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Histórico, conceito e importância da MicrobiologiaProfª. Msc. Juliana Munduruca

Ementa

UNIDADE I - Histórico, conceito e importância

• 1.1 Descrever o início das técnicas de microbiologia,biotecnologia, o início da teoria dos germes, odesenvolvimento das vacinas, das técnicasassépticas na cirurgia, assim como a contribuição demuitos pesquisadores para que a microbiologiase desenvolvesse como a ciência.

• 1.2 Importância da microbiologia para os sereshumanos.

Profª. Msc. Juliana Munduruca

Microbiologia Básica



O que são microrganismos?

O que são microrganismos?

• Organismos vivos ou agentes que, na maioriadas vezes, não são visualizados a olho nu.





O que é Microbiologia?

O que é Microbiologia?



MICRO + BIO + LOGIA(pequeno) + (vida) + (estudo)

(mikrós = pequeno) + (bíos = vida + grego) + (lógos = estudo, tratado)

Estudo da vida de pequenos organismos.

Unidade métrica Símbolo Equivalência

Micrômetro µm milésima parte do milímetro

Nanômetro nm milésima parte do micrômetro

Angstrom Å décima parte do nanômetro

Definição: É o ramo da biologia que estuda os seres microscópicos.

Escala de tamanho e unidades métricas:

Qual é a proporção entre micróbios benéficos e patogênicos?



Qual é a proporção entre micróbios benéficos e patogênicos?

99%

1%

Benéficos ou inócuos Patogênicos



Importância dos microrganismos

• Algas microscópicas realizam a fotossíntese e são a baseda cadeia alimentar em lagos, rios e oceanos;

• São decompositores, reciclam os elementos químicos dosolo, da água e do ar;

• Auxiliam a digestão e síntese de vitaminas K e docomplexo B no intestino humano;



Importância dos microrganismos• São utilizados na síntese de produtos químicos como:acetona, álcool, antibióticos, etc;

• São utilizados na indústria de alimentos: pães, queijos,vinhos, cervejas, etc;

• Podem ser geneticamente manipulados para produziremsubstâncias que, naturalmente, não produziriam, como ainsulina;

• Também são usados para tratamento de detritos, controlede pestes e limpeza de poluentes.



Malefícios provocados pelos micróbios

Doenças em plantas e animais. Deterioração de alimentos.



Histórico da microbiologia



As primeiras observações• Robert Hooke observou queamostras de cortiça eracompostas de “pequenascaixas” e acabouintroduzindo o conceito decélula (1665).

• As observações de Hookeforneceram a base para odesenvolvimento da teoriacelular, o conceito de quetodas as coisas vivas sãocompostas por células.



As primeiras observações

• Antoni van Leeuwnhoek, utilizando um microscópio muito simples, foi o primeiro a observar os

microrganismos, que chamou de animálculos (1673).



O debate sobre a geração espontânea• Até a metade de 1880, muitas pessoas acreditavam na geraçãoespontânea, a ideia de que os microrganismos vivos poderiam surgir apartir de matéria não-viva.





• Francesco Redi demonstrou que larvas deinsetos surgiam na carne em decomposiçãosomente quando moscas depositavam seusovos sobre a carne (1668).

Da carne morta surgem larvas (geração espontânea).





Com o isolamento, não entram os seres vivos (biogênese).


Com o isolamento, não entram os seres vivos (biogênese).

Os seres vivos (larvas) eramtrazidos pelas moscas.




• John Needham declarou que osmicrorganismos poderiam aparecerespontaneamente em caldos nutrientesfervidos (1745).

• Reforçou a teoria da abiogênese!



• Lazzaro Spallanzani repetiu os experimentos deNeedham e sugeriu que os resultados deNeedham eram devido aos microrganismospresentes no ar, que entravam em contato com omeio nutriente (1765).

Nutrição


• Rudolf Virchow introduziu o conceito da biogênese: células vivas somente podem surgir a partir de células preexistentes

(1858).



• Louis Pasteur demonstrou que os microrganismos estãopresentes no ar e em todos os lugares e ofereceu provaspara a teoria da biogênese (1861).

• As descobertas de Pasteur levaram ao desenvolvimento detécnicas de assepsia, utilizadas em laboratórios e nosprocedimentos médicos para prevenir a contaminação pelosmicrorganismos presentes no ar.



A idade de ouro da microbiologia

(1857 - 1914)

Estabelecimento da microbiologia como ciência



Fermentação e pasteurização

• Pasteur descobriu que as leveduras fermentam o açúcar a álcool(fermentação) e que as bactérias podem oxidar o álcool a álcoolacético/vinagre (danificação).

• Pasteurização: é um processo de aquecimento, utilizado paramatar bactérias em algumas bebidas alcoólicas e no leite.

• A demonstração da relação entre a danificação decomidas e microrganismos foi o passo mais importantepara o estabelecimento da relação entre doenças emicróbios.



A teoria do germe da doença• Antes da época de Pasteur as causas das doenças eram desconhecidas e a cura

era obtida por tentativa e erro.

• A descoberta de que as leveduras possuem um papel fundamental nafermentação foi o primeiro elo de ligação entre a atividade dos microrganismose as modificações físicas e químicas nos materiais orgânicos.

• Essa ideia foi conhecida como a teoria do germe da doença, que não foi bemaceita na época, pois as pessoas acreditavam que as doenças eram puniçõespara crimes ou pecados individuais.

• Gradualmente, porém, os cientistas acumularam as informações necessáriaspara suportar a nova teoria do germe.



A teoria do germe da doença

• Agostino Bassi (1835) e Pasteur (1865) mostraram uma forte relação entre os

microrganismos e as doenças, estudando o bicho-da-seda.

• Joseph Lister introduziu o uso de um desinfetante para a limpeza das roupas

cirúrgicas, a fim de controlar as infecções nas pessoas (década de 1860).

• Robert Koch provou que os microrganismos causam doenças.Ele utilizou uma série de procedimentos, chamados de postulados de Koch

(1876), que são utilizados até hoje para provar que um determinado

microrganismo causa uma determinada doença.



Koch revolucionou a medicina para diagnóstico e tratamento de doenças e aumentou a expectativa de vida em décadas.

“Postulados de Koch” (1876):

1- Um microrganismo específico pode estar

associado a uma doença específica.

2- O microrganismo pode ser isolado do

animal infectado e estudado em laboratório.

3- A cultura do microrganismo produzirá a

doença se inoculada em um animal sadio.



1) O organismo

patogênico suspeito

deve estar presente

em todos os casos da

doença e ausente em

animais sadios;

2) O organismo

suspeito deve ser

cultivado em cultura

pura;

3) Células de uma

cultura pura do

organismo suspeito

devem causar a

doença em um animal

sadio;

4) O organismo deve

ser reisolado e

demonstrar-se idêntico

ao original.

Vacinação• Em 1798, Edward Jenner demonstrou que ainoculação com material de vacíniaproporciona imunidade aos seres humanoscontra a varíola.

• Por volta de 1880, Pasteur descobriu queuma bactéria não-virulenta poderia serutilizada como uma vacina para a cólera emaves domésticas. Ele criou a palavra vacinaem homenagem a Jenner.

• As vacinas modernas são preparadas apartir de microrganismos não-virulentos,de patógenos mortos, ou de componentesde patógenos e pela tecnologia do DNArecombinante.



Quimioterapia• Após ter sido estabelecida a relação entremicrorganismos e doenças, os médicosmicrobiologistas direcionaram suaspesquisas para as substâncias que poderiamdestruir os microrganismos patogênicossem prejudicar os animais infectados ou osseres humanos.

• O tratamento das doenças utilizandosubstâncias químicas é chamadoquimioterapia.

• Drogas sintéticas: químicos preparadosem laboratório.

• Antibióticos: substâncias produzidasnaturalmente por bactérias e fungos parainibir o crescimento de outrosmicrorganismos.



• Paul Ehrlich (1909) ⇒ Sintetizou o Salvarsan,

ativo no combate da sífilis.



• Gerhaud Domagk (1932) ⇒ Sulfa (sulfonamidas) ⇒

Reduz drasticamente a mortalidade de soldados por

infecções bacterianas durante a Segunda Guerra .



Howard W. Florey, Ernest Chain e Alexander Fleming ⇒

Descobrem a penicilina, substância produzida por um fungo

com poder antibacteriano.



• Bactérias, fungos e protozoários �

mapeamento genético na classificaçãodos microrganismos.

• Imunologia� Os estudos da doenças eo desenvolvimento de novas vacinasestão entre os atuais interesses depesquisa.



PROGRESSOS RECENTES NA MICROBIOLOGIA

• Virologia � aumento do conhecimento utilizando asnovas técnicas da biologia molecular e da microscopiaeletrônica.

• Todas as áreas � O desenvolvimento da tecnologia doDNA recombinante (manipulação genética demicrorganismos para produzir grandes quantidades deproteínas desejadas).

• Ex: hormônios, vacinas, enzimas, etc.



PROGRESSOS RECENTES NA MICROBIOLOGIA

Os micróbios e o bem estar humano

• Reciclagem - Degradam plantas e animais mortos e reciclam oselementos químicos para serem utilizados pelas plantas e pelos animaisvivos, incluindo a decomposição da matéria orgânica em esgotos.

• Controle biológico das pragas de insetos utilizando bactérias quecausam doenças em insetos e não prejudica o meio ambiente.

• Biorremediação - processo em que as bactérias utilizam o lixo tóxicocomo fonte de energia ou transforma-o em substâncias menos nocivas.



Os micróbios e o bem estar humano

• Biotecnologia – utilização de micróbios na síntese deprodutos alimentícios e químicos.

• Terapia gênica – utilização de vírus para transportarsubstitutos de genes defectivos ou perdidos para o interiordas células humanas.

• Agricultura – bactérias geneticamente modificadasprotegem as plantas do frio e dos insetos, aumentando aprodução.



Os micróbios e as doenças humanas

• MICROBIOTA NORMAL OU FLORA � são todos os

microrganismos que vivem dentro e sobre o corpo.

• Benefícios: produção de vitaminas K e B, imunidade

• Prejuízos: sob determinadas circunstâncias pode sair do controle e

causar doenças.

• DOENÇA X SAÚDE � balanço entre as defesas naturais e as

propriedades de produzir doenças dos microrganismos.

• RESISTÊNCIA � habilidade de evitar doenças (pele, mucosas, cílios,

ácido estomacal e químicos antimicrobianos – interferons).



Os micróbios e as doenças humanas

• DOENÇAS INFECCIOSAS � são aquelas em que os organismospatogênicos invadem um hospedeiro suscetível. Ao menos uma parte dociclo vital do patógeno acontece dentro do hospedeiro.

• Ex: cólera, difteria, malária, etc.

• DOENÇA INFECCIOSA EMERGENTE (DIE) � é uma doença novaou modificada que mostra um aumento na sua incidência em um passadorecente ou um potencial para aumento em um futuro próximo.

• Ex: zika, chikungunya, dengue, ebola, AIDS, doença da vaca louca,H1N1, etc.

• Provaveis causas das DIE’s:• Mudanças evolutivas, mutações• Meios de transporte• Desmatamentos• Adensamentos populacionais



O perigo da automedicação

• Aparecimento e dispersão de variedades novas de microrganismosresistentes ao antibióticos que, durante um certo tempo, foram bastanteefetivos.

• A resistência resulta de mudanças genéticas nos micróbios, tornando-ostolerantes a uma certa quantidade de antibiótico que normalmenteinibiria o seu crescimento.

• Essas mudanças podem incluir:• Produção de certos químicos pelos micróbios (enzimas) queinativam os antibióticos;

• As trocas na superfície de um micróbio, que impedem que umantibiótico se associe à sua membrana;

• Impedimento do antibiótico de alcançar o interior do micróbio.



Exercício de fixação



1. Quem primeiro observou os micróbiosutilizando ummicroscópio?

a) Hooke c) van Leeuwenhoek e) Kochb) Pasteur d) Weizmann

2. Quem provou que os micróbios causamdoenças?

a) Fleming c) van Leeuwenhoek e) Kochb) Pasteur d) Semmelweis



3. Qual dos seguintes pares está incorreto?a) Hooke – teoria celularb) Jenner – vacinasc) van Leeuwenhoek – teoria do germe da doençad) Lister – assepsiae) Pasteur – fermentação

4. Qual das seguintes definições é a melhor definiçãopara a biogênese?

a) Matéria inanimada dá origem a organismos vivos.b) Células vivas podem surgir de células pré-existentes.c) Uma força vital é necessária para a vida.d) O ar é necessário para os organismos vivos.e) Os microrganismos podem ser gerados a partir de

matéria inanimada.



5. Na década de 1920, o bacteriologista Alexander Fleming,cultivando linhagens de estafilococos, notou que uma dasplacas de cultura, contendo colônias de bactérias, apareceucontaminada por um tipo de fungo. Ao transferir o fungopara um caldo nutritivo, Fleming verificou que nesse meionão se desenvolviam vários tipos de bactérias, devido à açãode substâncias produzidas pelo fungo. Esse trabalho foi umdos mais significativos deste século, pois permitiu aoscientistas, posteriormente, a produção de:

a) hormônios, utilizados no tratamento de doenças hereditárias.b) corticóides, utilizados no tratamento de doenças alérgicas.c) antibióticos, utilizados no tratamento de doenças infecciosas.d) vacinas, utilizadas na imunização de doenças causadas por

fungos e bactérias.e) soros, utilizados na imunização de doenças causadas por

fungos e bactérias.



6. O ano de 1995 marcou o centenário da morte dopesquisador Louis Pasteur. Diversos eventoscientíficos ocorreram no mundo todo, inclusive noBrasil, em homenagem a este grande cientista.Dentre as contribuições de Pasteur à CiênciaModerna, podemos destacar a(o):

a) descoberta das regras básicas da hereditariedade.b) observação de que as espécies atuais surgiram por

evolução das espécies ancestrais.c) observação de que as células podem crescer e se

dividir, enfraquecendo as teorias vitalistas.d) observação de que o aparecimento de micróbios em

caldos nutritivos decorre da sua contaminação porgermes presentes no ar.

e) reconhecimento da célula como a unidade básica davida.



7. Qual é a teoria celular?8. Resuma, com suas próprias palavras, a teoria do germe

da doença.9. Qual é a importância dos postulados de Koch?10. Qual é o significado da descoberta de Jenner?11. Cite dois usos benéficos das bactérias.12. Qual das afirmativas é uma atividade benéfica de

microrganismos?a) Alguns microrganismos são usados como alimento pelo

homem.b) Alguns microrganismos usam dióxido de carbono.c) Alguns microrganismos fornecem nitrogênio para o

crescimento das plantas.d) Alguns microrganismos são usados nos processos de

tratamento de esgotos.e) Todas as afirmativas.



13. Tem sido dito que as bactérias são essenciaispara a existência de vida na Terra. Qual dasseguintes funções seria um papel essencialrealizado pelas bactérias?

a) Controle de populações de insetos.b) Fornecimento direto de alimentos para o

homem.c) Causa de doenças.d) Produção de hormônios para o homem, como a

insulina.e) Decomposição de matéria orgânica e reciclagem

de elementos.



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