Morfologia e Citologia Bacteriana

24/08/2016
UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA
DEPARTAMENTO DE PARASITOLOGIA, MICROBIOLOGIA E
IMUNOLOGIA
Morfologia e Citologia
Bacteriana
Professora: Vânia Lúcia da Silva
Universidade Federal de Juiz de Fora - Instituto de Ciências Biológicas
Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia.
Disciplina: MICROBIOLOGIA GERAL E APLICADA
Curso: Enfermagem
Hora
09 às 12
13 às 15
09 às 12
13 às 15
09 às 12
Local
Sala 09A
--Sala 09A
--Sala 09A
13/09 - 3ª feira
09 às 12
Sala 09A
21/09 - 4ª feira
13 às 15
Dia
23/08 - 3ª feira
24/08 - 4ª feira
30/08 - 3ª feira
31/08 - 4ª feira
06/09 - 3ª feira
07/09 - 4ª feira
14/09 - 4ª feira
20/09 - 3ª feira
27/09 - 3ª feira
28/09 - 4ª feira
04/10 - 3ª feira
05/10 - 4ª feira
11/10 – 3ª feira
12/10 - 4ª feira
18/10 - 3ª feira
19/10 - 4ª feira
25/10 - 3ª feira
26/10 - 4ª feira
01/11- 3ª feira
02/11 - 4ª feira
08/11 - 3ª feira
16/11 - 4ª feira
22/11 - 3ª feira
23/11 - 4ª feira
29/11 - 3ª feira
30/11 - 4ª feira
06/12 - 3ª feira
07/12 - 4ª feira
13/12 - 3ª feira
14/12 - 4ª feira
20/12 - 3ª feira
23/12 - 6ª feira
13 às 15
09 às 12
09 às 12
--Sala 09A
Salas 03B e
05B
Sala 09ª
Salas 03B e
05B
Sala 09ª
Salas 03B e
05B
Sala 09A
09 às 12
13 às 15
09 às 12
13 às 15
09 às 12
Sala 09A
Sala 03B
Sala 09A
Sala 03B
Sala 09A
09 às 12
13 às 15
09 às 12
13 às 15
09 às 12
13 às 15
09 às 12
13 às 15
09 às 12
13 às 15
09 às 12
10 às 12
Sala 09A
Sala 03B
Sala 09A
Sala 03B
Sala 09A
09 às 12
13 às 15
09 às 12
13 às 15
Sala 09A
Sala 09A
Sala 09A
Sala 04A
Professores: André, Analice, Márcio Rosângela, Vânia, Cláudio - Local: ICH
antigo (salas 09A, 03B e 05B). Professor coordenador da disciplina:
Rosângela Abreu Monteiro de Barros
PROGRAMAÇÃO –2º SEMESTRE LETIVO DE 2016
Assunto
Introdução à microbiologia - Morfologia e Citologia Bacteriana
NÃO HAVERÁ LABORATÓRIO
Fisiologia e genética bacteriana
NÃO HAVERÁ LABORATÓRIO
Patogênese e relação bactéria hospedeiro
FERIADO
Controle de população bacteriana: agentes físicos, desinfetantes, biocidas e
antibióticos
S: Neisseria, Haemophilus e Bordetella
Gram positivos de relevância em saúde humana
Professor
Vânia
Vânia
Vânia
Vânia
Vânia / Cláudio
Cláudio
S: Bactérias de estrutura atípica – Micobactérias e Nocárdia
Vânia / Cláudio
S: Bactérias de estrutura e atípica – Bactérias espiraladas
Vânia/ Cláudio
S: Bactérias de estrutura atípica – Clamídias, Riquétsias, Micoplasma, Ureaplasma
Vânia/ Cláudio
Gram negativos de relevância em saúde humana
Infecções relacionadas ao serviço de saúde (IRAS)
1º TVC
FERIADO
Introdução à virologia e multiplicação viral / ED Antivirais e vacinas
Patogenia e resposta do hospedeiro às infecções virais
Agentes de viroses respiratórias e entéricas
Herpesvírus e Papilomavírus humano
Agentes de hepatites virais
FERIADO
Agentes de viroses multissistêmicas e Arbovírus
Vírus da imunodeficiência humana (HIV)
Características gerais dos fungos e morfologia, citologia e reprodução dos fungos
2 º TVC
Classificação e terapia antifúngica
NÃO HAVERÁ LABORATÓRIO
Introdução à micologia médica /Epidemiologia das micoses
NÃO HAVERÁ LABORATÓRIO
Agentes de micoses superficiais/Agentes de micoses profundas
NÃO HAVERÁ LABORATÓRIO
3 º TVC
2a CHAMADA
Cláudio
Cláudio
Vânia
Analice
André
Analice
André
Analice
Analice
André
Rosângela
André
Rosângela
Márcio
Márcio
Márcio
A definir
1
24/08/2016
Aproveitamento mínimo: 60%
Freqüência mínima: 75%.
1º TVC: 25pts; 2º TVC: 30pts; 3º TVC: 30 pts; Seminários: 15 pts.
Bibliografia
TRABULSI, L.R. Microbiologia, 5ª Ed., Atheneu, 2008.
MURRAY, PATRICK R.; PFALLER, MICHAEL A.; ROSENTHAL, KEN S.Microbiologia Médica. 5 ed.
Ed. Elsevier, 2006.
TORTORA, G.J.; FUNKE, B.R. & CASE, C.L. Microbiologia, 6ª edição, Editora Artmed, Porto Alegre,
2003.
SANTOS, ROMANOS & WIGG. Introdução à virologia humana, Ed.Guanabara-Koogan, 2002.
JAWETZ, E.; MELNICK, J.L. & ADELBERG, E. Microbiologia Médica. 22ª Ed. McGraw-Hill
Interamericana do Brasil, 2001.
Microbiologia
2
24/08/2016
Definição e origem
•
Derivada: mikros (pequeno), bios (vida) e logos (ciência) → ciência que
estuda a vida microscópica.
•
São considerados os ancestrais de todas as outras formas de vida
Aspectos Históricos da Microbiologia
Era uma vez...
... a vontade do Homem em conhecer a vida que o rodeia, sobretudo
aquilo que não é visível.
•
Até o século XVII, o avanço da microbiologia foi prejudicado pela falta
de equipamentos apropriados para observar os micróbios.
•
1665: Robert Hooke - relatou que as menores unidades vivas eram
“pequenas caixas”, ou “células”.
•
Teoria celular
3
24/08/2016
•
1673 -1723: Anton van Leeuwenhoek - foi o primeiro a observar
micro-organismos vivos através de lentes de aumento com resolução
de 300 a 500 vezes.
• Observou e descreveu os microrganismos ("animálculos“)
• Fez desenhos detalhados de “animálculos” de água da
chuva, de suas próprias fezes e de material raspado de
seus dentes – Sociedade Real de Londres
•
“eu posso julgar por mim mesmo
(apesar de limpar a minha boca, como
já disse), que todas as pessoas que
vivem na Holanda não são tantas
quanto os animais vivos que eu
carrego em minha própria boca hoje”
• Leeuwenhoek é considerado o
fundador da microbiologia
4
24/08/2016
O progresso da Microbiologia ficou vinculado ao
desenvolvimento de instrumentos e técnicas pertinentes ao
seu estudo, tais como microscópios com maior poder de
resolução e técnicas de cultivo e coloração de estruturas
celulares.
A Microbiologia como Ciência começa a ter um
verdadeiro avanço a partir de meados do século XIX, com
o desenvolvimento de microscópios de alta qualidade
juntamente com o aperfeiçoamento de técnicas de
esterilização e cultivo de microrganismos.
A idade de ouro da microbiologia
• 1857 a 1914 - Avanços rápidos - Pasteur e Robert Koch
5
24/08/2016
Sec. XIX: Estabelecimento da Microbiologia
como uma Ciência
• Descoberta de agentes de muitas doenças; papel da
imunidade na prevenção e na cura das doenças;
• Atividades químicas de micro-organismos;
• Aperfeiçoamento das técnicas de microscopia e
cultivo de microrganismos;
• Desenvolvimento de vacinas e técnicas cirúrgicas.
Fermentação e pasteurização
• Grupo de mercadores franceses pediu a
Pasteur que descobrisse porque o vinho e
a cerveja azedavam.
• Desenvolvimento de um método que
impedisse a deterioração dessas bebidas.
• Naquele
tempo,
muitos
cientistas
acreditavam que o ar convertia os
açúcares desses fluidos em álcool.
6
24/08/2016
• Micro-organismos chamados de leveduras convertiam os
açúcares em álcool na ausência de ar → fermentação
• O azedamento e a deterioração são causados por microorganismos diferentes. Na presença de ar, as bactérias
transformam o álcool da bebida em vinagre (ácido acético).
• A solução de Pasteur para o problema da deterioração foi o
aquecimento da cerveja e do vinho o suficiente para matar a
maioria das bactérias que causavam o estrago.
Pasteurização
Demonstração da relação entre a deterioração de alimentos e os
micro-organismos foi a etapa mais importante para o
estabelecimento da relação entre doenças e micro-organismos.
 No final da década de 1870, Koch interessou-se pelo carbúnculo. Analisando sangue
de vítimas do carbúnculo ao microscópio, observou a presença de uma bactéria de
grandes dimensões. Desenvolvendo técnicas microbiológicas, Koch conseguiu isolar a
bactéria.
Animais sadios inoculados com a bactéria purificada apresentavam os sintomas
clássicos do carbúnculo. A partir do sangue destes animais, Koch re-isolou mesma
bactéria. Ele repetiu o experimento, sempre re-isolando a bactéria dos animais
experimentalmente infectados até que tivesse certeza que tinha encontrado o agente
da doença.
Koch também descobriu os agentes
etiológicos da cólera e da tuberculose, as
bactérias Vibrio cholerae e Mycobacterium
tuberculosis, respectivamente. A bactéria
M. tuberculosis é ainda hoje denominada
bacilo de Koch. Seus estudos, combinados
com os de Pasteur, estabeleceram a Teoria
do Germe da Doença.
7
24/08/2016
Em 1877, Koch formulou um conjunto de postulados os quais afirmava deveriam ser
adotados para que se aceitasse uma relação entre um micro-organismo em particular
e uma doença.
 Ignaz Philipp Semmelweis - médico húngaro eternizado como
"salvador das mães“ – Hospital Geral de Viena
 1847: redução na incidência de febre puerperal pela prática
da anti-sepsia das mãos. Os médicos matavam 3x mais que as
parteiras naquela região.
8
24/08/2016
 Florence Nightingale – 1854 - Guerra da Crimeia
(Conflito nos Bálcãs envolvendo o Império Russo e, uma coligação integrada pelo UK, França,
Itália, Império Turco-Otomano e o Império Austríaco)
 Alta mortalidade entre os soldados Britânicos. Associação entre
higiene e diminuição da mortalidade – sanitarismo
E nos anos seguintes ...
•
Nova fase na história da Microbiologia - interesses estavam em estudar as causas das
doenças e associá-las a micro-organismos
•
Microscópios foram se tornando mais acessíveis e descobertas novas formas de corar
os micro-organismos com objetivos de torna-los visíveis.
9
24/08/2016
Meio ambiente
Energia
Indústria de
alimentos
Agentes causadores
de doenças
Micro-organismos
Indústria
farmacêutica
Biotecnologia
Indústria
química
Agricultura
Recuperação ambiental
biorremediação
(Flavobacter)
10
24/08/2016
A célula bacteriana
Morfologia Bacteriana
As bactérias de importância médica são caracterizadas
morfologicamente por:
Tamanho
Forma
Arranjo
11
24/08/2016
Tamanho
 Variam de 0,3 por 0,8
μm até 10 por 25 μm.
 As espécies de maior
interesse médico medem
entre 0,5 a 1,0 μm por 2 a 5
μm.
Forma
• Esférica: Cocos
Grupo homogêneo em relação ao tamanho,
sendo células menores (0,8 a 1,0 μm).
• Cilíndrica: Bacilos
Forma de bastão, podendo ser longos ou
delgados,
pequenos ou
grossos,
extremidade reta, ou arredondada.
• Espiralada
=>Espirilos: possuem corpo rígido e se
movem às custas de flagelos externos.
=>Espiroquetas:: são flexíveis e locomovemse provavelmente às custas de
contrações do citoplasma
12
24/08/2016
Formas de transição
Cocobacilos: bacilos muito curtos.
Ex.: Prevotella
Vibriões: espirilos muito curtos,
assumindo formas de vírgula.
Ex.: Vibrio cholerae
Formas de estrela e
retangulares
13
24/08/2016
Cocos
Arranjo
Diplococos: cocos agrupados aos
pares. Ex: Neisseria
Tétrades: agrupados de 4 cocos
Sarcina: 8 cocos em forma cúbica
Estreptococos: cocos agrupados em
cadeia. Ex: Streptococcus
Estafilococos: cocos em arranjos
irregulares. Ex: Staphylococos
Bacilos
Arranjo
(d) Paliçada: agrupados lado a lado
14
24/08/2016
A célula bacteriana
Cápsula
Estruturas externas à parede celular
Polímero viscoso e gelationoso situado externamente à parede
celular, composto de polissacarídeo e/ou polipeptídeo.
• Proteção da célula bacteriana contra desidratação.
• Aderência – auxiliam na ligação da bactéria à superfícies
bióticas ou abióticas.
• Proteção - resistência à fagocitose pelas células de defesa do
corpo (fator de virulência).
=> bactérias encapsuladas são mais VIRULENTAS do que as não
encapsuladas.
15
24/08/2016
Cápsula
Flagelos
 Locomoção: movimento rotatório
 Formam longos filamentos que partem do corpo da bactéria e
se estendem externamente à parede celular.
 Ancorado na superfície da célula
 Proteína flagelina
16
24/08/2016
Flagelos
Flagelos
17
24/08/2016
Fímbrias/pili
 Natureza protéica (pilina)
 Mais curtos que os flagelos
 Aderência
Pili F – transferência de material genético durante a conjugação
Pilus associado
a conjugação
Parede celular
Bactéria
Bactérias sem
parede celular
• Micoplasmas
• Ureaplasmas
Bactérias com
parede celular
Parede celular
típica
Gram +
Gram -
• Maioria das bactérias de
importância médica
Parede celular
atípica
•
•
•
•
Micobactérias
Espiralados
Clamidias
Riquétsias
18
24/08/2016
Parede celular
 Confere
célula.
rigidez
estrutural
à
 Proteção contra lise osmótica.
 Sítio receptor para proteínas e
outras moléculas que interagem
com a bactéria.
 Constituída de peptidioglicano
Parede
celular
19
24/08/2016
Parede celular de Gram positiva
 Várias camadas de peptidioglicano (cerca de 90% da parede)
 Ácido teicoico (polissacarídeo ácido com resíduo de glicerol
fosfato ou ribitol fosfato).
Parede celular de Gram negativa
 Poucas camadas de peptidioglicano (cerca de 10%)
 Membrana externa
- Lipopolissacaríedo (LPS)
- Proteínas: porinas, lipoproteínas
 Espaço periplasmático – entre a membrana externa e membrana
citoplasmática
20
24/08/2016
Parede celular de Gram negativa
Lipopolissacarideo
Membrana externa
Espaço periplasmático
lipoproteínas
e
Peptideoglicano
Membrana
citoplasmática
Citoplasma
•Internamente => camada de fosfolipídeos e lipoproteína, ancorada ao
peptidioglicano.
• Externamente => lipopolissacarídeo (LPS)
Estrutura do LPS
3 componentes ligados covalentemente: lipídeo A, polissacarídeo cerne e
polissacarídeo O.
ENDOTOXINA
Diarreia, vômitos, febre e choque
potencialmente fatal
21
24/08/2016
Coloração de Gram
Coloração de Gram
22
24/08/2016
Parede celular atípica
Alta concentração de
ácido micólico (60%)
Parede celular de Mycobacterium
23
24/08/2016
Coloração álcool-ácido
resistente
Estruturas internas à parede celular
Membrana
citoplasmática
 Estrutura fina (8 nm) e fluida
 Composição química
proteínas
+
Total ou
parcialmente
imersas na
bicamada
bicamada lipídica
Fosfolipídeos
Ácidos graxos Glicerol fosfato
Comp. hidrofóbicos hidrofílicos
24
24/08/2016
Membrana citoplasmática
Membrana
citoplasmática
Funções:
Barreira
de permeabilidade da célula que separa o
citoplasma do ambiente
 Transporte de substâncias
Processos de obtenção de energia: respiração =>
MESOSSOMOS
25
24/08/2016
Componentes citoplasmáticos
Citoplasma
Água, compostos de baixo peso molecular,
macromoléculas, íons inorgânicos.
Sítio de reações químicas
Nucleóide
Cromossomo bacteriano, DNA circular,
dupla hélice, contém informações
necessárias à sobrevivência da célula,
capacidade de replicação
Plasmídeos
Moléculas de DNA, circular
Menores que cromossomo, também
podem se replicar
Genes não essenciais mas podem
conferir vantagens seletivas
26
24/08/2016
Grânulos de reserva ou
inclusões
Grânulos de glicogênio, amido, lipídeos,
polifosfato,
óxido
de
ferro
(magnetossomos)
Ribossomos
Síntese proteica
27
24/08/2016
Esporos Bacterianos - Endósporos
• Estruturas altamente
quantidade de água.
diferenciadas
• Atuam como estrutura
ambientais desfavoráveis.
de
e
possuem
sobrevivência
-
pouca
condições
Ciclo de vida de uma bactéria
formadora de endósporos.
Esporos Bacterianos - Endósporos
 Algumas bactérias Gram positivas (Bacillus e Clostridium)
 Resistentes ao calor, desidratação, valores extremos de pH,
radiação
 Baixa atividade metabólica
Forma de sobrevivência e não
de reprodução
28
24/08/2016
29