CARACTERÍSTICAS GERAIS DAS BACTÉRIAS

Profa. Mariléia Chaves Andrade

FACULDADE DE MEDICINA DE ITAJUBÁ – FMItFACULDADE DE MEDICINA DE ITAJUBÁ – FMIt

CURSO DE MEDICINA – 2o. ANOCURSO DE MEDICINA – 2o. ANO

AULA 1 marileia@cpqrr.fiocruz.br

ASSUNTOS ABORDADOS

Presença e distribuição das bactérias no organismo humano;

Aspectos da infecção;

Morfologia bacteriana.

PRESENÇA E DISTRIBUIÇÃO DAS PRESENÇA E DISTRIBUIÇÃO DAS BACTÉRIAS NO ORGANISMO BACTÉRIAS NO ORGANISMO

HUMANOHUMANO

MICROBIOTA NORMALMICROBIOTA NORMAL

AUSENTE:SangueSNC,LCR,Parênquima

VARIAÇÕES:Inter/intra indivíduos,Sexo,Idade,Dieta,Higiene

MECANISMOS INESPECÍFICOS E IMUNIDADE MECANISMOS INESPECÍFICOS E IMUNIDADE NATURAL CONTRA A INFECÇÃONATURAL CONTRA A INFECÇÃO

MICROBIOTA NORMALMICROBIOTA NORMAL VANTAGENSVANTAGENSDESVANTAGENSDESVANTAGENS

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 humanaMicrobiota humana

LocalizaçãoLocalização GêneroGênero

ColonColon Bacteroides, Clostridium, Escherichia, ProteusBacteroides, Clostridium, Escherichia, Proteus

OrelhaOrelha Corynebacterium, Mycobacterium, Corynebacterium, Mycobacterium, StaphylococcusStaphylococcus

BocaBoca Actinomyces, Bacteriodes, StreptococcusActinomyces, Bacteriodes, Streptococcus

NarizNariz Corynebacterium, StaphylococcusCorynebacterium, Staphylococcus

NasofaringeNasofaringe Streptococcus, Haemophilus (e.g. H. influenzae)Streptococcus, Haemophilus (e.g. H. influenzae)

PelePele Propionibacterium, Staphylococcus, Others Propionibacterium, Staphylococcus, Others (personal hygiene, environment)(personal hygiene, environment)

UretraUretra Acinetobacter, Escherichia, StaphylococcusAcinetobacter, Escherichia, Staphylococcus

Vagina (adulto)Vagina (adulto) Acinetobacter, Corynebacterium, Lactobacillus, Acinetobacter, Corynebacterium, Lactobacillus, StaphylococcusStaphylococcus

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 INFECCIOSASESTABELECIMENTO DE DOENÇAS INFECCIOSAS

EVENTOS:EVENTOS:

o Contato – fontes exógenas Contato – fontes exógenas versusversus endógenas endógenas

o Entrada - ingresso Entrada - ingresso versusversus penetração penetração

o Disseminação – propagação direta por contiguidade ou Disseminação – propagação direta por contiguidade ou propagação para lugares distantespropagação para lugares distantes

o Multiplicação Multiplicação

o LesãoLesão

o ResultadoResultado

RESULTADO DAS INFECÇÕES BACTERIANASRESULTADO DAS INFECÇÕES BACTERIANAS

MORFOLOGIA BACTERIANAMORFOLOGIA BACTERIANA

ESTRUTURA GERAL DAS BACTÉRIASESTRUTURA GERAL DAS BACTÉRIAS

CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIASCLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS

TAXONÔMICA

gênero e espécie Estrutura, morfologia, características de Estrutura, morfologia, características de

coloração e atividades metabólicascoloração e atividades metabólicas

sorotipos ou subespécies Antígenos de superfície, capacidade ou não de serem Antígenos de superfície, capacidade ou não de serem

afetadas por bacteriófagos específicos, características afetadas por bacteriófagos específicos, características

metabólicas e biossintéticasmetabólicas e biossintéticas

TAMANHO

CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIASCLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS

Espiroquetas – 250 m

Micoplasmas esféricos – 0,15 m

FORMAFORMA

CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIASCLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS

bacilos (bastonetes)bacilos (bastonetes) cocoscocos

espiroquetasespiroquetas víbriosvíbrios

ARRANJOARRANJO

CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIASCLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS

CARACTERÍSTICAS DE COLORAÇÃOCARACTERÍSTICAS DE COLORAÇÃO

CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIASCLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS

Christian Gram – patologista dinamarquês – Christian Gram – patologista dinamarquês – Método desenvolvido em 1880Método desenvolvido em 1880

MÉTODO DE GRAMMÉTODO DE GRAM

- ENVELOPE CELULAR DE UMA BACTÉRIA GRAM-POSITIVA- ENVELOPE CELULAR DE UMA BACTÉRIA GRAM-POSITIVA

Bactérias Gram-PositivasBactérias Gram-Positivasversusversus

Gram-NegativasGram-Negativas

membrana membrana plasmáticaplasmática

peptidoglicanopeptidoglicano parede celularparede celular

Ácido teicóico da paredeÁcido teicóico da paredeÁcido lipoprotéicoÁcido lipoprotéico

Tamanho – 30-100 nmTamanho – 30-100 nm40-80% - peptidoglicano (polímero)40-80% - peptidoglicano (polímero)

PAREDE CELULARPAREDE CELULAR

Bactérias Gram-PositivasBactérias Gram-Positivas

Camada peptideoglicano espessa.

Ácido teicóico - ancorado ao peptideoglicano.

Ácido lipoteicóico - ancorado à membrana plasmática.

CONSTITUIÇÃO DO PEPTIDOGLICANOCONSTITUIÇÃO DO PEPTIDOGLICANO

- ENVELOPE CELULAR DE UMA BACTÉRIA GRAM-NEGATIVA- ENVELOPE CELULAR DE UMA BACTÉRIA GRAM-NEGATIVA

Bactérias Gram-PositivasBactérias Gram-Positivasversusversus

Gram-NegativasGram-Negativas

Tamanho – 20-30 nmTamanho – 20-30 nm5-10% - peptidoglicano (polímero)5-10% - peptidoglicano (polímero)

Presença de uma membrana externaPresença de uma membrana externa

PAREDE CELULARPAREDE 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 BACTÉRIASIDENTIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS

Características:Características: MetabólicasMetabólicas MorfologiaMorfologia PatogênicasPatogênicas AntigênicasAntigênicas GenéticasGenéticas

APÊNDICES DA CÉLULA BACTERIANAAPÊNDICES DA CÉLULA BACTERIANA

comuns (adesinas) e sexuais (conjugação)

Fímbrias - são estruturas antifagocitárias. - possui proteínas denominadas adesinas

INVASÃO E COLONIZAÇÃO

Escherichia coli

Fímbria tipo IFímbria P

Flagelo - motilidade e quimiotaxia

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-HOSPEDEIROFatores 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 CRESCIMENTO E METABOLISMO BACTERIANOBACTERIANO

MULTIPLICAÇÃO BACTERIANAMULTIPLICAÇÃO BACTERIANAFissão Binária TransversaFissão Binária Transversa

Cultura Bacteriana – duplica a cada 20 minutosCultura Bacteriana – duplica a cada 20 minutos

Ex: Escherichia coli – massa = 1x10 Ex: Escherichia coli – massa = 1x10 -12-12 g g

48 horas – 248 horas – 2144 144 bactérias / massa = 2,2 x10bactérias / massa = 2,2 x103131 g (4.000 g (4.000 vezes a massa do planeta Terra!!!!!!!!!!!)vezes a massa do planeta Terra!!!!!!!!!!!)

Crescimento Bacteriano é AutolimitanteCrescimento Bacteriano é Autolimitante

CRESCIMENTO BACTERIANOCRESCIMENTO BACTERIANO

Nutrientes Fonte de Carbono

Fonte de ElétronsFonte de Energia

Precurssores Metabólicos

Macromoléculas

Divisão Celular

FASES DO CRESCIMENTO FASES DO CRESCIMENTO BACTERIANOBACTERIANO

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 FATORES FÍSICOS QUE AFETAM O CRESCIMENTO BACTERIANOCRESCIMENTO BACTERIANO

• TEMPERATURAPsicrófilas (12 a 17 graus C)Mesófilas (28 a 37 graus C)Termófilas (57 a 90 graus C)Termófilas extremas (>100 graus C)

• pHAcidófilas (ph<5)

Alcalófilas (pH>10)

• OxigenaçãoAeróbicas (patógenos respiratórios e de mucosa), Anaeróbicas (trato gastrointestinal e ambiente –esporos), Microaerófilas ( PO2), Facultativas, Aerotolerntes (Anaeróbio)

• Salinidade Bactérias Halófitas

VARIAÇÕES NOS REQUERIMENTOS VARIAÇÕES NOS REQUERIMENTOS NUTRICIONAISNUTRICIONAIS

• Algumas bactérias são capazes de crescer em meio simples – Algumas bactérias são capazes de crescer em meio simples – organismos entéricosorganismos entéricos

• Algumas bactérias são extremamente fastidiosas (complexo Algumas bactérias são extremamente fastidiosas (complexo requerimento nutricional) – organismos que crescem nas mucosas ou requerimento nutricional) – organismos que crescem nas mucosas ou

no interior da célula do hospedeirono interior da célula do hospedeiro

• Algumas bactérias crescem em meio indefinido (sangue, soro, Algumas bactérias crescem em meio indefinido (sangue, soro, extrato de levedura, etc…)extrato de levedura, etc…)

METABOLISMO BACTERIANOMETABOLISMO 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 AnabolismoEnergiaEnergia

Crescimento E

Multiplicação

FONTE DE ENERGIAFONTE DE ENERGIA

E luminosa

Fotossintetizantes

E Compostos Inorgânicos (Fe2+, NO2-, H2)

Litotróficos

E Compostos Orgânicos (Glicose)

Heterotróficos ou Organotróficos

ATPATP

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

OBRIGADA PELA ATENÇÃO!