MORFOLOGIA BACTERIANA

FACULDADE DE MEDICINA DE ITAJUBÁ – FMIt
CURSO DE MEDICINA – 2o. ANO
CARACTERÍSTICAS GERAIS DAS
BACTÉRIAS
Profa. Mariléia Chaves Andrade
AULA 1
[email protected]
ASSUNTOS ABORDADOS
 Presença e distribuição das bactérias no organismo humano;
 Aspectos da infecção;
 Morfologia bacteriana.
PRESENÇA E DISTRIBUIÇÃO DAS
BACTÉRIAS NO ORGANISMO
HUMANO
MICROBIOTA NORMAL
AUSENTE:
Sangue
SNC,
LCR,
Parênquima
VARIAÇÕES:
Inter/intra
indivíduos,
Sexo,
Idade,
Dieta,
Higiene
MECANISMOS INESPECÍFICOS E IMUNIDADE
NATURAL CONTRA A INFECÇÃO
DESVANTAGENS
MICROBIOTA NORMAL
VANTAGENS
Perigo de infecção oportunista
quando há perda do equilíbrio;
Adaptação e multiplicação sem
causar dano;
Processos inflamatórios locais
ou disseminados;
Competição com as bactérias
patogênicas;
Risco de sepse e choque.
Síntese de vitaminas;
Produção de anti-microbianos.
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
SISTEMA LINFÁTICO
disseminação
corrente sanguínea
BACTEREMIA
ÓRGÃOS ALVOS
Invasão do epitélio do hospedeiro
interior da célula
Quiescentes
em vacúolos
Dispersos no
citoplasma
Multiplicação
Disseminação
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
Antígenos de superfície, capacidade ou não de serem
sorotipos ou subespécies
afetadas por bacteriófagos específicos, características
metabólicas e biossintéticas
CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS
TAMANHO
Espiroquetas – 250 m
Micoplasmas esféricos – 0,15 m
CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS
FORMA
bacilos (bastonetes)
espiroquetas
cocos
víbrios
CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS
ARRANJO
CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS
CARACTERÍSTICAS DE COLORAÇÃO
MÉTODO DE GRAM
Christian Gram – patologista dinamarquês –
Método desenvolvido em 1880
Bactérias Gram-Positivas
versus
Gram-Negativas
- ENVELOPE CELULAR DE UMA BACTÉRIA GRAM-POSITIVA
Tamanho – 30-100 nm
40-80% - peptidoglicano (polímero)
Ácido teicóico da parede
Ácido lipoprotéico
peptidoglicano
membrana
plasmática
parede celular
PAREDE CELULAR
Bactérias Gram-Positivas



Camada peptideoglicano
espessa.
Ácido teicóico - ancorado ao
peptideoglicano.
Ácido lipoteicóico - ancorado à
membrana plasmática.
CONSTITUIÇÃO DO PEPTIDOGLICANO
Bactérias Gram-Positivas
versus
Gram-Negativas
- ENVELOPE CELULAR DE UMA BACTÉRIA GRAM-NEGATIVA
Tamanho – 20-30 nm
5-10% - peptidoglicano (polímero)
Presença de uma membrana externa
PAREDE 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 BACTÉRIAS
Características:
 Metabólicas
 Morfologia
 Patogênicas
 Antigênicas
 Genéticas
APÊNDICES DA CÉLULA BACTERIANA
comuns (adesinas) e
sexuais (conjugação)
INVASÃO E COLONIZAÇÃO


Fímbrias
- são estruturas antifagocitárias.
- possui proteínas denominadas adesinas
Flagelo
- motilidade e quimiotaxia
Escherichia coli
Fímbria tipo I
Fímbria P
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-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
FATORES BACTERIANOS QUE CAUSAM DANOS AO
HOSPEDEIRO
• Enzimas hidrolíticas - hialuronidases e proteases degradam
compontentes da matriz extracelular
•Fragmentos de peptideoglicano - resposta semelhante ao LPS.
• Ácido teicóico - resposta semelhante ao do LPS.
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 Energia
Fonte de Elétrons
Precurssores Metabólicos
Macromoléculas
Divisão Celular
FASES DO CRESCIMENTO
BACTERIANO
Falta de nutrientes
Acúmulo de subprodutos tóxicos
Número de Bactérias (log)
Equilíbrio multiplicação e morte
Ativação de enzimas que lisam parede ceular
multiplicação
3
adaptação
1
2
Fase
Estacionária
4
Fase de
Morte
Fase Log
(Exponencial)
Fase Lag
Tempo
FATORES FÍSICOS QUE AFETAM O
CRESCIMENTO BACTERIANO
Psicrófilas (12 a 17 graus C)
• TEMPERATURA
Mesófilas (28 a 37 graus C)
Termófilas (57 a 90 graus C)
Termófilas extremas (>100 graus C)
• pH
• Oxigenação
• Salinidade
Acidófilas (ph<5)
Alcalófilas (pH>10)
Aeróbicas (patógenos respiratórios e de
mucosa), Anaeróbicas (trato gastrointestinal
e ambiente –esporos), Microaerófilas ( PO2),
Facultativas, Aerotolerntes (Anaeróbio)
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
Energia
Anabolismo
Crescimento
E
Multiplicação
FONTE DE ENERGIA
E luminosa
E Compostos Inorgânicos
(Fe2+, NO2-, H2)
E Compostos Orgânicos
(Glicose)
Fotossintetizantes
Litotróficos
Heterotróficos ou
Organotróficos
ATP
Biossíntes de
Macromoléculas
Montagem de
Estruturas
Divisão Celular
GENÉTICA BACTERIANA
ELEMENTOS CELULARES ENVOLVIDOS NA
GENÉTICA BACTERIANA
SÍNTESE PROTÉICA
FLUXO DA INFORMAÇÃO GENÉTICA
DNA
RNA
proteínas
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!