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