Elétrons Fonte de Energia
Precurssores Metabólicos
Macromoléculas
Divisão Celular
FASES DO CRESCIMENTO BACTERIANO
1
2
3
4
Núm
ero
de B
acté
rias
(log)
Tempo
Fase Lag
Fase Log (Exponencial)
Fase Estacionária
Fase de Morte
adaptação
multiplicação
Falta de nutrientes
Acúmulo de subprodutos tóxicos
Equilíbrio multiplicação e morte
Ativação de enzimas que lisam parede ceular
FATORES FÍSICOS QUE AFETAM O CRESCIMENTO BACTERIANO
• TEMPERATURA Psicrófilas (12 a 17 graus C) Mesófilas (28 a 37 graus C) Termófilas (57 a 90 graus C) Termófilas extremas (>100 graus C)
• pH Acidófilas (ph<5)
Alcalófilas (pH>10)
• Oxigenação Aeróbicas (patógenos respiratórios e de mucosa), Anaeróbicas (trato gastrointestinal e ambiente –esporos), Microaerófilas ( PO2), Facultativas, Aerotolerntes (Anaeróbio)
• 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
Catabolismo Anabolismo Energia
Crescimento
E
Multiplicação
FONTE DE ENERGIA
E luminosa
Fotossintetizantes
E Compostos Inorgânicos (Fe2+, NO2-, H2)
Litotróficos
E Compostos Orgânicos (Glicose)
Heterotróficos ou Organotróficos
ATP
Biossíntes de Macromoléculas
Montagem de Estruturas
Divisão Celular
GENÉTICA BACTERIANA
ELEMENTOS CELULARES ENVOLVIDOS NA GENÉTICA BACTERIANA
SÍNTESE PROTÉICA
DNA RNA proteínas
FLUXO DA INFORMAÇÃO GENÉTICA
Aquisição de genes de uma fonte externa
MECANISMOS DE ALTERAÇÃO GENÉTICA NAS BACTÉRIAS
(1) Mutação dos genes existentes (espontâneas ou induzidas-agentes genotóxicos);
(2) Aquisição de genes de uma fonte externa;
(3) Rearranjo dos genes existentes.
Mudança real no conteúdo do DNA bacteriano (permanente)
MUTAÇÃO X
RESISTÊNCIA ADQUIRIDA AOS ANTIBIÓTICOS
Recaída clínica durante antibioticoterapia
SENSÍVEL RESISTENTE
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