UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO APOSTILA DE AULAS PRÁTICAS - DISCIPLINA BACTERIOLOGIA I CURSO NUTRIÇÃO Autores: Aloysio de Mello Figueiredo Cerqueira professor Adjunto de Bacteriologia Thais Locha Zangali Vargas Michelle monitoras da disciplina de Bacteriologia 2001-2 2002 UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO APRESENTAÇÃO O conhecimento teórico-prático de microbiologia, principalmente bacteriologia, para o futuro profissional de nutrição é de suma importância em função das características particulares que envolvem o exercício dessa profissão. O entendimento da participação de bactérias como a patógenos veiculados por alimentos, ou deterioradores dos mesmos, bem como seu importante papel na tecnologia de produção de diversos alimentos são essenciais na formação do nutricionista. A presente apostila resulta do aperfeioçoamento e complementação de um roteiro de aulas práticas já disponibilizado aos alunos da disciplina Bacteriologia I há cerca de 2 anos e pretende servir de subsídio ao acompanhamento das aulas práticas. Todos as aulas são apresentadas na forma de assuntos, uma vez que em alguns casos, mais de um assunto será desenvolvido de forma concomitante. Cada assunto é apresentado por uma breve introdução, a fundamentação teórica necessária ao entendimento do tema, o material utilizado e a execução da prática e os resultados esperados. No final de cada assunto o aluno poderá tirar as suas conclusões da prática executada e encontrará algumas questões de fixação. Sempre que possível procurou-se utilizar esquemas, gravuras e ilustrações que facilitassem a compreensão do assunto. Finalmente procurou-se acentuar a importância e aplicação de cada prática no contexto das atividades de um nutricionista de modo a estimular o aprendizado. Os autores UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO Assunto 1: Meios de cultura/ Técnicas de Semeadura I e II 1) Introdução: O estudo das bactérias necessita normalmente do seu prévio isolamento e identificação. Para tanto diversos meios de cultura são utilizados. Define-se meio de cultura como uma mistura de nutrientes, incluindo fontes de carbono, nitrogênio, sais minerais e água, que propiciam o crescimento in vitro de bactérias. A maioria das bactérias cresce em meios de cultura. Exceções são as riquétsias e clamídias que por serem parasitas intracelulares obrigatórios só se desenvolvem in vitro em meios celulares (cultivo celular, ovos embrionados), Mycobaterium leprae e Treponema pallidum. A inoculação das bactérias em diferentes meios envolve várias técnicas de semeadura. Toda a manipulação de culturas bacterianas, meios e instrumental necessário deve ser feita seguindo-se procedimentos básicos de assepsia e antissepsia, visando evitar qualquer tipo de contaminação. contaminação 2) Fundamentação teórica: 2.1) Meios de cultura Para uma melhor compreensão das diversas finalidades e usos dos meios de cultura, apresentamos a seguir uma breve classificação dos mesmos: A) Quanto à composição: A.1) Naturais – são aqueles de origem vegetal (um pedaço de batata, pão, frutas) ou animal (gema de ovo). A.2) Artificiais – são aqueles constituídos de substâncias químicas podendo ser definidos ou indefinidos (complexos). Definidos: é sabido toda a sua composição. Indefinidos ou Complexos: é desconhecido por si. Sabe-se apenas aproximadamente. Os meios utilizados na rotina são complexos. B) Quanto ao seu estado físico: Líquido – são os caldos, desprovidos de agar. Semi-sólido – são aqueles que apresentam em sua composição até 1% de agar. Sólido – são aqueles que apresentam em sua composição 1,5 a 2,5% de agar. C) Quanto à finalidade e características: Simples – contém apenas componentes básicos para o crescimento de uma bactéria. Enriquecido – meio que tem aumentada a sua capacidade nutricional para a bactéria pela adição de substâncias como gema de ovo, sangue, plasma, soro,, leite. De uso freqüente para bactérias de difícil crescimento (fastidiosas). De enriquecimento – meio seletivo que visa inibir o crescimento de bactérias acompanhantes e permitir o crescimento da bactéria alvo que pretende-se posteriormente isolar aumentando assim a proporção desta em relação às demais. Por ser um meio líquido não destina-se ao isolamento da bactéria. UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO Seletivo – contêm substâncias seletivas que inibem o crescimento de certas bactérias e permitem o crescimento de outras. São meios sólidos e têm como objetivo isolar culturas puras. Indicadores – meios que permitem a diferenciação visual do crescimento bacteriano facilitando a sua identificação. Freqüentemente os meios seletivos são também indicadorese todos os meios utilizados na confirmação bioqumica dos isolamentos são indicadores. A indicação mais freqüente é a alteração de cor do meio por mudança no pH do mesmo, podendo ainda ser a produção de gás, precipitação de componentes do meio por atividade proteolítica e lipolítica, etc... Estoque – são meios normalmente semi-sólidos com a finalidade de preservar uma cultura bacteriana pura para posteriores utilizações no laboratório. 2.2 – Técnicas de Semeadura Antes de apresentar as diferentes técnicas de semeadura é importante ter claro os procedimentos que se deve adotar na manipulação segura dos meios, culturas bacterianas, etc, de modo a evitar qualquer tipo de contaminação. tais procedimentos são denominados genericamente de técnicas de assepsia e incluem: fazer a a desinfecção da área de trabalho e a antissepsia das mãos sempre antes e depois de trabalhar (1); trabalhar sempre na área de segurança (aproximadamente 10cm) em volta da chama do bico de Bunsen (2); esterilizar adequadamente alças e agulhas de inoculação antes e depois do seu uso, evitando a criação de aerossóis, para isso aquecendo sempre da base para a ponta (3); flambar a boca dos frascos e tubos antes e depois das inoculações (4). A finalidade básica das técnicas de semeadura é permitir a transferência (inoculação) de bactérias ou de uma cultura bacteriana de um material (secreção, alimento, etc) ou de um meio de cultura para outro(s) garantindo que apenas os microrganismos em questão sejam semeados. de UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO acordo com o tipo de meio de origem e destino bem como da finalidade específica da inoculação, diferentes técnicas são executadas, a saber: Semeadura em meios sólidos e semi-sólidos A. Meio Inclinado em tubos (utilizar alça ou agulha) Em estria sinuosa: semear com alça de platina, em zig-zag, partindo da base para a extremidade da superfície inclinada do meio. Este tipo de semeadura permite obtenção de intensa massa microrganismos. Em estria reta: semear com agulha de platina, em estria reta, partindo da base para a extremidade da superfície inclinada do meio. Este tipo de semeadura é utilizada quando se necessita um inóculo pequeno de bactérias B. Meio em camada alta Picada em profundidade: com agulha de platina perfurar o centro do meio sem movimentos de lateralidade fazer o inóculo penetrar no a 2/3 ou até o fundo do tubo de acordo com a finalidade. É bastante utilizado para conservação de bactérias, para a verificação da mobilidade e para a verificação da fermentação de açúcares. C. Em placa de Petri: C.1 – Em superfície Estrias múltiplas ou esgotamento em estrias: faz-se o inóculo num ponto da superfície do meio espalhando-se o mesmo por estrias em toda a placa de modo a gradativamente esgotar o material contido no inóculo. Preferencialmente usa-se um esquema de divisão da placa em 4 quadrantes sendo que a estria de cada quadrante toca no final da estria do quadrante anterior arrastando bactérias deste último.. Em meios de baixa seletividade pode-se flambar a alça após a inoculação de cada quadrante. A estria do último quadrante ocupa a maior parte da placa. Alternativamente pode-se fazer 3 estrias, a 1a. ocupando metade da placa e as outras 2 um quarto da placa cada. Neste modo as estrias não se tocam. Este tipo de semeadura é empregado para o isolamento de colônias bacterianas e obtenção culturas puras. UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO Por distensão: com pipeta, colocar no centro da superfície do meio um volume definido do inóculo (geralmente 0,1 mL) e espalhar uniformemente com a própria ponta da pipeta, com swab swab ou alça de Drigalski (bastão de vidro estérial). Utilizado para obtenção de crescimento confluente, para realização de antibiogramas por exemplo ou para obtenção de colônias dispostas de modo regular para as contagens microbianas. C.2 – Em profundidade ou disseminação Pour-plate: depositar na placa de Petri 0,1 / 1,0 mL da suspensão bacteriana. Adicionar 10 mL do meio fundido em tubo de ensaio e resfriado a 45 - 50º C. Homogeneizar com movimentos giratórios da placa sobre uma superfície plana. Utilizado principalmente para contagem bacteriana, econforme o meio de cultura utilizado. Este tipo de semeadura permite também o crescimento de bactérias anaeróbias. Semeadura em meios líquidos A. Difusão: com alça de platina ou pipeta, introduzir o inóculo esfregando contra o interior do tubo na área exposta pela inclinação do mesmo em 30º. Após se recolocar o tubo na posição vertical as bactérias inoculadas se difundem para o meio. É um repique genérico para crescimento bacteriano em meio líquido. 3) Objetivos Após a realização da atividade prática você deverá ser capaz de executar e determinar a finalidade das principais técnicas de semeadura de bactérias em meios líquidos (caldos), semi-sólidos e sólidos (Agar), tanto em tubos como em placas; distinguir os meios de cultura e a finalidade de cada um; obter culturas puras; proporcionar o crescimento bacteriano. UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO Objetivos: Após a realização da atividade prática você deverá ser capaz de: 1- Caracterizar os diferentes tipos de meios de cultura utilizados em bacteriologia; 2- Executar e determinar a finalidade das principais técnicas de semeadura de bactérias em meios líquidos (caldos) , e sólidos (agar) tanto em tubo como em placas.; 3. Realizar as técnicas de semeadura de acordo com as técnicas de assepsia e antissepsia. Material: Placas com agar EMB; agar triptcase soja (TSA) em tubo, placas estéreis, caldo simples, agar inclinado em tubo (Citrato de Simons); cultura de E.coli em caldo e agar; amostra de água em tubo (para pour plate); pipetas, alça e agulha de platina Execução: a) A partir do crescimento de E.coli em caldo proceder às semeaduras: - caldo caldo : difusão - caldo agar inclinado : estria reta ou sinuosa - caldo agar em placa: esgotamento em estria - caldo agar semi sólido: picada profunda b) A partir do crescimento de E.coli em agar proceder às semeaduras: -agar caldo: difusão c) A partir da amostra de água , do meio TSA em tubo (previamente fundido),da placa estéril e da pipeta, proceder a semeadura pour plate d) Incubar os meios a 37ºC por 24 horas e) Observar e interpretar o crescimento nos meios, destacando aquele empregado no isolamento de colônias. UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO Assunto 2: Bactérias no Ambiente I e II 1) Introdução A presença de bactérias pode ser verificada em quase todos os ambientes, no solo, na água, no ar e colonizando o nosso corpo (ex: trato gastrointestinal, pele). A exposição de alimentos, sua manipulação e conservação incorretas são fatores predisponentes à sua contaminação por microrganismos. Dentre estes podem estar presentes microrganismos patogênicos ou microrganismos deterioradores. 2) Fundamentação Teórica A presença de bactérias é uma constante nos mais variados ambientes. Freqüentemente tais bactérias não estão associadas a nenhum prejuízo. A microbiota intestinal desempenha importante papel na defesa do organismo contra certas infecções; existem estudos que sugerem que a microbiota normal estimula o desenvolvimento das defesas imunológicas. Ao mesmo tempo que desenvolve atividades benéficas a microbiota pode ser responsável por uma série de doenças oportunistas que podem ser relacionadas, por exemplo, ao uso constante de drogas imunossupressoras, antibióticos e internações em UTI. A contaminação de alimentos por microrganismos do ambiente é um dos importantes fatores relacionados à deterioração dos mesmos. Portanto, o controle da carga microbiana do alimento através da adequada proteção do mesmo é uma medida essencial. Muitas infecções causadas por bactérias são adquiridas por contato direto ou veiculadas por alimentos. Ao contrário do que se pensava antigamente, a disseminação de bactérias patogências pelo ar e poeira não ocorre com grande freqüência, pois de um modo geral, não sobrevivem por longos períodos no ambiente externo. Entretanto, estas vias de transmissão podem ser de grande importância em determinadas situações. No caso de bactérias esporuladas a transmissão aérea é mais importante.Os alimentos são uma importante via de transmissão de doenças bacterianas como a shigelose, salmonellose, cólera e várias outras. O nutricionista deve estar atento sempre. Uma pessoa pode contaminar alimentos, por ser portador de determinada espécie ou ter contaminado as mãos mexendo em outras fontes de infecção. Um exemplo clássico é o de uma cozinheira portadora da Salmonella typhi que, durante anos, transmitiu a febre tifóide para todos os membros das famílias para as quais trabalhou em razão de seus hábitos precários de higiene. Logo, é dever do profissional conhecer os riscos para uma melhor orientação e supervisão evitando disseminação de doenças principalmente quem trabalha na área de restaurantes. 3) Objetivos Após a realização da atividade prática você deverá ser capaz de constatar a presença de bactérias no ambiente; compreender a importância dos critérios básicos de higiene na produção e manipulação de alimentos, visando evitar a contaminação dos mesmos por bactérias ambientais; comentar sobre o papel de bactérias ambientais como eventuais deterioradoras de alimentos. 4) Material - 01 placa com agar simples divididas em 4 quadrantes - 01 placa com agar simples - 01 swab estéril UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO 5) Execução A) Inocular em cada quadrante, respectivamente: - a impressão do dedo polegar - um “carimbo” do tecido do jaleco - alguns fios de cabelo - um swab previamente passado sobre a bancada de trabalho Incubar a 37o C por 24 horas Analisar o crescimento obtido 1.º DEDO 4.º CABELO 2.º JALECO 3.º BANCADA B) Abrir as placas, fora da área de segurança, deixando cada uma por 5’, 10’, 15’ e 20’, fechando quando atingido o tempo respectivo. Incubar a 37 o C por 24 horas e analisar o crescimento obtido. 5 min 10 min 15 min 20 min 6) Resultados e Observações ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO Assunto 3 : Controle Microbiano I e II 1) Introdução As taxas de crescimento e morte microbianas são fortemente influenciadas por vários fatores ambientais. O controle microbiano compreende uma série de procedimentos com a finalidade de reduzir a quantidade, eliminar, diminuir ou impedir a multiplicação de microrganismos existentes em um determinado equipamento, ambiente, em alimentos ou em superfícies vivas. É de extrema importância apresentando inúmeras aplicações práticas na área médica e de alimentos. A conservação de alimentos envolve sempre o uso de uma ou mais técnicas empregadas no controle microbiano. 2) Fundamentação Teórica É importante inicialmente definir alguns termos utilizados no controle microbiológico: A) Desinfecção – significa redução do número de microrganismos em superfícies inanimadas (ambiente ou materiais) e conseqüente eliminação de sua potencialidade infecciosa. B) Sanitização – mesmo significado de desinfecção, porém utilizado rotineiramente em indústria de alimentos. C) Antissepsia – significa redução do número de microrganismos em tecidos vivos. D) Esterilização – destruição ou remoção completa dos microrganismos em ambientes ou materiais. E) Assepsia – significa ausência de microrganismos/ as técnicas assépticas representam uma série de cuidados que previenem a contaminação. O controle de microrganismos pode ser feito por agentes físicos ou químicos. 2.1 – Controle Microbiano por Agentes Físicos Calor É o método mais empregado para destruição de microrganismos por ser barato, eficaz e prático. Quando se tem finalidade esterilizante deve ser calculado para a destruição das formas esporuladas de bactérias, mais resistentes. Pode ser utilizado na forma de calor seco ou calor úmido em função da presença de água. O primeiro mata as bactérias por oxidação proteica enquanto o segundo por desnaturação protéica. Além disso, o calor úmido é um método de maior eficiência devido à água ser um melhor condutor de calor do que o ar. CalorSeco: na ausência de água - Flambagem: contato direto do material a ser tratado com o fogo, é um tipo de esterilização. - Forno ou Estufa: material submetido a uma temperatura de 170 a 180o C por 1 - 2 horas, é um tipo de esterilização, porém não é qualquer material que pode ser submetido a esse tratamento. Utilizado principalmente para vidraria e metais (instrumentos cirúrgicos p. ex.) - Incineração: é a queima total de um material, método utilizado com materiais descartáveis, principalmente aqueles materiais hospitalares. CalorÚmido: na presença de água (ou vapor d’água) - < 100o C: pasteurização (método desinfetante). Muito utilizado para alimentos e bebidas. A pasteurização rápida do leite emprega uma temperatura em torno de 72o C por 15 a 20 segundos, seguida de resfriamento rápido. A pasteurização consegue eliminar cerca de 99,5% de microrganismos, aqueles esporulados são termoresistentes, conseguindo resistir a esse tratamento. UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO Alimentos pasteurizados – leite, sucos industriais. - = 100o C: é a fervura (método desinfetante). O alimento é submetido a uma temperatura igual a 100o C por até 15 minutos. Eficiente contra as formas vegetativas bacterianas mas não destrói completamente as formas esporuladas. - > 100o C: é a autoclavação (método esterilizante). Os materiais e alimentos são submetidos a uma temperatura em torno de 121o C por 15-30 minutos, um tempo e temperatura bem inferiores àqueles empregados em calor seco. Isso é possível pelo emprego de alta pressão interna (1 ATM) na autoclave. A autoclave é similar a uma panela de pressão. Ultravioleta (radiação não ionizante) Possui uma atividade máxima num comprimento de onda de 260nm, geralmente são desinfetantes e usados em ambientes. - Limitação: não tem poder de penetração, tudo que estiver embalado ou protegido por vidro não é desinfetado, após umas 200 horas de uso da lämpada sua eficiência é diminuída. - Por que mata?: ela penetra nos microrganismos e são captadas pelos seus cromossomos, causando mutação letal por serem absorvidos diretamente. Radiação Gama (radiação ionizante) É um método de esterilização, mais energético que as radiações UV com menor comprimento de onda e desequilibra quimicamente as células irradiadas, todos os seus componentes químicos podem ser alterados. Muito utilizado para esterilização de produtos hospitalares descartáveis em uso crescente em indústrias de alimentos (esterilização superficial). Filtração Clarificantes: são os filtros domésticos, retém as impurezas grosseiras, são desinfetantes. Esterilizantes: possuem poros iguais ou menores a 1m podendo reter inclusive alguns vírus. Outros: Pressão Osmótica (Salga) ; Dessecação (prod. Alimentícios em pó, liofilização) ; uso de baixas temperaturas (refrigeração, congelamento) 2.2 – Controle Microbiano por Agentes Químicos Fenóis e derivados: é um desinfetante fraco, porém utilizado como um desinfetante de referência para ser comparado com outros produtos. Um coeficiente maior que 1 indica que o produto é mais ativo que o fenol. Atuação: fenóis/cresóis – desnaturam proteínas. OBS: Dos cresóis o mais importante é a creolina, utilizada para pisos e sanitários. O hexaclorofeno é muito usado na antissepsia cirúrgica. Álcool Etílico: possui vários mecanismos de ação, sendo relativamente eficiente, são solventes de lipídios (ação detergente), são desidratantes (retiram a água das células) e desnaturam proteínas. O álcool etílico pode ser usado como desinfetante ou anti-séptico. O álcool absoluto (não hidratado) é fraco germicida. Um álcool parcialmente hidratado (60- 70%) é mais ativo que o absoluto, pelo maior poder de penetração e conseqüente desnaturação protéica mais rápida. UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO Cloro / Iodo (Halogênios) - O Cloro é desinfetante de águas, alimentos e pisos. Mecanismo de ação é oxidante. Cl2 + H2O HCl + HClO ácido hipocloroso instável, espontaneamente forma mais HCl e oxigênio nascente, isso que matará os microrganismos. - O mecanismo de ação do Iodo é a sua combinação irreversível com proteínas através da interação com aminoácidos aromáticos, fenilalanina e tirosina, levando à desnaturação das mesmas. É um dos anti-sépticos mais utilizados na prática cirúrgica. Detergentes catiônicos (agentes de superfície): alteram a permeabilidade de membrana ( ex: compostos quaternários de amônio cloreto de benzalcônio). Mais ativo contra Gram negativos Sais de Metais Pesados: - Mercúrio (Hg): anti-séptico . Em desuso pelo risco de intoxicação por absorção. - Sulfato de Cobre (CuSO4): desinfetante para águas de recreação. - Nitrato de Prata (AgNO3): anti-séptico, é altamente eficiente contra gonococos, que causam oftalmia em recém-nascidos e gonorréia em adultos com vida sexual ativa. Atuação: afinidade por proteínas, inativando enzimas, por isso é importante não ingeri-los. Uso tópico apenas. Ácidos orgânicos e inorgânicos: Freqüentemente usados na conservação de alimentos. Exs.: ácidos acético, lático, benzóico. Álcalis: Hidróxido de Sódio (NaOH)= presente nos sabões conferindo a estes a sua relativa ação anti-séptica. Outros: KOH, Ca(OH)2 Corantes Básicos: mais eficientes contra Gram positivos. Ex.: Cristal Violeta, Azul de Metileno. Oxidantes e Redutores - Oxidantes: oxidam componentes celulares levando à morte das células. Ex.: Ozônio (O3), água oxigenada (H2O2), permanganato de potássio, peróxido de zinco. Usados como anti-sépticos. - Redutores: reduzem compostos celulares levando à morte das células. Aldeídos e derivados: Formaldeído/ formalina: muito irritante / São usados para desinfectar paredes e pisos. Glutaraldeído: mais ativo e menos tóxico que o formaldeído; esporocida após 6 horas de contato) Óxido de Etileno (gás): é um agente alquilante inativando proteínas e ácido nucléico. Usado em um recipiente fechado que recebe todo material a ser utilizado (contém algumas ampolas UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO de óxido de etileno – líquido), à temperatura de 52o C, este líquido torna-se gasoso, assim, seus vapores são esterilizantes. Usado para esterilização de materiais de borracha ou plástico. A célula microbiana está em equilíbrio, oxidantes e redutores rompem esse equilíbrio, matando a célula. Antimicrobianos: ao contrário dos anteriores possuem ação seletiva contra microrganismos por isso não serão discutidos neste assunto. 3) Objetivos Após a realização da atividade prática você deverá ser capaz de conceituar e diferenciar os termos utilizados no controle microbiológico; descrever os agentes físicos e químicos utilizados no controle microbiano; entender o funcionamento de autoclaves e fornos de esterilização, diferenciando calor úmido de calor seco; compreender as diferenças encontradas na destruição de microrganismos esporulados e não esporulados frente à ação do calor; compreender as diferenças encontradas na ação dos diferentes métodos de antissepsia utilizados. 4) Material - Culturas bacterianas: Escherichia. coli e Bacillus cereus - Placa de Petri com agar simples - Soluções antissépticas - Gase estéril - Tripé e tela de amianto - Recipiente com água em ebulição 5) Execução: A – Agentes Químicos: observação da ação de antissépticos sobre bactérias a microbiota da pele. a) Numa placa de agar simples dividida em 4 quadrantes fazer a semeadura do 1º quadrante utilizando a ponta do polegar (fazer a impressão digital suavemente para não ferir a camada do meio de cultura); b) Um segundo aluno lava seu polegar com sabão e água por 1 minuto, seca com gaze estéril e inocula o segundo quadrante fazendo a impressão do dedo; c) Um terceiro aluno faz a antissepsia de seu polegar com gaze embebida no 1º antisséptico por 1 minuto, seca o dedo com gaze estéril e faz depois a impressão no terceiro quadrante; d) Um quarto aluno faz a antissepsia de seu polegar com gaze embebida no 2º antisséptico por 1 minuto, seca o dedo com gaze estéril e faz depois a impressão no quarto quadrante. - Incubar a placa a 37º C por 18 - 24 horas. - Analisar o crescimento. 1.º DEDO 2.º DEDO + SABÃO 3.º DEDO + ANTIS. 1 4.º DEDO + ANTIS. 2 UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO B – Agentes Físicos: calor a) Numa placa de agar simples dividida e marcada em 8 partes semear as culturas bacterianas no espaço respectivo ao tempo T0 ; b) Colocar as culturas em banho-maria fervente e reinocular os quadrantes T5, T10, T20 após 5, 10 e 20 minutos de tratamento térmico, respectivamente. - Incubar a placa a 37o C por 18 – 24 horas. - Analisar o crescimento. t0 t5 t10 E t20 B C – Atividade de Diferentes Agentes Químicos sobre bactérias in vitro (opcional pois a metodologia é idêntica ao teste de sensibilidade a antimicrobianos) a) Semear uma cultura bacteriana com swab (para crescimento confluente) em uma placa de Petri com agar simples; b) Assepticamente, com pinça, embeber discos de papel de filtro com diferentes agentes químicos; c) Colocar os discos eqüidistantes na placa semeada; - Incubar a 37º C por 18 - 24 horas. - Analisar os dados obtidos. A B C D 6) Importância da Aula de Controle Microbiano Esta aula é de extrema importância para a área nutricional, já que constantemente há o envolvimento com alimentos e a sua manipulação, sendo interessante o controle microbiano para que não haja uma contaminação e posteriores intoxicações alimentares. A sanitização de todo material utilizado na produção de alimentos é indispensável, por isso é importante saber quais substâncias químicas a serem utilizadas com sucesso. UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO O conhecimento sobre os agentes químicos é necessário, principalmente na área de produção, para que não haja perda de equipamentos por utilização incorreta de desinfetantes. Existe a substancia química para cada equipamento, para cada tipo de bancada e isso é responsabilidade do nutricionista. 7) Resultados e Anotações ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO Assunto 4: Coloração de Gram 1) Introdução O método de coloração de Gram é o mais utilizado em Bacteriologia e permite a diferenciação da maioria das bactérias em 2 grupos pelas diferenças marcantes na parede celular que apresentam. Baseado nessas diferenças de parede celular os corantes utilizados coram as bactérias Gram-positivas em roxo e as Gram-negativas em vermelho. O método de Gram é utilizado na maioria das infecções bacterianas, permitindo o diagnóstico de algumas delas com bastante segurança. Porém não se aplica para micoplasmas, bactérias desprovidas de parede, micobactérias pela presença de muitos lipídios insolúveis na parede e espiroquetas pela estrutura muito delgada e pouco permeável aos corantes. 2) Fundamentação Teórica A coloração pelo método de Gram é chamada de coloração diferencial porque são utilizados dois corantes e as bactérias ficam coradas em tonalidades diferentes. Isso é possível devido à composição da parede celular das mesmas. Bactérias Gram-negativas possuem uma parede composta de várias camadas que diferem na sua composição química e, conseqüentemente, são mais complexas, O arranjo dessa parede é dado por uma fina camada de peptidoglicano, sobre a qual se encontra uma camada composta por lipoproteínas, fosfolipídeos, proteínas e lipopolissacarídeos (membrana externa). As bactérias Gram-positivas possuem parede celular mais espessa em comparação as Gram-negativas, apesar disso, apresenta predominantemente um único tipo de macromolécula, uma espessa camada de peptidoglicano (representando aproximadamente 90%) e ácido tecóico. Essas bactérias podem ser aeróbias, anaeróbias facultativas e anaeróbias. Possuem a forma de cocos, bacilos ou víbrios (bacilos encurvados). Muitas são patogênicas e outras, membros da microbiota normal do corpo humano. A maioria dos cocos é Gram-positiva com exceção dos gêneros Neisseria e Veillonella que são os únicos Gram-negativos; entre os bacilos Gram-positivos incluem-se aqueles pertencentes aos gêneros Corynebacterium, Listeria, Bacillus, Lactobacillus e Clostridium; os demais bacilos são Gram-negativos (a maioria); os víbrios são Gram-negativos. A investigação das características morfológicas e de coloração (morfo-tintoriais) das bactérias é etapa inicial de grande importância no isolamento e identificação de bactérias de material clínico bem como de alimentos. No entanto, a identificação completa de uma bactéria sempre necessitará de dados fisiológicos ou genéticos da mesma. O mecanismo da coloração de Gram se refere a composição da parede celular, sendo que as + G possuem uma espessa camada de peptideoglicano e ácido teicóico, e as G-, uma fina camada de peptideoglicano, sobre a qual se encontra uma camada composta por lipoproteínas, fosfolipídeos, proteínas e lipopolissacarídeos. Durante o processo de coloração, o tratamento com álcool (ou ácool-acetona) extrai os lipídeos, daí resultando uma porosidade ou permeabilidade aumentada da parede celular das G-. Assim, o complexo cristal violeta-iodo (CV-I) pode ser retirado e as G- são descoradas. A parede celular das bactérias G+, em virtude de sua composição diferente, torna-se desidratada durante o tratamento com álcool, a porosidade diminui, a permeabilidade é reduzida e o complexo CV-I não pode ser extraído. Outra explicação baseia-se também em diferenças de permeabilidade entre os dois grupos de bactérias. Nas bactérias G+, o complexo CV-I é retido na parede após o tratamento pelo álcool, o que causa, provavelmente, uma diminuição do diâmetro dos poros da camada de glicopeptídeo ou peptideoglicano da parede celular. Os poros da parede das bactérias G- permanecem UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO suficientemente grandes, mesmo depois do tratamento pelo álcool, possibilitando a extração do complexo CV-I. Segundo Trabulsi, na etapa diferencial com álcool, as bactérias G- devido à pequena espessura da camada basal e às descontinuidades existentes nesta camada, em pontos de aderência entre a membrana externa e a membrana celular, têm o complexo corado extraído pelo álcool que deixa as células descoradas. 3) Objetivo Após realizar a atividade prática você deverá ser capaz de executar a técnica da coloração de Gram; utilizar a objetiva de imersão; relacionar a composição química da parede celular das bactérias com os corantes de Gram; compreender a importância de realizar a coloração de Gram a partir de um material submetido a exame microbiológico; descrever as formas, arranjos e coloração das bactérias. 4) Material - Lâminas - Culturas bacterianas em meio líquido e sólido - Alças e agulhas - Bateria da coloração de Gram (corante cristal de violeta, lugol, álcool, água, fucsina de Gram, papel de filtro e óleo de cedro) - Microscópio - Bico de Bunsen 5) Execução A) Preparar um esfregaço fino, secar à temperatura ambiente e fixar pelo calor B) Cobrir o esfregaço seco com solução cristal violeta por 1 minuto C) Esgotar a lâmina, lavar rapidamente em água e cobrir com lugol por 1 minuto D) Lavar rapidamente em água E) Lavar (diferenciar) a lâmina (inclinada a 45o ) com álcool (aproximadamente 10 a 20 segundos) F) Lavar com água e cobrir com solução diluída de Fucsina de Gram por 15-30 segundos G) Lavar com água, secar entre as folhas de papel de filtro H) Observar à microscopia de imersão Vi cristal violeta Lili lugol PARA MEMORIZAR! Ali Fumar Algo A álcool água fucsina água UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO Notas: 1. Os corantes empregados na técnica, se não filtrados, podem deixar resíduos (cristais) na lâmina. 2. Um descoramento excessivo ou insuficiente pode levar a uma incorreta diferenciação da bactéria pelo álcool. 3. A idade da cultura bacteriana tem importância fundamental na coloração de Gram. Em culturas envelhecidas, células Gram-positivas freqüentemente se tornam Gram-negativas. Enzimas líticas excretadas normalmente por culturas envelhecidas podem causar danos à membrana e parede da célula, como por exemplo, alterando a permeabilidade aos solventes. Conseqüentemente, o complexo iodo-cristal violeta poderá ser retirado da célula. 6) Resultados - Bactérias G+ coradas em roxo - Bactérias G- coradas em vermelho. 7) Observações ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO Assunto 5: Teste de Sensibilidade aos Antimicrobianos – TSA / Antibiograma 1) Introdução O sucesso na terapêutica antimicrobiana de uma infecção bacteriana depende da sensibilidade do agente à droga utilizada. Algumas bactérias apresentam um perfil de sensibilidade previsível e constante, no entanto muitas outras são altamente suscetíveis ao desenvolvimento ou aquisição de resistência a diversos antimicrobianos. Atualmente, o uso adequado e criterioso de antimicrobianos é muito importante para prevenção da seleção de amostras bacterianas multirresistentes.. O teste de sensibilidade a antimicrobianos ou antibiograma permite o esclarecimento objetivo do perfil de sensibilidade do patógeno e a utilização de drogas eficazes no tratamento. O antibiograma ou TSA é indicado para qualquer microrganismo relacionado ao processo infeccioso mas principalmente àqueles cuja sensibilidade a drogas normalmente empregadas na terapia não seja previsível como por exemplos: S. aureus, bacilos gram-negativos não fermentadores (Pseudomonas), bacilos Gram negativos fermentadores (enterobactérias) etc. 2) Fundamentação Teórica Uma bactéria é considerada sensível a um antimicrobiano quando o seu crescimento é inibido, in vitro, por uma concentração três, ou mais vezes, inferior àquela que o antimicrobiano atinge no sangue, caso contrário ela é considerada resistente. O meio termo (bactérias moderadamente resistentes) é dado por aquela cujo crescimento é inibido por concentrações intermediárias. A concentração inibitória do antimicrobiano pode ser determinada direta ou indiretamente. A determinação direta é feita pelos chamados métodos da diluição, e, a indireta, pelo método de difusão em placa com discos impregnados com as drogas. No método de diluição, concentrações variadas do antibiótico, obtidas pela diluição em caldo ou agar, são inoculadas com o microrganismo. A concentração mais baixa do antibiótico que evita o crescimento após a incubação de 12 a 24 horas é a concentração inibitória mínima, é a medida da sensibilidade. Nos testes pelo método de difusão, discos de papel impregnados com o antibiótico são colocados uniformemente na superfície do agar semeado com o microrganismo. Forma-se, então, um gradiente de concentração pela difusão do antibiótico a partir do disco para o agar com conseqüente inibição do crescimento do microorganismo sensível ao determinado (os) antibiótico (os). Devido à sua simplicidade e por poderem ser realizados rapidamente, os métodos de difusão com disco (de Bawer e Kirby) têm preferência sobre os de diluição para os testes de rotina, mas é indispensável que sejam, rigorosamente padronizados, a razão é que a presença de algumas substâncias nos meios podem influenciar o tamanho do halo de inibição. Então utilizamos o meio enriquecedor denominado Muller-Hinton, que é um meio padronizado, lembrando que o teste de sensibilidade deve ser realizado com uma cultura pura, devendo-se fazer uma coloração de Gram antes de qualquer TSA para a confirmação da pureza da cultura. A base para o julgamento de sensibilidade é o tamanho real do halo de inibição (zona sem crescimento em volta dos discos de antibiótico), o tamanho do halo sozinho não é uma medida quantitativa da atividade do antibiótico, assim, é errôneo pensar que quanto maior o halo, mais potente seja o antibiótico. Por essa razão, comparações diretas dos diâmetros dos halos produzidos por antibióticos não relacionados são falsos e não devem ser realizados. Deve-se interpretar a sensibilidade de acordo com os dados obtidos (diâmetro do halo) em comparação aos dados da tabela de interpretação do antibiograma, com antibacterianos de uso corrente na terapêutica clínica. UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO Limites para Interpretação do Antibiograma com 32 Antimicrobianos de uso corrente na Terapêutica Clínica Antimicrobiano Simbolo CONC. DISCO DIÂMETRO DO HALO DE INIBIÇÃO RESISTENTE INTERMEDIÁRIO SENSÍVEL Amicacina BB 30 mcg < 14 15-18 > 17 Ampicilina ao testar microorganismos gram-negativos e enterococos Ampicilina ao testar estafilococos e microorganismos sensíveis à penicilina G Ampicilina ao testar Haemophilus sp. Ác. Nalidíxico AP 10mcg 11 12-13 14 AP 10 mcg < 20 21-28 > 29 AP 10 mcg < 19 - >20 NA 30 mcg 13 14 -18 19 Bacitracina BC 10 un. <8 9-12 >13 Carbenicilina ao testar Proteus sp. e E. coli Carbenicilina ao testar Pseudomonas aeruginosa Cefalotina ao relatar sensibilidade a todas as cefalosporinas Cefoxitina CR 100 mcg < 17 18-22 > 23 CR 100 mcg < 13 14-16 > 17 CF 30 mcg < 14 15-17 > 18 CT - 14 15-17 18 Clindamicina ao relatar sensibilidade à clindamicina e à lindomicina Cloranfenicol CI 2 mcg < 14 15-16 > 17 CO 30 mcg 12 13 -17 18 Colistina CL 10 mcg <8 9-10 > 11 Eritromicina EL 15 mcg 13 14-17 18 Estreptomicina ET 10 mcg 11 12 -14 15 Gentamicina GN 10 mcg < 12 13-14 > 15 Konanilcina KN 30 mcg < 13 14-17 > 18 Nalidíxico ácido AN 30 mcg < 13 14-18 > 19 Neomicina NO 30 mcg < 12 13-16 > 17 Nitrofurantoína NT 300 mcg < 14 15-16 > 17 Novoblocina NV 30 mcg < 17 18-21 > 22 Oxocilina OX 6 mcg <9 10-13 > 14 Penicilina G. ao testar Estafilococos Penicilina G. ao testar outros microorganismos Penicilina G. PN 10 un. < 20 21-28 > 29 PN 10 un. < 11 12-21 > 22 PL 500 un. <8 0-11 > 12 Polimixina - - 8 09-11 12 Sulfa-Trimetropim STX 30 mcg 10 11-15 16 Sulfazotrim (Sulfamotoxazol + Trimetoprim) Sulfonamidas SFT 25 mcg 10 11 -15 16 SF 300 mcg 12 13-16 17 Tetraciclina TT 30 mcg 14 15-18 19 UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO Tobramicina TB 10 mcg 12 13-14 15 Vancomicina VC 30 mcg 9 10-11 12 O Nutricionista deve conhecer bem a funcionalidade dos antibiogramas e dos antibióticos que são utilizados para o tratamento de infecções a partir do conhecimento à sensibilidade das bactérias aos mesmos, para então acompanhar a dieta do indivíduo, fazendo as devidas modificações necessárias devido as inúmeras interações fármaco-nutrientes e a biodisponibilidade dos fármacos, sem esquecer as possíveis deficiências de vitaminas e minerais que podem vir a acontecer devido as introdução de alguns antibióticos. 3) Objetivos Após a realização da atividade prática você deverá ser capaz de conceituar antibiograma (TSA) e identificar os grupos ou quadros clínicos nos quais o antibiograma é indicado; diferenciar os métodos de diluição (CIM ou MIC) do método de difusão e descrever as etapas para a realização deste último; compreender a influência de alguns fatores no diâmetro do halo e inibição; ler e interpretar resultados possíveis de um antibiograma; citar alguns grupos microbianos aonde o TSA deve ser feito através de outras técnicas. 4) Material - Cultura bacteriana - Tubo com solução salina estéril - Swab estéril - Tubo no 0,5 da escala de Mac Farland - Pipeta estéril - Placa de agar Muller-Hinton - 4 discos de antibióticos diferentes - Pinça - Régua graduada 5) Execução a) ajustar a densidade do inoculo acrescentando a cultura à solução salina até esta se igualar à turvação do tubo 5 da escala de Mac Farland b) embeber o swab na suspensão bacteriana padronizada e inocular na placa Muller-Hinton de modo a obter um crescimento confluente c) após a placa absorver o inoculo (+/- 10’) colocar com o auxílio da pinça os discos de antibióticos, pressionando levemente cada disco para que este fique aderido ao meio. Deixar entre eles e deles à borda da placa um espaço não inferior a 15 mm d) incubar 18-24 horas a 35o C, sendo que a placa se encontra invertida e) medir com régua o diâmetro do halo de inibição, comparar com os dados da tabela e expressar seus resultados. NOTAS: 1. Leituras de 4 a 6 horas poderão ser feitas em caso de emergência, mas leituras definitivas deverão ser feitas somente após o tempo estipulado. Proceder as leituras dos halos de inibição com o auxílio de uma régua, e interpretar os resultados de acordo com a tabela. 2. Não usar sinais para expressar os resultados. Usar as letras: "S" para os organismos sensíveis e "R" para os organismos resistentes. UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO Um halo de inibição maior que o outro não indica propriamente uma maior atividade do antibacteriano sobre o organismo em teste. Outros fatores, tais como, carga antibiótica, difusibilidade, etc., intervêm na formação dos halos. Portanto, deve ser utilizada a tabela na interpretação dos resultados. 3. Atualmente, no intuito de minimizar erros de interpretação, considera-se a sensibilidade intermediária como resistente. 6) Resultados e Observações ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO Assunto 6: Cocos Gram-Positivos I, II e III I- Staphylococcus 1) Introdução Os estafilococos são cocos Gram-positivos, catalase positiva, que tendem a formar agrupamentos semelhantes a cachos de uva, devido aos seus arranjos irregulares. São bactérias anaeróbias facultativas de fácil crescimento. São amplamente distribuídos na natureza e fazem parte da microbiota normal da pele e mucosas de mamíferos e aves (encontrados principalmente na mucosa da nasofaringe). De todas as espécies existentes, se destacam em patologias humanas o Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus saprophyticus e Staphylococcus haemolyticus. Staphylococcus aureus representa a espécie que está geralmente envolvida em infecções humanas (de origem comunitária e hospitalar) e apresenta uma freqüência de 30 a 40% de portadores na população. 2) Importância Por poderem causar intoxicações alimentares em função da produção e liberação no alimento de uma ou mais enterotoxinas, S. aureus é uma das bactérias motivo de grande preocupação do Nutricionista. O papel de portadores sadios desta bactéria é essencial na contaminação do alimento. O risco associado a manipuladores de alimentos portadores desta bactéria é grande. Apesar da bactéria ser facilmente destruída pela ação do calor (60 0 C por 5 minutos), suas enterotoxinas são termoestáveis, resistindo a 100o C por 30 minutos. Isso significa que mais importante do que matar a bactéria, o profissional deve se preocupar em evitar a contaminação desses alimentos. 3) Fundamentação Teórica São membros da família Micrococcaceae constituída de várias espécies, sendo três de maior interesse humano (S. aureus, S. epidermidis e S. saprophyticus). São microrganismos esféricos, imóveis, Gram positivos que crescem em cachos. Causam diferentes doenças supurativas tais como: furúnculo, impetigo, osteomielite, abscessos de tecido, pneumonia, meningite, artrite purulenta... . Algumas amostras (S. aureus) produzem uma "enterotoxina" que provoca um quadro agudo de intoxicação alimentar, enquanto outras (S. aureus e S. saprophyticus) causam infecções do trato urinário. São membros normais da microbiota anfibiôntica da pele e membranas mucosas. São inibidos pela presença de corantes do tipo azul de metileno e violeta de genciana. Crescem em meio de agar simples, agar-sangue e Chapman. Suas colônias são redondas, elevadas, opacas e de coloração amarelo dourado a branca. Crescem bem em presença de altas concentrações de NaCl, sendo este um fator de estimulação da produção da coagulase. O meio Chapman é seletivo porque contém 7,5% de NaCl, é indicador porque possui manitol e o indicador vermelho de fenol; as colônias fermentadoras do manitol são amarelas após 24, 48 horas de incubação a 37º C. Após o crescimento de colônias típicas, fazemos a coloração de Gram para observarmos a presença de cocos Gram positivos dispostos em grupos ou isolados. Diferenciamos o Staphylococcus do Streptococcus através da prova da catalase, e para identificar a espécie, utilizamos a prova de fermentação do manitol, da coagulase, DNAse, sensibilidade à novobiocina e redução de nitrato. PROVAS BIOQUÍMICAS: a. Prova da Catalase UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO A prova da catalase se destina a verificação da presença da enzima catalase. A prova pode ser efetuada com o crescimento bacteriano obtido em qualquer meio de cultura, exceto meios com sangue pois este possui catalase, levando a resultados falso-positivos. A catalase é uma enzima que decompõe o peróxido de hidrogênio com formação de água e oxigênio molecular. A verificação da produção dessa enzima por determinada bactéria pode ser feita adicionando-se peróxido de hidrogênio (H2O2 a 30%) a cultura em meio sólido ou líquido, e verificando-se desprendimento de bolhas gasosas (O2). Na ausência de catalase, não há decomposição do peróxido. Uma leitura da prova de catalase pode ser feita de maneira cuidadosa a partir de um crescimento em agar-sangue da seguinte maneira: adiciona-se primeiramente uma gota de peróxido em uma área do meio desprovida de crescimento e em seguida sobre uma colônia a ser testada. Considera-se positivo apenas se o borbulhamento foi mais rápido e intenso sobre a colônia. b. Fermentação do Manitol A prova verifica a capacidade do microrganismo em fermentar (degradar) o manitol, produzindo ácido e virando o meio de vermelho para amarelo (o indicador é o vermelho de fenol). O resultado deste teste é observado no maio de Chapman ou A. Manitol Salgado. Quando a colônia é isolada em Ágar sangue pode-se fazer o teste em meio específico não seletivo. Interpretação: Positivo meio amarelo Negativo meio ianlterado (laranja) ou alcalino (vermelho) c. Prova da Coagulase A prova da coagulase verifica a capacidade do microrganismo em coagular o plasma através da enzima coagulase. A coagulase estafilocócica se apresenta em duas formas; coagulase ligada e coagulase livre. A coagulase ligada converte fibrinogênio em fibrina diretamente, sem o envolvimento dos fatores de coagulação, e pode ser detectada em teste direto em lâmina, utilizando-se da suspensão de Staphylococcus acrescida de 2 gotas de plasma citratado, fazendo movimentos circulares e observando-se a formação de coágulo no tempo de 1-2 minutos. Pode se tornar mais sensível o teste em tubo, por este detectar tanto coagulase livre como coagulase ligada, sendo a prova de escolha. A coagulase livre reage com o fator de coagulação do plasma, o CRF, formando uma substância semelhante, mas não idêntica à trombina, que converte fibrinogênio em fibrina. Para o teste utilizamos plasma citratado humano ou de coelho, estéril, diluído na proporção 1:5 em solução salina; a reação ocorre volume a volume (0,5ml de plasma + 0,5 ml da cultura) a 37º C. Estudos recentes demonstraram que a produção da enzima coagulase se intensifica quando o germe é crescido em meio contendo alta concentração de NaCl. Desta forma, aconselha-se a utilização de colônias para a prova, crescidas em agar manitol salgado, este procedimento aumentaria a sensibilidade do teste. Semear uma alçada do germe em estudo em um tubo contendo o plasma diluído e incubar a 37º C. Devem ser feitas leituras periódicas a cada1/2 hora por um período de até 4 horas e uma leitura fianl após 24 horas, pois algumas espécies produzem também fibrinolisina, que dissolve o coágulo formado. A menor coagulação é considerada prova positiva. Aconselha-se, também utilizar sempre um teste positivo com uma amostra de S. aureus, previamente conhecida, como comprovação do teste. UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO d. Prova da DNAse Utilizando-se meio contendo DNA distribuídos em placas de Petri, fazer no centro superfície do agar um ponto de semeadura ("spot") com a bactéria em estudo. Incubar a 35-37º C por 18 a 24 horas. Gotejar sobre o crescimento bacteriano, ácido clorídrico 1N e aguardar a turvação do meio, decorrente da precipitação do DNA íntegro. Caso o teste se apresente positivo, deverá ser observado um halo claro ao redor do repique, correspondendo à área onde houve degradação do DNA pela ação da DNAse bacteriana.. e. Sensibilidade a Novobiocina Semear a cultura suspeita em placa de agar Mueller-Hinton com swab, para se obter o crescimento confluente, e adicionar o disco de novobiocina (5g/mL). Incubar a 37º C por 24 horas. As bactérias sensíveis apresentarão um halo de inibição, enquanto que as resistentes não. Interpretação das Provas Bioquímicas Provas Bioquímicas Cocos Gram-positivos Pigmentação Colonial Catalase Coagulase Fermentação do Manitol DNAse Sensibilidade a Novobiocina Redução de Nitratos S. aureus + Amarela ou Branca + +/+ + R S. epidermidis + Branca S. saprophyticus + Branca + S + + R - 4) Anotações ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO II - Streptococcus 1) Introdução Os estreptococos são cocos Gram-positivos, catalase negativo, que tendem a formar agrupamentos em cadeia. Fazem parte da microbiota normal (sendo encontrados principalmente na orofaringe), apesar disso, muitos deles são responsáveis por uma variedade de manifestações clínicas, sendo considerados importantes agentes infecciosos tanto para o homem quanto para os animais. A maioria necessita de meios enriquecidos, geralmente pela adição de sangue para o crescimento. O sistema de nomenclatura é baseado principalmente em características hemolíticas, de acordo com o tipo de hemólise observada em meios contendo sangue (existindo também outros testes para a classificação). Nesse sentido verificam-se três tipos de hemólise: alfa, beta e gama. 2) Fundamentação Teórica O gênero apresenta espécies de interesse médico como: Streptococcus viridans, Streptococcus beta hemolíticos do Grupo A (S. pyogenes) e do grupo B (S. agalactiae) e Streptococcus pneumoniae. Os enterococos pertencem atualmente a um gênero separado e possuem características peculiares (ver abaixo). Apresentam-se em forma de cadeia ou em pares, e são Gram positivos. Para o isolamento pode-se recorrer previamente ao uso de meios seletivos ou de enriquecimento. O meio de seletivo específico para estreptococos mais usado é o caldo Hitchens-Pike, seletivo por apresentar azida sódica e cristal violeta. Um meio alternativo para enriquecimento é o caldo tioglicolato de sódio, adequado para o crescimento de bactérias, inclusive aquelas microaerófilas e anaeróbias. O meio clássico de isolamento de estreptococos é o agar sangue aonde pode-se observar o perfil hemolítico dos mesmos. Os estreptococos alfa-hemolíticos apresentam zonas de hemólise, possuindo hemácias íntegras na parte mais interna junto a colônia, e hemólise maior na parte mais externa. Freqüentemente, aparece uma coloração esverdeada na área de hemólise (devido a alteração da hemoglobina pelo sistema oxi-redutor da célula bacteriana e conseqüente liberação de biliverdina e bilirrubina), que originou a qualificação "estreptococos do grupo esverdescente" ou Streptococcus viridans. Os Streptococcus pneumoniae, principais agentes baterianos de penumonia, apresentam hemólise alfa, uma colônia puntiforme com um aprofundamento no ápice da colônia (parecendo um pequeno vulcão). Os estreptococos beta-hemolíticos produzem uma zona de hemólise total, não se observando hemácias íntegras (microscópio óptico com objetiva de 10x). O Streptococcus pyogenes apresenta dois tipos de hemolisinas O e S. A hemolisina O é destruída pela ação do oxigênio atmosférico e, portanto, só demonstrada em colônias crescidas em profundidade no agar-sangue. A hemolisina S é estável ao oxigênio do ar e produz hemólise mesmo nas colônias crescidas na superfície do meio de cultura. Como cerca de 15% dos Streptococcus apresentam hemolisina O, se torna necessária a semeadura do germe pela técnica em profundidade ("pour-plate") , ou a realização de perfurações ("stabs") nos quadrantes de esgotamento ou a incubação em tamosfera pobre em oxigênio (técnica da jarra com vela). Os estreptococos gama não produzem hemólise, são anemolíticos, isso significa que não têm capacidade lítica nenhuma sobre as hemácias. Muitas das espécies saprófitas são deste grupo. As colônias de estreptococos isoladas em agar sangue são puntiformes (< 1mm de diâmetro), transparentes à luz transmitida e peroladas à luz refletida. Os estreptococos são negativos na prova de catalase o que os diferencia dos estafilococos (ver acima). UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO Na identificação de estreptococos além do perfil hemolítico, a determinação do Grupo Lancefield (carboidrato antigênico de parede) é importante. No entanto, em função do custo desta investigação outras provas auxiliares são realizadas para a identificação das principais espécies. O esquema abaixo apresenta estas provas: Streptococcus (catalase -) Hemólise Hemólise Optoquina Hemólise Bacitracina ou Crescimento a 56ºC Crescimento em meio Chapman Crescimento em meio agar EMB Bile solubilidade + - Streptococcus pneumoniae Streptococcus viridans Sensível (+) Resistente (-) Streptococcus pyogenes Outros Streptococcus Grupo A Não Grupo A Enterococcus (Streptococcus faecalis) [classificação antiga] Provas 1. Sensibilidade à optoquina Colocar um disco de optoquina na superfície do agar-sangue (pode-se incluir no antibiograma). Havendo impedimento do crescimento das colônias ao redor do disco de optoquina (2 cm de diâmetro), trata-se de teste positivo. 2. Bile solubilidade A prova é realizada conforme esquema que se segue: a. A 1,0 mL de cultura em caldo, adicionar uma gota de vermelho de fenol. b. Acertar o pH em aproximadamente 7,5 com NaOH 0,1N (cor rósea). c. Adicionar aproximadamente 4 gotas de desoxicolato de sódio ou bílis. Incubar juntamente com um tubo sem bílis a 37º C por 3 horas. Clareamento positivo Inalterado negativo 3. Bacitracina Utilizar discos impregnados com bacitracina (0,04 U) colocados na superfície do meio de cultura semeado com o germe em estudo (pode-se incluir no antibiograma) e incubar a 35-37º C por 24 horas em atmosfera de baixo teor de O2. Grupo A sensível a bacitracina UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO Demais grupos resistentes 4. Crescimento a 56º C Para evitar dúvidas entre estreptococos e enterococos (Streptococcus faecalis), submeter a cultura a um aquecimento de 56º C por 30 minutos. Somente os enterococos resistem a esse tratamento. 5. Crescimento em meio de Chapman Os enterococos toleram altas concentrações de NaCl, como acontece com os estafilococos. 6. Crescimento em agar EMB Os enterococos suportam a presença de corante, como o azul de metileno. . 3) Anotações ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ III- Execução prática 1) Objetivos UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO Após a realização da atividade prática você deverá ser capaz de compreender o papel dos manipuladores de alimentos como potenciais reservatórios de S. aureus produtores de enterotoxinas; caracterizar e compreender o modo de ação dos meios utilizados para o isolamento de Staphylococcus (Chapman ou A. Manitol Salgado) e Streptococcus (Agar Sangue); caracterizar e compreender as provas básicas de identificação e diferenciação de Staphylococcus e Streptococcus (catalase, coagulase e DNAse), compreendendo o mecanismo de ação destas. 2) Material 1a aula: swabs estéreis, tubo com solução salina, Agar Chapman, Meio de Tioglicolato (ou de Hitchens-Pike). 2a aula: Agar sangue, Caldo simples ou BHI, Agar inclinado, Agar DNAse, dessecador com vela. 3a aula: reativo para catalase (H2O2), reativo para DNAse (HCl 1N), reativo para coagulase (plasma sangüíneo), tubo controle positivo, lâminas e conjunto de coloração de Gram. 3) Execução 1a aula: a) inocular o meio Chapman com material colhido das fossas nasais com o auxílio de swab previamente umedecido em solução salina estéril. ATENÇÃO: técnica de esgotamento em estria! b) inocular o meio de Tioglicolato com material colhido da orofaringe com o auxílio de swab previamente umedecido em salina estéril c) incubar a 37o C por 24 horas 2a aula: a) observar o crescimento típico ou não de S.aureus no meio de Chapman e inocular colônia isolada em caldo BHI, Agar DNAse e Agar inclinado b) inocular por esgotamento o crescimento do meio Tioglicolato em placas de Agar sangue e incubar em microaerofila pela técnica da vela c) incubar a 37o C por 24 horas 3a aula: a) utilizando os reativos próprios, fazer as leituras das provas de catalase, DNAse e coagulase b) caracterizar a presença de colônias típicas de Streptococcus e seu eventual padrão hemolítico no meio de Agar sangue c) preparar lâminas contendo crescimento de Agar inclinado (Staphylococcus) e Agar sangue ou Tioglicolato (Streptococcus), corar pelo método de Gram e observar em microscopia. 4) Resultados e Anotações ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO Assunto 7: Coloração de Ziehl-Neelsen / Visualização de Bactérias Espiraladas 1) Introdução A coloração de Ziehl-Neelsen é o método mais utilizado para a visualização de micobactérias. A presença de bacilos álcool-ácidos resistentes no escarro é forte sugestão de tuberculose pulmonar, o encontro de micobactérias nas secreções nasais, sangue colhido do lóbulo da orelha ou material colhido da própria lesão indica o diagnóstico da lepra (Mycobacterium leprae); o Mycobacterium bovis é causador da tuberculose no gado bovino, tendo grande importância para a Nutrição, pois pode ser transmitido ao homem através de alimentos como o leite não-pasteurizado de vacas tuberculosas, causando a tuberculose zoonótica no homem. As micobactérias penetram pela mucosa da orofaringe e do trato digestivo chegando aos nódulos mesentéricos e a partir daí pode se disseminar para outros tecidos e órgãos, quando inaladas podem provocar tuberculose pulmonar idêntica à causada pelo Mycobacterium tuberculosis. Faz parte da prática do Nutricionista conhecer o assunto e atentar para a importância na orientação do consumo de leite pasteurizado, de origem conhecida e inspecionado, pois as infecções causadas por essas bactérias são graves. Muitas bactérias espiraladas estão associadas a doença humana: Leptospira (leptospirose); Treponema (sífilis) e Borrelia (doença de Lyme). Como são microrganismos muito delgados e recobertos por uma bainha proteica, a coloração de Gram não é útil na sua visualização. Para tanto são empregados métodos de impregnação com sais de prata (método de Fontana-Tribondeau) que permite sua observação em microscopia de campo claro e a observação direta em microscopia de campo escuro. 2) Fundamentação Teórica O gênero Mycobacterium contém grande número de espécies, as patogênicas de maior importância para o homem são Mycobacterium leprae, Mycobacterium tuberculosis e Mycobacterium bovis. Com exceção da Mycobacterium leprae, as micobactérias podem ser cultivadas em laboratório (in vitro), em meio de cultura seletivo. São bacilos finos, diferentes das demais bactérias em várias propriedades, a começar pela parede celular que é composta de ácidos graxos (ácidos micólicos) e ceras (ésteres de ácidos graxos); as micobactérias são aeróbias estritas, no organismo costumam atacar preferencialmente lugares onde há mais oxigênio, pulmão, rim, terminações de ossos longos. A velocidade de crescimento e a temperatura ótima para esse crescimento são variáveis. São bactérias intracelulares facultativos que proliferam no interior de macrófagos, são álcool-ácidos resistentes, esta expressão significa que essas bactérias quando coradas pela fucsina não se deixam descorar por uma mistura de álcool e ácido clorídrico, isso decorre da firme fixação da fucsina a certos lipídeos da parede e provavelmente devido a riqueza em lipídeos. São bactérias mais resistentes ao hidróxido de sódio, ácido sulfúrico e a certos antissépticos. Para a visualização de bactérias espiraladas pode-se utilizar um artifício que aumenta a espessura das mesmas permitindo assim a sua observação. Isto é conseguido através da impregnação da superfície da bactéria com sais de prata que uma vez aquecidos sofrem oxidação e conseqüente escurecimento. A utilização de microscopia de campo escuro também permite a visualização direta das bactérias. O campo escuro é conseguido pelo uso de um condensador especial que faz com que os raios luminosos penetrem na objetiva apenas pelos seus bordos de modo que a iluminação das partículas se faça por reflexão e não transmissão. Desse modo apenas as partículas presentes são iluminadas contrastando com um findo escuro. Através desta visualização se faz possível inclusive a realização do diagnóstico por soroaglutinação microscópica (microaglutinação) na leptospirose. UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO 3) Objetivo Após realizar a atividade da prática você deverá ser capaz de executar a técnica da coloração de Zihel Neelsen; diferenciar a coloração de Zihel Neelsen da coloração de Gram; relacionar a composição química da parede celular das micobactérias com os corantes de Zihel; diferenciar BAAR e BNAAR; comprender o princípio do método de Fontana Tribondeau; diferenciar microscopia de campo claro e campo escuro e associar a importância desta última na observação de espiroquetas. . 4) Material - Lâminas com esfregaços fixados de escarro de paciente com tuberculose - Bateria de coloração de Zihel Neelsen (fucsina de Zihel, azul de metileno, mistura de álcool (97%) e ácido clorídrico (3%), água, papel de filtro, óleo de cedro) - Microscópio - Bico de Busen 5) Execução A) Cobrir o esfregaço seco com solução de fucsina fenicada B) Aquecer em chama até a emissão de vapores. A partir disto, manter aquecimento intermitente, evitando que o corante entre em ebulição, durante 5 minutos C) Lavar rapidamente em água D) Lavar (diferenciar) a lâmina (inclinada a 45 o ) com álcool - ácido clorídrico até que não se desprenda mais corante (aproximadamente por 2 minutos) E) Lavar com água F) Cobrir o esfregaço com azul de metileno durante 30 segundos G) Lavar com água, secar entre duas folhas de papel de filtro H) Observar à microscopia de imersão 6) Resultados As micobactérias se coram mal pelo método de Gram. No método de Zihel-Neelsen elas permanecem coradas, por serem BAAR, com tonalidade vermelha, enquanto as outras estruturas e bactérias se mostram azuis. Pelas normas estabelecidas pela Campanha Nacional contra Tuberculose, a interpretação da lâmina pode ser: Negativo (-) Positivo (+) Positivo (++) Positivo (+++) ausência de BAAR em 100 campos microscópicos menos de 1 bacilo/campo em 100 campos 1 a 10 bacilos/campo em 50 campos mais de 10 bacilos/campo em 20 campos 7) Observações ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO Assunto 8: Bacilos Gram Negativos I, II e III 1) Introdução Dentre os bacilos Gram negativos a família Enterobacteriaceae se apresenta como a de maior importância para a prática de Nutrição uma vez que inclui a maioria dos agentes enteropatogênicos e microrganismos indicadores muito utilizados na avaliação de alimentos. O enfoque da prática será portanto centrado nas bactérias desta família. 2) Fundamentação teórica A pesquisa de enteropatógenos em alimentos normalmente requer várias etapas para que seja possível o isolamento do mesmo. O enteropatógeno mais investigado em alimentos é Salmonella. A legislação prevê a ausência deste patógeno em 25g da amostra. Normalmente a pesquisa de Salmonella envolve as seguintes etapas: a) pré-enriquecimento: feito em meio líquido não seletivo, visa permitir a recuperação de bactérias injuriadas como conseqüência de algum processamento realizado no alimento (congelamento, salga, etc...): meio usadocaldo latosado b) enriquecimento seletivo: feito em meios líquidos seletivos, visa aumentar a proporção de Salmonella em relação ao restante da microbiota e facilitar seu posterior isolamento: meios usados caldo tetrationato, caldo selenito. c) plaqueamento seletivo: em meios seletivo-indicadores sólidos, é a fase de isolamento. Uma grande diversidade de meios foi desenvolvida para este fim. A maioria deles apresenta lactose como açúcar de diferenciação: meios usados agar EMB (Teague); a. MacConkey; a. Hektoen; a. SS, etc... d) triagem: visa uma identificação preliminar de colônias suspeitas selecionadas nos meios de isolamento, utilizando um ou dois meios que permitem a realilzação de 2 ou mais provas bioquímicas simultaneamente: meios usados a. TSI (ferro-três açúcares); a. LIA (lisina-ferro). e) confirmação bioquímica: visa uma identificação completa do gênero atrtavés de uma série de provas bioquímicas: produção de urease em caldo uréia; determinação do tipo de fermentação da glicose - provas VM e VP em caldo glicosado; utilização do citrato em agar Citrato de Simons; produção de indolem água peptonada ou triptonada; motilidade am meio semi-sólido; etc... f) confirmação sorológica: visa confirmar a identificação através de uma reação de aglutinação utilizando um antissoro polivalente contrra o antígeno O de Salmonella . 3)Objetivos: Após a realização da atividade prática você deverá ser capaz de: 1- Compreender o papel das enterobactérias como agentes de toxinfecções alimentares; 2- Caracterizar e compreender o modo de ação dos meio de Teague (ou EMB) utilizado para o isolamento de bacilos gram negativos, diferenciando o crescimento de fermentadores e não fermentadores da lactose; 3- Citar outros meios utilizados no isolamento de enterobactérias; 4- Caracterizar as provas básicas de triagem e confirmação bioquímica para identificação e diferenciação de enterobactérias compreendendo seu mecanismo de ação. 4)Material: 1a. aula: tubo de caldo triptcase soja (TSB) com crescimento de enterobactéria; placa de ágar EMB; UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO 2a. aula: ágar TSI, ágar Citrato de Simmons, ágar SIM, caldo (água) triptonada; caldo MR-VP (glicosado tamponado) [2 tubos]; caldo uréia, caldos de fermentação com glicose (e tubo de Durhan), lactose e manitol; 3a. aula: Reativo para indol (Kovac’s= paradimetilaminobenzaldeído); reativo para VM (vermelho de metila), reativos para VP (VP1= -naftol; VP2= KOH) 5)Execução: 1o. dia a)inocular o meio de EMB com a cultura de TSB ATENCÃO: técnica de esgotamento em estria !; 2o. dia b) observar o crescimento obtido: anotar as características das colônias e comparar com os dados da tabela abaixo; Característica colonial Gêneros (ou espécies) - colônias transparentes ou de cor âmbar Salmonella, Shigella, Proteus, Providencia - colônias com brilho verde metálico à luz Escherichia coli refletida e centro negro à luz transmitida - colônias maiores que as de E. coli , Enterobacter, Klebsiella mucosas, confluentes, com centro escuro à luz transmitida c) inocular os meios de triagem e confirmação bioquímica da seguinte forma: - TSI e: picada central na coluna ou base e estria na superfície inclinada (agulha); - SIM: picada central até o meio do tubo (agulha); - citrato: estria reta na superfície (agulha); - caldo uréia, caldo triptonado, caldos MR-VP e caldos de fermentação: repique com alça (difusão) 3o.dia d) utilizando os reativos próprios, quando necessário, e segundo orientação do professor, fazer as leituras das provas bioquímicas e conferir de acordo com a tabela a seguir, procurando identificar a enterobactéria estudada: Gênero GLI LAC MAN H2 S MOT IND CIT VM VP URE Salmonella + - + + + - + + - - Escherichia + + + - + + - + - - Klebsiella + + + - - - + - + + Proteus + - - + + +/- +/- + - + 6) Resultados e anotações: _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO Assunto 9: Contagem em Placas e Número mais Provável (NMP) 1) Introdução A quantificação de bactérias em alimentos, materiais, manipuladores, equipamentos, bancadas e água é uma das formas de se avaliar a sua qualidade, permitindo a caracterização dos mesmos como apropriados ou não para consumo ou utilização. Representa pois uma forma de avaliação do risco que estes representam à saúde. Basicamente há duas formas de se proceder a uma quantificação de bactérias. A contagem de colônias em placas é uma técnica quantitativa direta aonde cada colônia crescida numa placa de ágar corresponde a uma unidade formadora de colônia [UFC] (na maioria das vezes uma única bactéria) proveniente do material. A técnica do número mais provável é um método indireto de contagem em meio líquido aonde a partir de uma evidência da presença de uma bactéria ou grupo de bactérias é possivel se estimar o número mais provável (NMP) desta no material analisado. Dentre os muitos microrganismos que podem ser quantificados incluem-se: contagem total de bactérias, coliformes, Staphylococcus coagulase positiva, Bacillus cereus, etc. 2) Fundamentação Teórica Colimetria A água é elemento fundamental para a sobrevivência humana. Sua grande utilização no abastecimento público, na recreação, na indústria, no uso doméstico atesta essa importância vital. Uma alternativa para a avaliação da qualidade sanitária da água é a pesquisa de organismos não patogênicos constituintes da microbiota normal das fezes de animais de sangue quente, que quando encontrados indicam a ocorrência de contaminação fecal, evidenciando o risco da presença de patógenos. Fezes humanas contém de 20-30% de resíduos alimentares não digeridos, sendo o restante constituído de água e bactérias. No indivíduo saudável essas bactérias constituem os habitantes normais do intestino, onde a Escherichia coli é a representante característica. O número desses microrganismos pode atingir 109 células/g de fezes. Assim, a presença de Escherichia coli em alimentos e água é indicativo de contaminação fecal e possibilidade de presença de patógenos entéricos. Microrganismos indicadores de poluição de água são utilizados para monitorar, classificar e restringir o uso das águas. Um indicador ideal deveria preencher os seguintes critérios: - Ser aplicável a todos os tipos de água; - Estar presente simultaneamente com os microrganismos patogênicos, com um tempo de sobrevivência igual àquele patógeno entérico mais resistente; - Não reproduzir-se em águas contaminadas, para não resultar em valores aumentados. Não se conhece nenhum microrganismo ou grupo de microrganismos que atenda a todos esses requisitos, mas há vários que se aproximam das exigências referidas e que são muito úteis. As bactérias empregadas como indicadoras de poluição fecal em águas são: os coliformes totais, coliformes fecais, estreptococos fecais e o Clostridium perfringens. Contagens de Salmonella e de bactérias do gênero Bifidobactérias têm sido propostas. O indicador microbiológico mais empregado é o grupo dos coliformes. Este e outros indicadores de poluição orientam a margem de segurança sanitária de água potável, da água utilizada para fins recreativos e dos cultivos de organismos marinhos comestíveis. A Organização Mundial de saúde (OMS) recomenda para águas de recreação um máximo de 100 coliformes fecais por 100 mL de água. UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO - COLETA DE AMOSTRAS A coleta de amostras para exame microbiológico deve ser feita em garrafas esterilizadas que tenham sofrido tratamento prévio de limpeza e rinsagem com água destilada. Água clorada: adiciona-se 0,1 mL de tiossulfato de sódio 10% para cada 250 mL de água para neutralizar-se o cloro livre presene, impedindo que continue com propriedades desinfetantes entre o período da coleta e o momento da inoculação. Água com alto teor de zinco e cobre: coletar na presença de um agente quelante, de forma a reduzir a toxicidade provocada pelos metais (0,3 mL de EDTA a 15%, pH = 6,5 para cada 120 mL de água). Quando a amostra for coletada, deve ser deixado um espaço livre na garrafa (cerca de 2,5 cm) para facilitar a homogeneização antes da inoculação. As garrafas devem ser mantidas vedadas até o momento da coleta da amostra e deve-se tomar todos os cuidados de assepsia no momento da coleta, de forma a evitar-se contaminações secundárias. - PONTO DE COLETA 1. Água da torneira a. Abrir a torneira e deixar a água correr por 5 minutos, para eliminar as impurezas e a água acumulada na tubulação. b. Com algodão embebido em álcool, passar na abertura e internamente e em seguida flambar. c. Abrir a torneira novamente por mais 1 a 2 minutos. d. Abrir o frasco esterilizado e coletar a água. Introduzir água no frasco até cerca de ¾ do seu volume. e. Tampar o frasco e transportar imediatamente ao laboratório. 2. Poços e Cisternas a. Preparação do frasco - amarrar o frasco e uma pedra como contrapeso com um barbante para facilitar a descida no poço. b. Descer o frasco dentro do poço sem permitir que o mesmo toque nos lados. c. Submergir o frasco completamente na água. d. Uma vez que o frasco estiver cheio, recolher e derramar parte da água para criar um espaço de ar e colocar a tampa no frasco imediatamente. 3. Rios, Lagoas e Mares a. Coleta da amostra de água de rios e lagoas - nestes casos, deve-se mergulhar o frasco até uma profundidade de 20cm, com a abertura voltada em direção contrária a corrente, a fim de evitar a contaminação da água com as mãos. b. Coleta da água do mar - a coleta deve ser feita na região onde as pessoas costumam banhar-se, que corresponde à profundidade aproximada de 1,0m, que é a região das praias mais utilizada para a recreação de contato primário, na maré baixa e 24 horas sem chuvas. - ACONDICIONAMENTO E TRANSPORTE DA AMOSTRA PARA O LABORATÓRIO O ideal é a análise iniciar-se até 1 hora após a coleta. Caso isto seja impossível, a amostra deve ser transportada sob refrigeração. A amostra deve ser mantida entre 4 a 10º C no prazo máximo de até 30 horas após a coleta. Amostras presumivelmente poluídas têm de ser inoculadas no máximo após 6 horas da coleta. UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO Entre o recebimento da amostra e o início da inoculação, a mesma deve ser mantida em geladeira (cerca de 5ºC). - EXAMES BACTERIOLÓGICOS DA ÁGUA O exame bacteriológico da água é feito através de dois processos: Contagem de bactérias heterotróficas viáveis na água e determinação ou estimativa do número de bactérias coliformes. A metodologia padrão empregada no exame bacteriológico da água, para medida do grupo coliforme, inclui a técnica dos tubos múltiplos (NMP). - DETERMINAÇÃO DE COLIFORMES PELA TÉCNICA DOS TUBOS MÚLTIPLOS - NÚMERO MAIS PROVÁVEL (NMP) A técnica do número mais provável consiste no exame de uma série de tubos onde foram inoculados volumes diferentes de amostra. O valor obtido resulta da consulta a tabelas que foram estimadas com base em fórmulas de probabilidade. Considerações teóricas e determinações repetidas em grande escala, indicam que este tipo de técnica tende a fornecer valores mais elevados do que o número real. As disparidades tendem a diminuir quando adota-se séries com maior número de tubos em cada diluição. Portanto, a sensibilidade do teste depende do número de tubos adotados. Existem várias tabelas de NMP e a escolha da série a ser adotada é função das características microbiológicas da amostra. TABELA DO NÚMERO MAIS PROVÁVEL (NMP) Tubos Positivos por: NMP para 100 mL 10 mL 1 mL 0,1mL 3 tubos 0 0 0 0 1 1 1 1 1 2 0 0 1 2 0 0 1 1 2 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 <3 3 3 6 4 7 7 11 11 9 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 0 1 1 2 2 3 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 2 0 14 15 20 21 28 30 23 39 64 43 UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 1 2 2 2 3 3 3 3 1 2 0 1 2 0 1 2 3 75 120 93 150 210 240 460 1100 >2400 - Teste Presuntivo Inocular, após a escolha da tabela, em tubos contendo caldo lauril sulfato triptose ou caldo de lactose em concentrações dupla ou simples. Os tubos devem conter tubos de Durham. Incubar a 35 2ºC por 24 + 24 horas. O crescimento com formação de gás significa teste presuntivo positivo para coliformes totais. Os tubos que não apresentarem formação de gás com 24 horas de incubação, devem ser incubados até 48 horas. Os tubos positivos com 24 horas devem ser imediatamente inoculados nos meios de confirmação para se evitar que um crescimento muito abundante provoque o abaixamento do pH, o que pode provocar resultados falsamente negativos. - Testes de Confirmação Coliformes Totais A partir dos tubos com formação de gás, semear por alçada (diâmetro = 3 mm) em tubos contendo caldo bílis verde brilhante. Incubar a 35 0,5º C por 48 3 horas. A formação de qualquer quantidade de gás constitui teste positivo para coliformes totais. Coliformes Fecais Dos tubos positivos dos testes presuntivos, transferir com uma alça de platina uma pequena porção do meio para igual número de tubos contendo caldo EC. Incubar os tubos a 44,5 0,2º C por 24 horas. A presença de gás no interior dos tubos de Durhan é considerada reação positiva, indicando contaminação de origem fecal. A ausência de gás, mesmo com evidência de crescimento indica a presença de coliformes de outra fonte que não intestinos de animais de sangue quente. - Teste Completo A partir dos tubos positivos de caldo bílis verde brilhante ou caldo EC, semear por estrias em placas contendo endo agar ou eosina azul de metileno agar (agar EMB). Incubar a 35 0,5ºC por 24 2 horas. Colônias típicas: Meio endo agar - colônias vermelhas Meio agar EMB - colônias verdes com centro escuro. UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO De cada placa, escolher uma ou mais colônias típicas e bem isoladas; transferir cada colônia para tubos contendo caldo de lactose ou caldo lauril sulfato triptose e para um tubo inclinado de agar nutriente. Incubar a 35 0,5ºC por 24 2 horas, prosseguindo a incubação até 48 3 horas caso não tenha ocorrido formação de gás após a primeira incubação. A produção de gás e a morfolgia típica após coloração de Gram do crescimento em ágar inclinado (bacilos Gram negativos, pequenos, não esporulados) completa o teste para coliformes. -Teste Completo para E.coli Adicionalmente ao teste acima inocula-se os seguintes meios a partir de uma colônia típica de coliforme: a) Água triptonada ou outro meio adequado a prova de produção de Indol b) Caldo glicosado Tamponado: para realização das provas de VM e VP c) Agar Citrato de Simons para prova de utilização do Citrato O conjunto destes testes denomina-se IMViC correspondendo às provas do Indol, VM, VP e Citrato, respectivamente. E. coli pode apresentar os seguintes rersultados: ++-- ou -+-- . Para uma explicação do fundamento destas provas veja a prática de identificação de Bacilos Gram negativos. 3) Objetivos Após a realização da atividade você deverá ser capaz de compreender os fundamentos básicos dos métodos de quantificação de bactérias em água e alimentos, diferenciando a contagem direta em placas da enumeração indireta em caldo (NMP); citar grupos de microorganismos quantificados normalmente em alimentos; definir colimetria e citar suas fases e aplicações; compreender a denominação NMP e UFC (unidade formadora de colônias); expressar o resultado de uma contagem e NMP (após a consulta à tabela própria). 4) - Material Frasco com amostra de água para análise Tubos de caldo lactosado com tubos de Durhan (3 CLDuplo e 6 CLSimples) 1 pipeta de 10 mL 1 pipeta de 1 mL 1 tubo de 9,9 mL de diluente estéril Placa estéril 1 tubo com agar padrão de contagem previamente fundido 5) Execução Primeiro Dia - Homogeneizar por agitação a amostra de água e inocular os tubos de caldo lactosado conforme o esquema abaixo utilizando as pipetas estéreis; - Diluir a amostra 100x (10-2) acrescentando 0,1 mL da amostra ao tubo com 9,9 mL de diluente. Agitar e inocular com outra pipeta 1 mL na placa estéril. Verter o Agar pré-fundido e homogeneizar para a incorporação homogênea do inoculo no meio através de movimentos circulares da placa; Segundo Dia - Proceder à leitura dos tubos positivos na colimetria e consultar a tabela para expressar o resultado em NMP/100 mL (teste presuntivo); - Inocular os tubos positivos na colimetria para caldo EC (teste confirmativo); UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO BIOMÉDICO DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA DISCIPLINA DE BACTERIOLOGIA CURSO: NUTRIÇÃO - Contar as colônias no agar, multiplicar pelo fator de diluição e expressar o resultado em UFC/mL. Terceiro dia -Proceder a leitura dos tubos de caldo EC (teste confirmativo) 6) Resultados e Observações ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________