1-200 microbiologia 10ª edição tortora funke case

MICROBIOLOGIA10 Edio

Gerard J.

TORTORABerdell R.

FUNKEChristine L.

CASE

T712m Tortora, Gerard J. Microbiologia [recurso eletrnico] / Gerard J. Tortora, Berdell R. Funke, Christine L. Case ; traduo: Aristbolo Mendes da Silva ... [et al.] ; reviso tcnica: Flvio Guimares da Fonseca. 10. ed. Dados eletrnicos. Porto Alegre : Artmed, 2012.

Editado tambm como livro impresso em 2012. ISBN 978-85-363-2698-6

1. Microbiologia. I. Funke, Berdell R. II. Case,Christine L. III. Ttulo.

CDU 579

Catalogao na publicao: Ana Paula M. Magnus CRB 10/2052

Traduo:

Aristbolo Mendes da SilvaProfessor Doutor, Departamento de Morfologia,

Instituto de Cincias Biolgicas, Universidade Federal de Minas Gerais

Brbara Resende QuinanDoutoranda, Departamento de Microbiologia,


Carlos Augusto RosaProfessor Doutor, Departamento de Microbiologia,


Edel Figueiredo Barbosa Stancioli Professora Doutora, Departamento de Microbiologia,


Ftima de Cssia Oliveira GomesProfessora Doutora, Centro Federal de Educao Tecnolgica

de Minas Gerais, Universidade Federal de Minas Gerais

Flvio Guimares da FonsecaProfessor Doutor, Departamento de Microbiologia,


Giliane de Souza TrindadeProfessora Doutora, Departamento de Microbiologia,


Iara Apolinrio BorgesDoutoranda, Departamento de Microbiologia,


Jacques Robert NicoliProfessor Doutor, Departamento de Microbiologia,


Consultoria, superviso e reviso tcnica desta edio:

Flvio Guimares da FonsecaProfessor Doutor, Departamento de Microbiologia, Instituto de

Cincias Biolgicas, Universidade Federal de Minas Gerais

2012

Verso impressa desta obra: 2012

Gerard J. TORTORABERGEN COMMUNITY COLLEGE

Berdell R. FUNKENORTH DAKOTA STATE UNIVERSITY

Christine L. CASESKYLINE COLLEGE

MICROBIOLOGIA10 Edio

Reservados todos os direitos de publicao, em lngua portuguesa, ARTMED EDITORA S.A.Av. Jernimo de Ornelas, 670 Santana90040-340 Porto Alegre RSFone: (51) 3027-7000 Fax: (51) 3027-7070

proibida a duplicao ou reproduo deste volume, no todo ou em parte, sob quaisquerformas ou por quaisquer meios (eletrnico, mecnico, gravao, fotocpia, distribuio na Webe outros), sem permisso expressa da Editora.

Unidade So PauloAv. Embaixador Macedo Soares, 10.735 Pavilho 5 Cond. Espace CenterVila Anastcio 05095-035 So Paulo SPFone: (11) 3665-1100 Fax: (11) 3667-1333

SAC 0800 703-3444 www.grupoa.com.br

IMPRESSO NO BRASILPRINTED IN BRAZIL

Obra originalmente publicada sob o ttulo Microbiology: An Introduction,10th EditionISBN 9780321550071

Authorized translation from the English language edition, entitled MICROBIOLOGY: AN INTRODUCTION, 10th Edition by GERARD TORTORA; BERDELL FUNKE; CHRISTINE CASE, published by Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings, Copyright 2010. All rights reserved. No part of this book may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, recording or by any information storage retrieval system, without permission from Pearson Education, Inc.

Portuguese language edition published by Artmed Editora SA, Copyright 2012

Traduo autorizada a partir do original em lngua inglesa da obra intitulada MICROBIOLOGY: AN INTRODUCTION, 10Edio, autoria de GERARD TORTORA; BERDELL FUNKE; CHRISTINE CASE, 10, publicado por Pearson Education, Inc., sob o selo Benjamin Cummings, Copyright 2010. Todos os direitos reservados. Este livro no poder ser reproduzido nem em parte nem na ntegra, nem ter partes ou sua ntegra armazenada em qualquer meio, seja mecnico ou eletrnico, inclusive fotoreprografao, sem permisso da Pearson Education, Inc.

A edio em lngua portuguesa desta obra publicada por Artmed Editora SA, Copyright 2012

Arte sobre capa original: Mrio Rhnelt e VS Digital

Preparao de originais: Luana Janine Peixoto

Editora responsvel por esta obra: Carla Paludo

Editora snior Biocincias: Cludia Bittencourt

Projeto e editorao: Techbooks

Gerard J. Tortora Jerry Tortora professor de Biologia e ensina Microbiologia, Anatomia Humana e Fisiologia no Bergen Community

College, em Paramus, New Jersey. Ele recebeu seu ttulo de Mestre (M.A.)

em Biologia do Montclair State College em 1965. Tortora pertence a

diversas organizaes de Biologia/Microbiologia, como a American

Society of Microbiology (ASM), a Human Anatomy and Physiology Society

(HAPS), a American Association for the Advancement of Science (AAAS),

a National Education Association (NEA), a New Jersey Education Association (NJEA) e a

Metropolitan Association of College and University Biologists (MACUB). Jerry autor de

diversos livros de Cincias Biolgicas. Em 1995, foi selecionado como um dos melhores

acadmicos do Bergen Community College e foi nomeado Acadmico de Distino. Em

1996, recebeu um prmio de Excelncia do National Institute for Staff and Organizational

Development (NISOD), pela Universidade do Texas, e foi selecionado para representar o

Bergen Community College em uma campanha para a conscientizao pblica sobre a

importncia da contribuio das escolas da comunidade para uma melhor educao.

Berdell R. Funke Bert Funke recebeu seus ttulos de Doutor (Ph.D.), Mestre (M.S.) e Bacharel (B.S.) em Microbiologia na Kansas State

University. Ele exerce sua carreira profissional como Professor de

Microbiologia na North Dakota State University, onde leciona

Microbiologia Introdutria, que inclui aulas laboratoriais, Microbiologia

Geral, Microbiologia dos Alimentos, Microbiologia do Solo, Parasitologia

Clnica e Microbiologia Patognica. Como pesquisador e cientista na

Experiment Station, em Dakota do Norte, publicou diversos artigos sobre Microbiologia do

Solo e Microbiologia dos Alimentos.

Christine L. Case Chris Case Microbiologista e professora de Microbiologia no Skyline College, em San Bruno, Califrnia, onde tem

trabalhado nos ltimos 38 anos. Ela recebeu seu ttulo de Doutora em

Educao (Ed.D.) na Nova Southeastern University, e o ttulo de Mestre

(M.A.) em Microbiologia na San Francisco State University. Foi Diretora da

Society for Industrial Microbiology (SIM) e membro ativo da ASM e da

SIM do norte da Califrnia. Ela recebeu os prmios Hayward de Educador

de Destaque da ASM e tambm da Califrnia. Em 2008, Chris recebeu o prmio SACNAS de

Mentor Distinto de Escolas Comunitrias/Tribais por sua dedicao aos estudantes, muitos

dos quais se apresentaram em conferncias para estudantes de graduao e tambm

receberam prmios. Alm do ensino, Chris contribui regularmente para a literatura

profissional, desenvolve metodologias inovadoras em educao e mantm uma dedicao

pessoal e profissional voltada para a conservao e a importncia da cincia para a

sociedade. Tambm uma fotgrafa vida, e muitas de suas fotografias aparecem neste livro.

SOBRE OS AUTORES

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AGRADECIMENTOS

Ao preparar este livro, nos beneficiamos das orientaes e suges-tes de muitos professores de Microbiologia. Os revisores listados aqui fizeram crticas construtivas e sugestes valiosas em vrios es-tgios do trabalho. Agradecemos e reconhecemos nossa dvida para com eles.

Revisores da dcima edio

Cynthia Anderson

Mt. San Antonio College

Rod AndersonOhio Northern University

Terry AustinTemple College

Joan BairdRose State College

Archna BhasinValdosta State University

Victoria BinghamDaytona Beach College

Phyllis BraunFairfield University

Donald P. BreakwellBrigham Young University

Sandra BurnettBrigham Young University

Susan CapassoSt. Vincents College

Carol CastanedaIndiana University Northwest

James K. CollinsUniversity of Arizona

Lee CouchUniversity of New Mexico

Ellen C. CoverLamar University

Jean CreminsMiddlesex Community College

Melissa A. DeadmondTruckee Meadows Community College

Janet M. DeckerUniversity of Arizona

Vivian ElderOzarks Technical Community College

Christina GanHighline Community College

Pete HaddixAuburn University Montgomery

Rachel HirstMassasoit Community College

Dawn JanichCommunity College of Philadelphia

Judy KaufmanMonroe Community College

Malda KocacheGeorge Mason University

John M. LammertGustavus Adolphus College

Paul A. LeBlancUniversity of Alabama

Michael W. LemaMidlands Technical College

John LennoxThe Pennsylvania State University

Shawn LesterMontgomery College

Leslie LichtensteinMassasoit Community College

Eric LifsonBucks County Community College

Suzanne LongMonroe Community College

William C. MatthaiTarrant County College Northeast

Philip MixterWashington State University

Rita B. MoyesTexas A&M University

Ellyn R. MulcahyJohnson County Community College

Tim R. MullicanDakota Wesleyan University

Richard L. MyersMissouri State University

Kabi NeupaneLeeward Community College

Lourdes P. NormanFlorida Community College, Jacksonville

Eric R. PaulSouthwestern Oklahoma State University

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Agradecimentos vii

Judy L. PennShoreline Community College

Jack PenningtonSt. Louis Community College, Forest Park

Indiren PillayCulver-Stockton College

Ronny PrieferNiagara University

Todd P. PrimmSam Houston State University

Mary L. PugliaCentral Arizona College

Amy J. ReeseCedar Crest College

Lois SealyValencia Community College West

Heather SmithRiverside City College

Kate SuttonClark College

Paul H. TomasekCalifornia State University, Northridge

David J. WartellHarrisburg Area Community College

M.J. WeintraubRaymond Walters College

Ruth WrightsmanSaddleback College

Anne ZayaitzKutztown University

Michele ZwolinskiWeber State University

Tambm agradecemos aos profissionais da Benjamin Cum-mings por sua dedicao e excelncia. Leslie Berriman, nossa dire-tora executiva, nos manteve, com sucesso, focados na direo que queramos dar a esta reviso. Robin Pille, editor de projeto, geren-

ciou primorosamente o desenvolvimento do livro, mantendo as li-nhas de comunicao abertas e garantindo o mximo de qualidade em cada etapa. A ateno cuidadosa de Sally Peyrefitte continui-dade e aos detalhes no processo de edio, tanto do texto como da arte, permitiu que os conceitos e as informaes se mantivessem claros durante todo o processo.

Janet Vail e Wendy Earl guiaram o texto com excelncia duran-te o processo de produo. Lisa Torri e os talentosos profissionais da Precision Graphics obtiveram sucesso na ambiciosa tarefa de pre-parar o novo e belssimo programa de arte, a partir da renovao do complexo projeto grfico das outras edies. Jean Lake coordenou os muitos e complexos estgios de desenvolvimento e execuo da arte. A pesquisadora fotogrfica, Maureen Spuhler, trabalhando em conjunto com o diretor snior de fotografia e arte, Travis Amos, se esmerou para que tivssemos imagens claras e fantsticas por todo o livro. Tani Hasegawa criou o elegante design interior do livro, e Yvo Riezebos obteve um resultado magnfico para a capa. A habi-lidosa equipe de profissionais da Progressive Information Techno-logies, liderada por Michelle Jones, realizou um trabalho fantstico ao conduzir este livro rapidamente pelo processo de editorao. Stacey Weinberger gerenciou o processo de produo.

Katie Heimsoth cuidou de maneira impecvel dos materiais para professores e tambm foi a editora da nova edio do Labo-ratory Experiments in Microbiology, de Johnson e Case. Kelly Reed trouxe sua criatividade e experincia didtica para cuidar do de-senvolvimento dos materiais para os estudantes, inclusive o novo livro Get Ready for Microbiology. Lucinda Bingham gerenciou o programa de mdia, operando muitos milagres para produzir o im-pressionante arsenal de Recursos Didticos. Leslie Austin e James Bruce gerenciaram a impresso e os suplementos de mdia durante os complexos estgios de produo.

Neena Bali, Diretora Snior de Marketing, e toda a equipe de vendas da Pearson Science realizaram um trabalho sensacional ao apresentar este livro a professores e estudantes, garantindo sua per-manente condio de ser o livro-texto mais vendido sobre micro-biologia.

Todos gostaramos de agradecer nossos cnjuges e familiares, que nos deram inestimvel suporte durante o processo de escrita.

Finalmente, apresentamos nosso eterno apreo aos estudantes, cujos comentrios e sugestes forneceram ideias e nos lembraram daquilo que precisavam. Este livro para eles.

Gerard J. Tortora Berdell R. Funke Chistine L. Case

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PREFCIO

Desde a publicao de sua primeira edio, 30 anos atrs, mais de um milho de estudantes j utilizaram Microbiologia em escolas e universidades em todo o mundo, fazendo deste o livro o mais usado nos cursos no especializados em microbiologia. A dcima edio apresenta um texto de fcil compreenso, assumindo que no houve estudo anterior de qumica ou biologia. O texto apropriado para es-tudantes de diversos cursos, incluindo aqueles dedicados s cincias da sade, cincias biolgicas, cincias ambientais, cincias animais, engenharias florestais, agricultura, economia domstica e artes.

Marcos de MicrobiologiaMantivemos, nesta nova edio, as caractersticas que tornaram as edies anteriores to populares.

Um equilbrio entre os fundamentos da microbiologia e suas aplicaes, e entre aplicaes mdicas e em outras reas da cincia microbiolgica. Como nas edies anteriores, os prin-cpios bsicos da microbiologia recebem maior nfase que as aplicaes, e as aplicaes relacionadas sade so enfatizadas.

Apresentao direta de tpicos complexos. Cada seo do li-vro foi escrita pensando no estudante. Nosso livro conhecido por suas explicaes claras e sua didtica consistente.

Fotografias e ilustraes claras, acuradas e pedagogicamente efetivas. Diagramas passo a passo, diretamente ligados s des-cries, auxiliam o estudante a compreender os conceitos abor-dados. Apresentaes claras e acuradas de processos e estruturas fazem com que o estudante direcione sua ateno ao que deve ser aprendido. A quantidade e a qualidade das micrografias ele-trnicas e pticas apresentadas no tm paralelo no mercado.

Organizao flexvel. O livro foi organizado de uma forma que acreditamos ser adequada, porm reconhecemos que o material poderia ser apresentado efetivamente de diversas outras formas. Assim, para satisfazer aqueles professores que preferem usar uma ordem diferente, preparamos cada captulo para ser o mais independente possvel dos demais, incluindo muitas referncias cruzadas. O Guia do Instrutor (em ingls), escrito por Christine Case, fornece instrues detalhadas para organizar o material de diversas outras formas.*

O que h de novo na dcima edioVeja as pginas xv a xii para uma introduo visual dcima edio.

As mudanas nesta edio so direcionadas para os maiores desafios de um professor em uma disciplina introdutria de micro-

* Disponvel na rea do Professor, acessvel no link do livro no site www.grupoa.com.br.

biologia: as grandes diferenas nos nveis de desenvolvimento dos estudantes, incluindo aqueles pouco preparados. A dcima edio vai ao encontro de todos os estudantes e seus respectivos nveis de habilidade e compreenso.

Os destaques dessa edio podem ser vistos nas novas Figuras Fundamentais, que auxiliam os estudantes a avaliar sua compreen-so medida que progridem em cada captulo. Destacam-se, ainda, os novos quadros, que preparam os estudantes para comear a pen-sar como clnicos. Os contedos tambm foram substancialmente atualizados.

Figuras fundamentaisCom o objetivo de ajudar os estudantes a compreender os concei-tos centrais da microbiologia, os autores realizaram a integrao de texto e material visual em 20 Figuras Fundamentais especialmente preparadas. Estas Figuras Fundamentais incluem Conceitos-chave que garantem que os estudantes entendam o conceito central da figura e tambm explicaes sobre como cada figura essencial para a continuidade do aprendizado. Alm disso, ao longo de todo o livro, as ilustraes foram revisadas e atualizadas com novo estilo artstico e um palheta de cores mais vibrantes, mais contrastes e mais dimensionalidade.

Caractersticas que auxiliam os estudantes a testar seu conhecimentoNovas questes do tipo Teste seu Conhecimento fazem com que os estudantes interajam com o material e avaliem sua compreenso dos Objetivos do Aprendizado medida que progridem em cada captulo. Questes inovadoras do tipo Desenhe esto includas ao final de cada captulo, em Questes para Estudo, sugerindo aos es-tudantes que esbocem diagramas ou preencham uma figura ou um grfico. As populares questes de Legenda das Figuras foram man-tidas e aprimoradas.

Auxlio aos estudantes para que comecem a pensar como clnicosQuadros revistos e redesenhados sobre Aplicaes da Microbio-logia descrevem os usos correntes e prticos da microbiologia. Novos quadros atualizados sobre Foco Clnico contm dados obtidos do Morbidity and Mortality Weekly Report, que foram transformados em problemas de resoluo clnica, os quais au-xiliam os estudantes a desenvolver o pensamento crtico, dando a eles um papel ativo enquanto leem. Os quadros de Doenas em Foco substituem as tabelas comparativas sobre doenas, organi-zando informaes sobre doenas semelhantes em um formato orientado para a descoberta e visualmente interessante, sendo um instrumento til para o estudo.

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Prefcio ix

Atualizaes de contedo e temporalidadeA resistncia antimicrobiana, os biofilmes, o bioterrorismo e a evoluo recebem ateno e nfase especiais. Nos captulos sobre imunidade Captulos 16 e 17 , foram implementados atualiza-es cuidadosas e significativas para manter as informaes tem-poralmente corretas, claras e acuradas, porm com o mesmo nvel de detalhamento. A taxonomia, a nomenclatura e os dados sobre a incidncia de doenas so correntes at agosto de 2008.

Reviso dos captulosCada captulo desta edio foi atentamente revisado, e os dados no texto, nas tabelas e nas figuras foram atualizados. As principais mu-danas em cada captulo so resumidas a seguir.

Parte umFundamentos de Microbiologia

Captulo 1: O Mundo Microbiano e Voc A tabela Familiarizando-se com os nomes cientficos foi des-locada do Captulo 10 para este captulo.

Os biofilmes foram introduzidos. A discusso sobre doenas infecciosas emergentes foi atuali-zada, incluindo uma seo sobre a resistncia bacteriana aos antibiticos.

Captulo 2: Princpios Qumicos Definies foram expandidas, incluindo as definies de cidos graxos cis e trans.

A Figura 2.16 agora uma Figura Fundamental.

Captulo 3: Observando Micro-organismos Atravs do Microscpio

A microscopia de dois ftons foi includa. Diversas novas ilustraes e imagens foram includas. A Figura 3.2 agora uma Figura Fundamental.

Captulo 4: Anatomia Funcional de Clulas Procariticas e Eucariticas

A Figura 4.6 agora uma Figura Fundamental. A discusso sobre flagelos, fmbrias e pili foi revisada, assim como a discusso sobre os lipopolissacardeos.

A discusso sobre difuso facilitada foi revisada, e uma nova figura compara os tipos de difuso atravs de membranas, in-clusive as aquaporinas.

Captulo 5: Metabolismo Microbiano A seo sobre testes bioqumicos foi expandida. As novas ilustraes de enzimas so mais realistas. A Figura 5.11 agora uma Figura Fundamental. Um novo quadro Foco Clnico ilustra o uso de testes bioqu-micos para a identificao de micobactrias de crescimento lento.

Captulo 6: Crescimento Microbiano A discusso sobre biofilmes que previamente aparecia no Cap-tulo 27 foi transferida para este captulo, tendo sido significati-vamente atualizada e expandida.

A discusso sobre meios e mtodos para o crescimento anaer-bico foi atualizada.

Uma discusso sobre os nveis de biossegurana foi adicionada, incluindo uma figura que ilustra o nvel de biossegurana 4.

Uma nova figura mostrando o meio diferencial foi adicionada. A Figura 6.15 agora uma Figura Fundamental. Um novo quadro Foco Clnico ilustra o papel dos biofilmes na ocorrncia de doenas nosocomiais.

Captulo 7: Controle do Crescimento Microbiano A definio de esterilizao foi atualizada e qualificada em con-siderao existncia dos prions.

A Figura 7.1 agora uma Figura Fundamental. A discusso sobre temperatura ultra-alta (UHT) foi melhorada. Novos produtos e usos recentemente aprovados foram inclu-dos.

Um novo quadro Foco Clnico ilustra a relao entre desin-feco inapropriada e doenas nosocomiais.

Captulo 8: Gentica Microbiana A Figura 8.2 agora uma Figura Fundamental. A discusso sobre recombinao gentica por crossing-over foi melhorada.

Os snRNPs foram definidos. Operons indutveis e repressveis so explicados e comparados em figuras separadas.

Captulo 9: Biotecnologia e DNA Recombinante A Figura 9.1 agora uma Figura Fundamental. O silenciamento gnico, a gentica reversa e a PCR em tempo real so discutidos.

Um novo quadro Foco Clnico descreve o uso de RT-PCR para o estudo de um surto por norovrus.

Parte doisViso Geral do Mundo Microbiano

Captulo 10: Classificao dos Micro-organismos A Figura 10.1 agora uma Figura Fundamental. Fotos de estromatlitos vivos e fsseis foram includas. O uso de meios de transporte explicado.

Captulo 11: Procariotos: Domnios Bacteria e Archaea Diversos novos grupos bacterianos so discutidos: Pelagi-bacter, Acinetobacter baumanii, Planctomicetos, Gemmata obscuriglobus.

A discusso sobre o tamanho mnimo terico de uma bactria e seus requerimentos genticos foi revisada.

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x Prefcio

Captulo 12: Eucariotos: Fungos, Algas, Protozorios e Helmintos

Exemplos de novas utilizaes de fungos como pesticidas so listados.

A discusso sobre os oomicetos foi expandida para incluir a in-troduo do Phytophthora nos Estados Unidos. O ciclo de vida dos oomicetos ilustrado em uma nova figura.

O verme do corao foi includo. Um novo quadro Foco Clnico salienta a diarreia criptospori-diana, o patgeno mais comum associado natao.

Captulo 13: Vrus, Viroides e Prions O captulo comea com o uso de retrovrus para modificar ge-neticamente uma clula.

A Figura 13.15 agora uma Figura Fundamental. O colapso da colnia de abelhas mencionado. O quadro Foco Clnico sobre a evoluo e a ocorrncia da gripe aviria foi atualizado.

Parte trsInterao entre Micrbio e Hospedeiro

Captulo 14: Princpios de Doena e Epidemiologia A Figura 14.3 agora uma Figura Fundamental. As estatsticas sobre doenas infecciosas notificveis foram atualizadas.

Um novo quadro Foco Clnico ilustra o surgimento de MRSA adquirido em hospitais e em comunidades.

Captulo 15: Mecanismos Microbianos de Patogenicidade

A discusso sobre toxinas A-B foi expandida e melhorada. A Figura 15.5, ao de uma exotoxina, foi revisada e expandida. As Figuras 15.4 e 15.9 agora so Figuras Fundamentais. Um novo quadro Foco Clnico ilustra o papel dos biofilmes e das endotoxinas nas infeces ps-operatrias.

Captulo 16: Imunidade Inata: Defesas Inespecficas do Hospedeiro

O tratamento de diversos tpicos foi expandido e/ou reorga-nizado e melhorado: fatores fsicos e qumicos na primeira li-nha de defesa; elementos formados no sangue; sistema linftico (incluindo ilustraes adicionais); aderncia, protenas de fase aguda, complemento, protenas de ligao ao ferro e peptdeos antimicrobianos.

O papel dos biofilmes na evaso da fagocitose foi includo. As Figuras 16.7 e 16.9 agora so Figuras Fundamentais. O quadro Aplicaes da Microbiologia sobre colees de soro foi revisado para incluir testes de complemento no monitora-mento de doenas causadas por imunocomplexos.

Captulo 17: Imunidade Adaptativa: Defesas Especficas do Hospedeiro

Uma nova foto ilustra a morfologia real de um anticorpo, mos-trada por microscopia de fora atmica.

Diversas figuras importantes foram extensivamente revistas e melhoradas em sua preciso e clareza.

Figura 17.5. Seleo clonal e diferenciao de clulas B. Figura 17.10. Ativao de clulas T auxiliares CD4+. Figura 17.11. Morte por um linfcito T citotxico de uma clula-alvo intoxicada por vrus.

Figura 17.19. A natureza dupla do sistema imune adaptativo (agora uma Figura Fundamental).

Uma nova foto e ilustrao (Figura 17.9) mostra clulas M en-contradas dentro da placa de Peyer.

A discusso sobre o complexo principal de histocompatibilida-de (MHC) foi revisada e melhorada.

As convenes de nomenclatura foram atualizadas para as c-lulas T (p. ex., clulas T auxiliares, clulas T CD4+).

As discusses sobre clulas T, clulas dendrticas e citocinas fo-ram completamente revisadas.

Um novo quadro Aplicaes da Microbiologia descreve o possvel uso de IL-12 para o tratamento da psorase.

Captulo 18: Aplicaes Prticas da Imunologia A Figura 18.2 agora uma Figura Fundamental. As discusses sobre vacinas de DNA e adjuvantes foram revi-sadas e atualizadas.

As tabelas de cronogramas de vacinao foram atualizadas. Um novo quadro Foco Clnico ilustra o sucesso da vacina-o na eliminao do sarampo nos Estados Unidos e salienta a importncia do sarampo como causa de mortes nos pases em desenvolvimento.

Captulo 19: Distrbios Associados ao Sistema Imune A anlise dos grupos sanguneos inclui uma discusso sobre a relao entre determinados grupos e sua resistncia ou susceti-bilidade relativa em relao a certas doenas.

Uma discusso sobre a psorase, doena autoimune, e as artri-tes associadas a ela foi introduzida, juntamente com os trata-mentos correntes utilizando anticorpos monoclonais.

A discusso sobre clulas-tronco foi atualizada, e uma nova figura (Figura 19.10) ilustra a derivao de clulas-tronco e li-nhagens relacionadas.

A discusso sobre HIV e Aids foi revisada e atualizada. Espe-cialmente importante a reviso completa da Figura 19.13, que mostra a sequncia de adsoro, fuso e entrada do vrus nas clulas-alvo T CD4+.

A Figura 19.16 agora uma Figura Fundamental.

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Captulo 20: Drogas Antimicrobianas A Figura 20.2 agora uma Figura Fundamental. A descoberta histrica das drogas Sulfa recebe maior destaque. Os mtodos correntes usados para o descobrimento de novas drogas so discutidos, inclusive mtodos de alta eficincia.

A discusso sobre os antibiticos foi atualizada para incluir no-vos antibiticos. A discusso sobre o tratamento antiviral de HIV/Aids foi especialmente atualizada e revisada para incluir os ltimos desenvolvimentos nesta rea de constantes mudan-as.

A discusso sobre resistncia aos antibiticos foi completa-mente revisada e expandida, e uma nova Figura Fundamental (Figura 20.20) ilustra os alvos mais importantes para a resis-tncia.

A discusso sobre o futuro do desenvolvimento de antibiticos e a perspectiva de antibiticos no convencionais foi totalmen-te revisada e atualizada.

Parte quatroMicro-organismos e Doenas Humanas

Captulo 21: Doenas Microbianas da Pele e dos Olhos A discusso sobre o Staphylococcus aureus foi completamente re-escrita com nfase na importncia dos MRSAS.

A discusso sobre impetigo e sndrome da pele escaldada foi revisada, e uma discusso sobre uma nova doena, a lcera de Buruli, foi adicionada.

Alguns dos novos tratamentos de acne agora tm uma discus-so expandida.

Captulo 22: Doenas Microbianas do Sistema Nervoso Uma nova figura (Figura 22.4) ilustra a medula espinal. A discusso sobre criptococose foi revisada para incluir um novo patgeno.

Uma breve descrio dos prions foi includa para suplementar as informaes fornecidas no Captulo 13.

A discusso sobre sndrome de doena crnica foi comple-tamente revisada e agora inclui as definies diagnsticas do CDC e o nome alternativo de encefalomielite milgica.

Captulo 23: Doenas Microbianas dos Sistemas Cardiovascular e Linftico

As definies dos nomes similares septicemia e sepse foram re-visadas.

As discusses sobre brucelose e febre da mordida do rato fo-ram completamente re-escritas.

A discusso sobre erliquiose foi revisada para incluir a nova terminologia da anaplasmose.

Uma discusso sobre a febre chikungunya foi adicionada por sua disseminao atual para regies de climas temperados.

A discusso sobre malria foi completamente revisada para uma melhor diferenciao entre profilaxia e terapia.

Captulo 24: Doenas Microbianas do Sistema Respiratrio

A discusso sobre coqueluche foi revisada para melhor des-crever alguns dos ltimos desenvolvimentos, especialmente o aumento recente do nmero de casos.

A discusso sobre tuberculose foi atualizada e revisada para in-cluir mais dados sobre cepas do patgeno extremamente resis-tentes e alguns dos mtodos diagnsticos mais recentes.

A discusso sobre a gripe foi totalmente revisada e atualiza-da, especialmente a parte referente s formas de surgimento de mutantes e infectividade do vrus da gripe aviria.

Captulo 25: Doenas Microbianas do Sistema Digestrio A discusso sobre a diarreia do viajante foi re-escrita para in-cluir a E. coli enteroagregativa, um importante patgeno.

Drogas teraputicas recentes para o tratamento de HBV foram includas.

A discusso sobre os norovrus foi atualizada, com especial ateno dada aos mtodos de descontaminao disponveis para lidar com os surtos.

Captulo 26: Doenas Microbianas dos Sistemas Urinrio e Reprodutivo

A discusso sobre a microbiota vaginal foi extensamente revi-sada.

A discusso introdutria sobre a sfilis, especialmente em rela-o anlise gentica recente e sua provvel origem no Novo Mundo, foi revisada.

A discusso sobre testes para sfilis foi revisada. O painel de testes TORCH foi includo.

Parte cincoMicrobiologia Ambiental e Aplicada

Captulo 27: Microbiologia Ambiental A figura do ciclo do enxofre (Figura 27.7) foi completamente redesenhada.

A discusso sobre plsticos biodegradveis foi revisada e atua-lizada.

Captulo 28: Microbiologia Industrial e Aplicada A discusso sobre biocombustveis foi expandida.

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xii

Uma abordagem visual para ensinar...Em sua dcima edio, este livro, um dos mais vendidos do

mundo, destaca o principal desafio das disciplinas de Mi-

crobiologia: as diferenas nos nveis de desenvolvimento dos

estudantes, incluindo aqueles pouco preparados. Figuras

Fundamentais, novas e extremamente visuais, conectam os

estudantes com a essncia dos contedos de microbiologia.

FIGURA FUNDAMENTAL

Figura 4.6

A estrutura de uma clula procaritica

CpsulaParede celularMembranaplasmtica

Fmbrias

Incluso

Citoplasma

Cpsula

Pilus

Ribossomos

Parede celularMembrana plasmtica

Nucleoidecontendo DNA

Plasmdeo

Flagelos 0,5 m

As clulas procariticas no possuem organelas envolvidas por membrana.

Todas as bactrias possuem citoplasmas, ribossomos, uma membrana

plasmtica e um nucleoide. A maioria das bactrias possui paredes celulares.

Esta clula procaritica mostra estruturas tpicas que podem ser encontradas em bactrias. Cada uma

das estruturas marcadas ser discutida individualmente neste captulo. Como voc viu nos captulos

anteriores, algumas das estruturas contribuem para a virulncia bacteriana, possuem um papel na sua

identificao e so alvo de agentes antimicrobianos.

Conceito-chave

Observe que nem todas as bactrias possuem todas as estruturas mostradas. As estruturas marcadas em vermelhoso encontradas em todas as bactrias. O desenho e a micrografia mostram a bactria seccionada transversalmente para revelar a composio interna.

MET

Novas Figuras Fundamentais enfatizam os conceitos centrais da microbiologia e fornecem aos estudantes as bases que eles precisam.

O texto introdutrio explica por que a figura fundamental para a compreenso de outros conceitos que os estudantes aprendero a seguir.

cones MET/MEV/MO, claros e consistentes, aparecem em todas as microfotografias, apresentando rapidamente o tipo de mi-croscpio usado.

O quadro Conceito-chave apresenta uma viso geral, enfa-tizando o conceito central apresentado na figura.

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xiii

1 A gliclise produz ATP e reduz NAD+ a NADH enquanto oxida glicose em cido pirvico. Na respirao, o cido pirvico convertido no primeiro reagente no ciclo de Krebs.

2 O ciclo de Krebs produz ATP e reduz NAD+ (e outro carreador de eltron chamado de FADH2)enquanto libera CO2. NADH e FADH2 de ambos os processos carregam eltrons at a cadeia de transporte de eltrons.

3 Na cadeia de transporte de eltrons, a energia dos eltrons utilizada para produzir uma grande quantidade de ATP.

Na fermentao, o cido pirvico e os eltrons carreados por NADH na gliclise so incorpora-dos nos produtos finais da fermentao.

NADH

cido pirvico (ou derivado)

Formao deprodutos finaisda fermentao

Ciclo deKrebs

ATP

ATP

ATP

Acetil-CoA

Cadeia detransportede eltrons equimiosmose

H2O

CO2

Gliclise

cido pirvico

Glicose

NADH

NADH

Eltrons

FERMENTAORESPIRAO

NADH

O2

3

2

1

Conceito-chave

Para produzir energia partir da

glicose, os micro-organismos

utilizam dois processos

gerais: a respirao e a

fermentao. Ambos os

processos normalmente iniciam

com a gliclise, mas seguem

vias diferentes posteriormente.

Uma verso menor desta figura ser includa em outras figuras ao longo do captulo para

indicar as relaes das diferentes reaes com os processos gerais da respirao e da

fermentao.

FIGURA FUNDAMENTAL Figura 5.11

Viso geral da respirao e da fermentao

Numeraes em azul, fceis de localizar, guiam as etapas de processos complexos, fragmentando-os em partes claras e tornan-do os conceitos mais fceis de ensinar a aprender.

O uso consistente de smbolos e cores permite aos estudantes progredir com confiana de partes familiares de processos ilus-trados para aquelas ainda desconhecidas. Molculas como o ATP apresentam sempre a mesma forma e cor ao longo de todo o livro.

... os fundamentos da microbiologia

Para uma lista completa das Figuras Fundamentais, veja a pgina xxix.

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xiv

Oportunidades frequentes para os estudantes

testarem sua compreenso...

3. DESENHE Identi[que as partes de um microscpio ptico composto na [gura abaixo e ento desenhe a trajetria percorrida pela luz a par-tir do iluminador at o seu olho.

a___________

___________b

___________d___________e

___________c

Lente ocular

Lente objetiva

Lente condensadoraDiafragmaIluminador

semeada em um meio slido com a mesma composio, somente as colnias do organismo capaz de utilizar o fenol podero crescer. Um aspecto admirvel dessa tcnica que o fenol normalmente letal para a maioria das bactrias.

TESTE SEU CONHECIMENTO

3 Os seres humanos poderiam se desenvolver em um meio quimicamen-te definido, pelo menos em condies de laboratrio? 6-8

3 Louis Pasteur, nos anos de 1800, poderia ter crescido o vrus da raiva em cultura de clulas em vez de animais vivos? 6-9

3 Que nvel de BSL o seu laboratrio tem? 6-10

Sistema nervosoperifrico (SNP)

Sistema nervosocentral (SNC)

Crebro

Medulaespinal

Figura 22.1 O sistema nervoso humano. Esta ilustrao mostra os sistemas nervosos central e perifrico.

P A meningite uma infeco do SNC ou do SNP?

OBJETIVOS DO APRENDIZADO 6-8 Diferenciar os meios quimicamente definido e complexo.

6-9 Justificar a utilizao dos seguintes itens: tcnicas anaerbicas, clulas hospedeiras vivas, jarras com velas, meios seletivos e diferenciais e meio de enriquecimento.

6-10 Diferenciar os nveis de biossegurana 1, 2, 3 e 4.

Questes de Legenda das Figuras exigem dos estudantes a aplicao dos conceitos apresentados no texto.

Novas questes Desenhe do aos estudantes a oportuni-dade de interagir com as figuras e desenvolver uma melhor compreenso do contedo. Respostas sugeridas para essas questes esto disponveis na seo Respostas, na parte final do

livro, e mostram como seria o trabalho real de um estudante.

Os nmeros coincidentes em Objetivos do Aprendizado e nas questes Teste seu Conhecimento auxiliam os estudantes a determinar que objetivos eles foram capazes de atingir e aqueles que

ainda requerem mais estudo.

Novas questes Teste seu Conhecimento aparecem ao final de cada seo importante, fazendo com que os estudantes interajam com o texto e avaliem sua compreenso da seo.

Tortora_iniciais.indd xiv 27/06/11 16:26

xv

164 Tortora, Funke & Case

Neste quadro voc encontrar uma srie de

questes que os agentes de controle de infeco

se perguntam quando tentam descobrir a fonte

de uma infeco. Tente responder cada questo

antes de passar prxima.

1. No incio de maro, uma soluo intrave-

nosa de heparina foi recolhida aps pa-

cientes de quatro estados ter desenvolvido

infeces sanguneas por Pseudomonas

fluorescens.

Aps examinar a Figura A, voc considera que o recolhimento foi eficiente?

2. Trs meses aps o recolhimento, pacientes

em dois estados diferentes desenvolveram

infeces sanguneas.

O que preciso saber?

3. A ltima exposio heparina contaminada

foi de 84 a 421 dias antes do comeo das

infeces. Esses pacientes no desenvolve-

ram infeces durante o episdio de janeiro

a fevereiro. Todos os pacientes tiveram ca-

teteres venosos; esses tubos so inseridos

em uma veia para administrao a longo

prazo de solues concentradas, como dro-

gas anticancerosas.

Qual o prximo passo?

4. Investigaes locais confirmaram que as

clnicas dos pacientes no usavam mais

e tinham devolvida a heparina recolhida.

Culturas da nova heparina utilizada no re-

cuperaram organismos.

O que fazer a seguir?

5. Culturas sanguneas e dos cateteres foram

feitas (Figura B).

Qual o resultado mostrado na Figura B?

6. P. fluorescens foi cultivado de 15 pacientes

e 17 cateteres. Estes foram os primeiros

casos conhecidos de infeces sanguneas

substancialmente retardadas (84 a 421 dias)

aps exposio a uma soluo intravenosa

contaminada.

Qual foi a fonte das infeces?

7. Microscopia eletrnica de varredura

no Centro para Controle e Preveno

de Doenas mostrou que P. fluorescens

colonizou o interior dos cateteres pela

formao de biofilmes; estudos prvios

de microscopia eletrnica indicaram que

praticamente todos os cateteres vasculares

ficam colonizados por micro-organismos

encravados em uma camada de biofilme. A

heparina foi descrita como estimulante da

formao de biofilme.

Por que P. fluorescens causa infeco em uma mdia de 237 dias aps exposio heparina contaminada?

8. Embora P. fluorescens possa no ter entra-

do na circulao sangunea dos pacientes

em quantidades suficientes para causar

sintomas na exposio inicial heparina

contaminada, a formao do biofilme per-

mitiu s bactrias persistir nos cateteres. As

bactrias podem ter proliferado no biofilme,

tendo sido retiradas pelas solues intrave-

nosas no contaminadas subsequentes e

liberadas na corrente sangunea, causando

finalmente os sintomas.

Fonte: adaptado do MMWR 55 (35): 961-963

(8/9/06).

FOCO CLNICO Do Relatrio Semanal de Morbidade e Mortalidade(Morbidity and Mortality Weekly Report)

Infeco sangunea aps cateterizao

302520151050

Nme

ro de

caso

s

Jan2005 2006

Fev Mar

Heparinarecolhida

Abr Jul Ago Set Out Abr

Figura A Ocorrncia de infeces sanguneas por P. fluorescens em pacientes com cateteres in-travenosos.

Iluminado comluz branca

Iluminado comluz ultravioleta

Figura B. P. fluorescens um bastonete aerbi-co gram-negativo que cresce melhor em temperatu-ras de aproximadamente 25 a 30C e cresce pouco na temperatura de incubao padro das estufas microbiolgicas hospitalares (cerca de 36C). As bactrias produzem um pigmento que aparece fluo-rescente sob luz ultravioleta.


Infeces de reservatrios animaistransmitidas por contato diretoDiagnstico diferencial o processo de identificao de uma doena a partir de uma lista de

possveis doenas que se encaixam no painel de informaes derivado do exame do paciente. Um

diagnstico diferencial importante para que se inicie o tratamento e para os estudos laborato-

riais. As doenas a seguir devem ser consideradas no diagnstico diferencial de pacientes com

exposio a animais. Por exemplo, uma garota de 10 anos foi hospitalizada depois de apresentar

febre (40oC) por 12 dias e dores nas costas por oito dias. As bactrias no puderam ser cultiva-

das a partir dos tecidos. Ela apresentou uma histria recente de arranhaduras por co e gato. A

paciente se recuperou sem tratamento. Use a tabela para identificar as infeces que poderiam

causar esses sintomas.

oirtavreseRsamotniSonegtaPaneoDModo de transmisso Tratamento

DOENAS BACTERIANAS

Brucelose Brucella spp. Abscesso local; febre ondu-lante

Mamferos de pastejo Contato direto Tetraciclina; estrep-

tomicina

Antraz Bacillus anthracis Ppula (cutnea); diarreia san-guinolenta (gastrintestinal);

choque sptico (inalatrio)

Solo; grandes mamfe-

ros de pastejo

Contato direto; inges-

to; inalao

Ciprofloxacino; doxi-

ciclina

Mordidas de animais Pasteurella multocida

Infeo local; sepse Bocas dos animais Mordidas de co/gato Penicilina

Febre da mordida do rato Streptobacillus moniliformis,

Spirillum minus

anilicinePsotar ed sadidroMsotaRespeS

Doena da arranhadura do gato

Bartonella

henselae

Febre prolongada Gatos domsticos Mordidas ou arranha-

duras de gato, pulgas

Antibiticos

DOENAS PARASITRIAS

Toxoplasmose Toxoplasma gondii

Doena branda; uma infeco

inicial adquirida durante a

gravidez pode ser prejudicial

ao feto; doena grave em pa-

cientes com Aids

Gatos domsticos Ingesto Pirimetamina, sul-

fadiazina e cido

folnico

DOENAS EM FOCO 23.2

Arranhadura infectada da paciente.

Os quadros Foco Clnico contm dados do Morbidity and Mortality Weekly Report (Relatrio Semanal de Morbi-dade e Mortalidade) do CDC, na forma de problemas de resoluo clnica e questes que auxiliam os estudantes a desenvolver o pensamento crtico.

... e pensarem como clnicos

Os estudantes devem tentar responder s questes medida que analisam o caso clnico, colocando-se no papel de um profissional da sade.

Os quadros Doenas em Foco organizam informaes sobre doenas semelhantes e encora-jam os estudantes a pensar como clnicos.

Tabelas de doenas esto organi-zadas com base em sintomas si-milares, apresentando informaes resumidas de uma forma relevante s

situaes clnicas

Existem 23 quadros Doenas em Foco nesta edio, e 17 deles so novos. Para uma lista completa de tpicos, veja a pgina xxix.

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SUMRIO RESUMIDO

PARTE UM Fundamentos de Microbiologia

1 O Mundo Microbiano e Voc 1

2 Princpios Qumicos 26

3 Observando Micro-organismos Atravs do Microscpio 54

4 Anatomia Funcional de Clulas Procariticas e Eucariticas 76

5 Metabolismo Microbiano 113

6 Crescimento Microbiano 156

7 Controle do Crescimento Microbiano 184

8 Gentica Microbiana 210

9 Biotecnologia e DNA Recombinante 246

PARTE DOIS Viso Geral do Mundo Microbiano

10 Classificao dos Micro-organismos 273

11 Procariotos: Domnios Bacteria e Archaea 299

12 Eucariotos: Fungos, Algas, Protozorios e Helmintos 329

13 Vrus, Viroides e Prions 367

PARTE TRS Interao entre Micrbio e Hospedeiro

14 Princpios de Doena e Epidemiologia 399

15 Mecanismos Microbianos de Patogenicidade 428

16 Imunidade Inata: Defesas Inespecficas do Hospedeiro 449

17 Imunidade Adaptativa: Defesas Especficas do Hospedeiro 476

18 Aplicaes Prticas da Imunologia 500

19 Distrbios Associados ao Sistema Imune 522

20 Drogas Antimicrobianas 553

PARTE QUATRO Micro-organismos e Doenas Humanas

21 Doenas Microbianas da Pele e dos Olhos 584

22 Doenas Microbianas do Sistema Nervoso 610

23 Doenas Microbianas dos Sistemas Cardiovascular e Linftico 637

24 Doenas Microbianas do Sistema Respiratrio 674

25 Doenas Microbianas do Sistema Digestrio 705

26 Doenas Microbianas dos Sistemas Urinrio e Reprodutivo 743

PARTE CINCO Microbiologia Ambiental e Aplicada

27 Microbiologia Ambiental 766

28 Microbiologia Industrial e Aplicada 793

Respostas das Questes de Reviso e Mltipla Escolha 813

Apndice A Vias Metablicas 835

Apndice B Expoentes, Notao Exponencial, Logaritmos e Tempo de Gerao 841

Apndice C Mtodos para Coleta de Amostras Clnicas 842

Apndice D Pronncia de Nomes Cientficos 843

Apndice E Radicais Utilizados em Microbiologia 847

Apndice F Classificao das Bactrias de Acordo com o Bergeys Manual 850

Glossrio 857

Crditos 873

ndice 877

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SUMRIO

PARTE UM Fundamentos de Microbiologia

1 O Mundo Microbiano e Voc 1Os micrbios em nossas vidas 2

Nomeando e classificando os micro-organismos 2

Nomenclatura 2

Tipos de micro-organismos 3

Classificao dos micro-organismos 6

Uma breve histria da microbiologia 6

As primeiras observaes 7

O debate sobre a gerao espontnea 7

A idade de ouro da microbiologia 8

O nascimento da quimioterapia moderna: sonhos de uma bala mgica 12

Progressos recentes na microbiologia 13

Os micrbios e o bem-estar humano 16

Reciclagem de elementos vitais 16

Tratamento de esgotos: utilizando os micrbios para reciclar a gua 17

Biorremediao: utilizando micrbios para limpar poluentes 17

Controle de pragas de insetos por micro-organismos 17

Biotecnologia moderna e Tecnologia do DNA recombinante 17

Os micrbios e as doenas humanas 18

Microbiota normal 18

Biofilmes 18

Doenas infecciosas 19

Doenas infecciosas emergentes 19

Resumo para estudo 22

Questes para estudo 23

2 Princpios Qumicos 26A estrutura dos tomos 27

Elementos qumicos 27

Configuraes eletrnicas 28

Como os tomos formam as molculas: ligaes qumicas 28

Ligaes inicas 28

Ligaes covalentes 30

Pontes de hidrognio 31

Peso molecular e mol 32

Reaes qumicas 32

Energia nas reaes qumicas 32

Reaes de sntese 32

Reaes de decomposio 32

Reaes de troca 33

Molculas biolgicas importantes 34

A reversibilidade das reaes qumicas 34

Compostos inorgnicos 34

gua 34

cidos, bases e sais 35

Equilbrio cido-bsico: o conceito de pH 35

Compostos orgnicos 37

Estrutura e qumica 37

Carboidratos 38

Lipdeos 40

Protenas 41

cidos nucleicos 45

Trifosfato de adenosina (ATP) 47



3 Observando Micro-organismos Atravs do Microscpio 54Unidades de medida 55

Microscopia: os instrumentos 55

Microscopia ptica 56

Microscopia de dois ftons 62

Microscopia acstica de varredura 63

Microscopia eletrnica 63

Microscopia de varredura por sonda 65

Preparao de amostras para microscopia ptica 68

Preparando esfregaos para colorao 68

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Sumrio xix

Coloraes simples 69

Coloraes diferenciais 69

Coloraes especiais 71



4 Anatomia Funcional de Clulas Procariticas e Eucariticas 76A CLULA PROCARITICA 77

Comparando as clulas procariticas e eucariticas: viso geral 77

O tamanho, a forma e o arranjo das clulas bacterianas 77

Estruturas externas da parede celular 79

Glicoclice 79

Flagelos 81

Filamentos axiais 82

Fmbrias e pili 83

A parede celular 84

Composio e caractersticas 85

Paredes celulares e mecanismo da colorao de Gram 87

Paredes celulares atpicas 87

Dano parede celular 88

Estruturas internas parede celular 89

A membrana plasmtica (citoplasmtica) 89

O movimento de materiais atravs das membranas 91

Citoplasma 94

O nucleoide 94

Ribossomos 95

Incluses 95

Endosporos 96

A CLULA EUCARITICA 98

Flagelos e clios 98

A parede celular e o glicoclice 98

A membrana plasmtica (citoplasmtica) 100

Citoplasma 100

Ribossomos 101

Organelas 102

O ncleo 102

Retculo endoplasmtico 103

Complexo de Golgi 103

Lisossomos 104

Vacolos 104

Mitocndrias 104

Cloroplastos 105

Peroxissomos 105

Centrossomo 105

A evoluo dos eucariotos 105



Reviso 110

5 Metabolismo Microbiano 113Reaes catablicas e anablicas 114

Enzimas 115

Teoria de coliso 115

Enzimas e reaes qumicas 115

Especificidade e eficincia enzimtica 116

Nomenclatura das enzimas 116

Componentes das enzimas 116

O mecanismo da ao enzimtica 117

Fatores que influenciam a atividade enzimtica 118

Inibio por retroalimentao 120

Ribozimas 121

Produo de energia 121

Reaes de oxidao-reduo 121

A gerao de ATP 122

Vias metablicas de produo de energia 123

Catabolismo de carboidratos 123

Gliclise 124

Alternativas gliclise 125

Respirao celular 127

Fermentao 132

Catabolismo dos lipdeos e das protenas 136

Testes bioqumicos e identificao bacteriana 137

Fotossntese 140

As reaes dependentes de luz: fotofosforilao 140

As reaes independentes de luz: o ciclo de Calvin-Benson 140

Um resumo dos mecanismos de produo de energia 141

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xx Sumrio

Diversidade metablica entre os organismos 142

Fotoautotrficos 143

Foto-heterotrficos 145

Quimioautotrficos 145

Quimio-heterotrficos 145

Vias metablicas de uso de energia 145

Biossntese de polissacardeos 146

Biossntese de lipdeos 146

Biossntese de aminocidos e protenas 146

Biossntese de purinas e pirimidinas 147

A integrao do metabolismo 147



6 Crescimento Microbiano 156Fatores necessrios para o crescimento 157

Fatores fsicos 157

Fatores qumicos 160

Biofilmes 162

Meio de cultura 164

Meio quimicamente definido 165

Meio complexo 165

Meios e mtodos para o crescimento anaerbico 166

Tcnicas especiais de cultura 167

Meios de cultivo seletivo e diferencial 168

Meios de enriquecimento 169

Obteno de culturas puras 169

Preservao de culturas bacterianas 170

Crescimento de culturas bacterianas 171

Diviso bacteriana 171

Tempo de gerao 171

Representao logartmica das populaes bacterianas 171

Fases do crescimento 172

Medida direta do crescimento microbiano 174

Determinao do nmero de bactrias por mtodos indiretos 178



Pensamento crtico 182

7 Controle do Crescimento Microbiano 184A terminologia do controle microbiano 185

A taxa de morte microbiana 186

Aes dos agentes de controle microbiano 186

Alterao na permeabilidade da membrana 186

Danos s protenas e aos cidos nucleicos 187

Mtodos fsicos de controle microbiano 187

Calor 188

Filtrao 191

Baixas temperaturas 191

Alta presso 192

Dessecao 192

Presso osmtica 192

Radiao 192

Mtodos qumicos de controle microbiano 195

Princpios da desinfeco efetiva 195

Avaliando um desinfetante 195

Tipos de desinfetantes 195

Caractersticas e controle microbiano 202



8 Gentica Microbiana 210Estrutura e funo do material gentico 211

Gentipo e fentipo 211

DNA e cromossomos 211

O fluxo da informao gentica 212

Replicao do DNA 212

RNA e sntese proteica 215

A regulao da expresso gnica bacteriana 221

Represso e induo 224

O modelo operon de expresso gnica 224

Regulao positiva 225

Mutao: alterao no material gentico 226

Tipos de mutaes 227

Mutagnicos 229

A frequncia de mutao 231

Identificando mutantes 231

Identificando carcingenos qumicos 232

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Sumrio xxi

Transferncia gentica e recombinao 233

Transformao em bactrias 234

Conjugao em bactrias 236

Transduo em bactrias 237

Plasmdeos e transposons 237

Genes e evoluo 241



9 Biotecnologia e DNA Recombinante 246Introduo biotecnologia 247

Tecnologia do DNA recombinante 247

Viso geral da tecnologia do DNA recombinante 247

Ferramentas da biotecnologia 247

Seleo 249

Mutao 249

Enzimas de restrio 249

Vetores 250

Reao em cadeia da polimerase 251

Tcnicas de engenharia gentica 253

Insero de DNA exgeno nas clulas 253

Obteno do DNA 254

Selecionando um clone 256

Fazendo um produto gnico 257

Aplicaes da engenharia gentica 258

Aplicaes teraputicas 258

O Projeto Genoma Humano 261

Aplicaes cientficas 261

Aplicaes na agricultura 264

Questes de segurana e tica na engenharia gentica 268



10 Classificao dos Micro-organismos 273O estudo das relaes filogenticas 274

Os trs domnios 274

A hierarquia filogentica 277

Classificao dos organismos 278

Nomenclatura cientfica 278

A hierarquia taxonmica 279

Classificao dos procariotos 279

Classificao dos eucariotos 281

Classificao dos vrus 282

Mtodos para classificao e identificao de micro-organismos 282

Caractersticas morfolgicas 284

Colorao diferencial 285

Testes bioqumicos 285

Sorologia 287

Fagotipagem 288

Perfil de cidos graxos 288

Citometria de fluxo 288

Composio de bases do DNA 288

Fingerprinting de DNA 289

Reao em cadeia da polimerase 290

Hibridizao de cidos nucleicos 291

Unindo os mtodos de classificao 293



11 Procariotos: Domnios Bacteria e Archaea 299Grupos procariticos 300

DOMNIO BACTERIA 302

Proteobactrias 302

As alfa-proteobactrias 303

As beta-proteobactrias 305

As gama-proteobactrias 306

As delta-proteobactrias 312

As epsilon-proteobactrias 312

Bactrias gram-negativas no proteobactrias 313

Cianobactrias (bactrias fotossintticas oxignicas) 313

Bactrias fotossintticas prpuras e verdes (bactrias fotossintticas anoxignicas) 315

Bactrias gram-positivas 315

Firmicutes (bactrias gram-positivas com baixo ndice de G + C) 316

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xxii Sumrio

Actinobacteria (bactrias gram-positivas com alto ndice de G + C) 320

Planctomycetes 322

Chlamydiae 322

Spirochaetes 322

Bacteroidetes 324

Fusobacteria 324

DOMNIO ARCHAEA 325

DIVERSIDADE MICROBIANA 325

Diversidade entre as Archaea 325

Descobertas que ilustram a extenso da diversidade 326



12 Eucariotos: Fungos, Algas, Protozorios e Helmintos 329Fungos 330

Caractersticas dos fungos 331

Filos de fungos de importncia mdica 333

Doenas causadas por fungos 336

Efeitos econmicos dos fungos 339

Liquens 339

Algas 340

Caractersticas das algas 341

Filos selecionados das algas 342

O papel das algas na natureza 344

Protozorios 345

Caractersticas dos protozorios 346

Filos de protozorios de importncia mdica 346

Fungos gelatinosos 351

Helmintos 352

Caractersticas dos helmintos 353

Platelmintos 356

Nematodas 358

Artrpodes como vetores 361



13 Vrus, Viroides e Prions 367Caractersticas gerais dos vrus 368

Espectro de hospedeiros 368

Tamanho dos vrus 369

Estrutura viral 370

cido nucleico 371

Capsdeo e envelope 372

Morfologia geral 373

Taxonomia dos vrus 373

Isolamento, cultivo e identificao de vrus 374

O cultivo de bacterifagos em laboratrio 374

O cultivo de vrus animais em laboratrio 377

Identificao viral 379

Multiplicao viral 379

Multiplicao de bacterifagos 379

Multiplicao de vrus animais 382

Vrus e cncer 389

Transformao de clulas normais em clulas tumorais 390

Vrus de DNA oncognicos 391

Vrus de RNA oncognicos 391

Infeces virais latentes 392

Infeces virais persistentes 392

Prions 392

Vrus de plantas e viroides 393



14 Princpios de Doena e Epidemiologia 399Patologia, infeco e doena 400

Microbiota normal 400

Relaes entre a microbiota normal e o hospedeiro 401

Micro-organismos oportunistas 403

Cooperao entre micro-organismos 404

Etiologia das doenas infecciosas 404

Postulados de Koch 404

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Sumrio xxiii

Excees aos postulados de Koch 404

Classificao das doenas infecciosas 406

Ocorrncia de uma doena 406

Gravidade e durao de uma doena 406

Extenso do envolvimento do hospedeiro 407

Padres de doena 407

Fatores predisponentes 408

Desenvolvimento da doena 408

Disseminao da infeco 409

Reservatrios de infeco 409

Transmisso de doenas 409

Infeces nosocomiais (adquiridas em hospitais) 413

Micro-organismos no hospital 413

Hospedeiro comprometido 414

Cadeia de transmisso 415

Controle das infeces nosocomiais 416

Doenas infecciosas emergentes 416

Epidemiologia 418

Epidemiologia descritiva 419

Epidemiologia analtica 419

Epidemiologia experimental 420

Notificao de casos 420

O Centro de Controle e Preveno de Doenas (CDC) 420



15 Mecanismos Microbianos de Patogenicidade 428Como os micro-organismos infectam o hospedeiro 429

Portas de entrada 429

As portas de entrada preferenciais 429

Nmeros de micro-organismos invasores 429

Aderncia 431

Como os patgenos bacterianos ultrapassam as defesas do hospedeiro 432

Cpsulas 432

Componentes da parede celular 432

Enzimas 432

Variao antignica 433

Penetrao no citoesqueleto das clulas do hospedeiro 433

Como os patgenos bacterianos danificam as clulas do hospedeiro 434

Utilizando os nutrientes do hospedeiro: siderforos 434

Dano direto 434

A produo de toxinas 434

Plasmdeos, lisogenia e patogenicidade 439

Propriedades patognicas dos vrus 441

Mecanismos virais para evaso das defesas do hospedeiro 441

Efeitos citopticos dos vrus 441

Propriedades patognicas de fungos, protozorios, helmintos e algas 442

Fungos 443

Protozorios 443

Helmintos 444

Algas 444

Portas de sada 444



16 Imunidade Inata: Defesas Inespecficas do Hospedeiro 449PRIMEIRA LINHA DE DEFESA: PELE E MEMBRANAS MUCOSAS 450

Conceito de imunidade 450

Fatores fsicos 451

Fatores qumicos 453

Microbiota normal e imunidade inata 453

SEGUNDA LINHA DE DEFESA 454

Elementos constituintes do sangue 454

Sistema linftico 456

Fagcitos 457

Aes das clulas fagocticas 457

Mecanismo da fagocitose 458

Evaso microbiana da fagocitose 459

Inflamao 460

Vasodilatao e aumento da permeabilidade vascular 460

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xxiv Sumrio

Migrao de fagcitos e fagocitose 462

Reparo tecidual 462

Febre 463

Substncias antimicrobianas 463

Sistema complemento 463

Interferons 468

Protenas de ligao ao ferro 470

Peptdeos antimicrobianos 470



17 Imunidade Adaptativa: Defesas Especficas do Hospedeiro 476Sistema imune adaptativo 477

Natureza dupla do sistema imune adaptativo 477

Imunidade humoral 477

Imunidade celular 477

Antgenos e anticorpos 478

A natureza dos antgenos 478

A natureza dos anticorpos 479

Clulas B e imunidade humoral 481

Seleo clonal de clulas produtoras de anticorpos 482

Diversidade de anticorpos 484

Ligao antgeno-anticorpo e suas consequncias 484

Clulas T e imunidade celular 486

Classes de clulas T 487

Clulas T auxiliares (clulas T CD4+) 487

Clulas T citotxicas (clulas T CD8+) 488

Clulas T reguladoras 489

Clulas apresentadoras de antgeno (APCs) 489

Clulas dendrticas 490

Macrfagos 490

Morte extracelular pelo sistema imune 491

Citotoxicidade celular dependente de anticorpo 491

Citocinas: mensageiros qumicos das clulas imunolgicas 491

Memria imunolgica 493

Tipos de imunidade adaptativa 494



18 Aplicaes Prticas da Imunologia 500Vacinas 501

Princpios e efeitos da vacinao 501

Tipos de vacinas e suas caractersticas 501

O desenvolvimento de novas vacinas 504

Segurana das vacinas 506

Imunodiagnstico 507

Testes diagnsticos com base imunolgica 507

Anticorpos monoclonais 507

Reaes de precipitao 509

Reaes de aglutinao 510

Reaes de neutralizao 512

Reaes de fixao do complemento 512

Tcnicas de anticorpos fluorescentes 513

Ensaio imunossorvente ligado enzima (ELISA) 514

Western blotting (immunoblotting) 516

O futuro da teraputica e do diagnstico imunolgicos 516



19 Distrbios Associados ao Sistema Imune 522Hipersensibilidade 523

Reaes tipo I (anafilticas) 523

Reaes tipo II (citotxicas) 526

Reaes tipo III (imunocomplexos) 528

Reaes tipo IV (celulares tardias) 529

Doenas autoimunes 532

Reaes autoimunes citotxicas 532

Reaes autoimunes por imunocomplexos 532

Reaes autoimunes mediadas por clulas 532

Reaes relacionadas ao complexo do antgeno leucocitrio humano (HLA) 533

Reaes aos transplantes 534

Imunossupresso 536

O sistema imune e o cncer 537

Imunoterapia do cncer 538

Imunodeficincias 538

Imunodeficincias congnitas 538

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Sumrio xxv

Imunodeficincias adquiridas 538

Sndrome da imunodeficincia adquirida (Aids) 539

A origem da Aids 540

Infeco por HIV 540

Mtodos diagnsticos 545

Transmisso do HIV 545

Aids no mundo 546

Preveno e tratamento da Aids 547

A epidemia da Aids e a importncia da pesquisa cientfica 548



20 Drogas Antimicrobianas 553A histria da quimioterapia 554

A descoberta de antibiticos hoje 554

O espectro de atividade antimicrobiana 555

Ao das drogas antimicrobianas 555

Inibio da sntese de parede celular 556

Inibio da sntese proteica 556

Dano membrana plasmtica 558

Inibio da sntese de cidos nucleicos 558

Inibio da sntese de metablitos essenciais 558

Anlise das drogas antimicrobianas comumente utilizadas 559

Antibiticos antibacterianos: inibidores da sntese de parede celular 559

Antibiticos antimicobacterianos 563

Inibidores da sntese proteica 563

Dano membrana plasmtica 566

Inibidores da sntese de cidos nucleicos (DNA/RNA) 567

Inibidores competitivos da sntese de metablitos essenciais 567

Drogas antifngicas 567

Drogas antivirais 569

Drogas anti-helmnticas e antiprotozoticas 571

Testes para orientar a quimioterapia 572

Mtodos de difuso 572

Testes de diluio em meio lquido 572

Resistncia a drogas antimicrobianas 573

Mecanismo de resistncia 574

Uso inadequado de antibiticos 575

Custo e preveno da resistncia 576

Uso seguro dos antibiticos 576

Efeitos da combinao de drogas 578

O futuro dos agentes quimioterpicos 578

Peptdeos antimicrobianos 578

Agentes antissenso 579



21 Doenas Microbianas da Pele e dos Olhos 584Estrutura e funo da pele 585

Membranas mucosas 585

Microbiota normal da pele 585

Doenas microbianas da pele 586

Doenas bacterianas da pele 586

Doenas virais da pele 595

Doenas fngicas da pele e das unhas 600

Infestaes parasitrias da pele 602

Doenas microbianas dos olhos 603

Inflamao das membranas dos olhos: conjuntivite 603

Doenas bacterianas dos olhos 603

Outras doenas infecciosas dos olhos 605



22 Doenas Microbianas do Sistema Nervoso 610Estrutura e funo do sistema nervoso 611

Doenas bacterianas do sistema nervoso 611

Meningite bacteriana 612

Ttano 615

Botulismo 616

Lepra 619

Doenas virais do sistema nervoso 620

Poliomielite 620

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xxvi Sumrio

Raiva 622

Encefalite por arbovrus 624

Doenas fngicas do sistema nervoso 626

Meningite por Cryptococcus neoformans (criptococose) 626

Doenas protozoticas do sistema nervoso 627

Tripanossomase africana 627

Meningoencefalite amebiana 629

Doenas do sistema nervoso causadas por prions 629

Encefalopatia espongiforme bovina e doena de Creutzfeldt-Jakob variante 631

Doenas causadas por agentes no identificados 633

Sndrome da fadiga crnica 633



23Doenas Microbianas dos Sistemas Cardiovascular e Linftico 637

Estrutura e funo dos sistemas cardiovascular e linftico 638

Doenas bacterianas dos sistemas cardiovascular e linftico 638

Sepse e choque sptico 639

Infeces bacterianas do corao 641

Febre reumtica 641

Tularemia 642

Brucelose (febre ondulante) 643

Antraz 645

Gangrena 646

Doenas sistmicas causadas por mordidas e arranhes 646

Doenas transmitidas por vetores 648

Doenas virais dos sistemas cardiovascular e linftico 655

Linfoma de Burkitt 655

Mononucleose infecciosa 656

Outras doenas e vrus Epstein-Barr 657

Infeces por citomegalovrus 658

Febre de chikungunya 658

Febres hemorrgicas virais clssicas 658

Febres hemorrgicas virais emergentes 659

Doenas protozoticas dos sistemas cardiovascular e linftico 660

Doena de Chagas (tripanossomase americana) 661

Toxoplasmose 661

Malria 663

Leishmaniose 665

Babesiose 666

Doenas helmnticas dos sistemas cardiovascular e linftico 666

Esquistossomose 666

Dermatite do nadador 667



24 Doenas Microbianas do Sistema Respiratrio 674Estrutura e funo do sistema respiratrio 675

Microbiota normal do sistema respiratrio 675

DOENAS MICROBIANAS DO TRATO RESPIRATRIO SUPERIOR 676

Doenas bacterianas do trato respiratrio superior 677

Faringite estreptoccica 677

Febre escarlate/escarlatina 677

Difteria 677

Otite mdia 679

Doenas virais do trato respiratrio superior 679

Resfriado comum 679

DOENAS MICROBIANAS DO TRATO RESPIRATRIO INFERIOR 680

Doenas bacterianas do trato respiratrio inferior 680

Coqueluche (tosse comprida) 680

Tuberculose 682

Pneumonias bacterianas 685

Melioidose 690

Doenas virais do trato respiratrio inferior 692

Pneumonia viral 692

Vrus sincicial respiratrio (RSV) 692

Influenza (gripe) 692

Doenas fngicas do trato respiratrio inferior 695

Histoplasmose 695

Coccidioidomicose 696

Pneumonia por Pneumocystis 697

Tortora_iniciais.indd xxvi 27/06/11 16:26

Sumrio xxvii

Blastomicose (blastomicose norte-americana) 697

Outros fungos envolvidos em doenas respiratrias 697



25 Doenas Microbianas do Sistema Digestrio 705Estrutura e funo do sistema digestrio 706

Microbiota normal do sistema digestrio 706

Doenas bacterianas da boca 707

Cries dentrias (decaimento dentrio) 707

Doena periodontal 709

Doenas bacterianas do sistema digestrio inferior 710

Intoxicao alimentar estafiloccica (enterotoxicose estafiloccica) 711

Shigelose (disenteria bacilar) 712

Salmonelose (gastrenterite por Salmonella) 712

Febre tifoide 714

Clera 716

Vibries no colricos 717

Gastrenterite por Escherichia coli 717

Gastrenterites por Campylobacter 718

lcera pptica por Helicobacter 718

Gastrenterite por Yersinia 720

Gastrenterite por Clostridium perfringens 720

Diarreia associada ao Clostridium difficile 720

Gastrenterite por Bacillus cereus 720

Doenas virais do sistema digestrio 721

Caxumba 721

Hepatite 721

Gastrenterite viral 728

Doenas fngicas do sistema digestrio 729

Intoxicao por ergot 730

Intoxicao por aflatoxina 730

Doenas protozoticas do sistema digestrio 730

Giardase 730

Criptosporidiose 731

Infeco diarreica por Cyclospora 731

Disenteria amebiana (amebase) 731

Doenas helmnticas do sistema digestrio 732

Tenases 732

Hidatidose 733

Nematdeos 734



26Doenas Microbianas dos Sistemas Urinrio e Reprodutivo 743

Estrutura e funo do sistema urinrio 744

Estrutura e funo do sistema reprodutivo 744

Microbiota normal dos sistemas urinrio e reprodutivo 745

DOENAS DO SISTEMA URINRIO 746

Doenas bacterianas do sistema urinrio 746

Cistite 746

Pielonefrite 746

Leptospirose 746

DOENAS DO SISTEMA REPRODUTIVO 747

Doenas bacterianas do sistema reprodutivo 747

Gonorreia 747

Uretrite no gonoccica 750

Doena inflamatria plvica (DIP) 751

Sfilis 752

Linfogranuloma venreo (LGV) 755

Cancroide (cancro mole) 756

Vaginose bacteriana 756

Doenas virais do sistema reprodutivo 757

Herpes genital 757

Verrugas genitais 758

Aids 758

Doenas fngicas do sistema reprodutivo 758

Candidase 758

Protozoose do sistema reprodutivo 760

Tricomonase 760

Painel de testes Torch 760



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xxviii Sumrio

27 Microbiologia Ambiental 766Diversidade microbiana e habitats 767

Simbiose 767

Microbiologia do solo e ciclos biogeoqumicos 768

Ciclo do carbono 768

Ciclo do nitrognio 770

Ciclo do enxofre 772

Vida sem a luz solar 773

Ciclo do fsforo 774

Degradao de produtos qumicos sintticos no solo e na gua 775

Microbiologia aqutica e tratamento de esgoto 776

Micro-organismos aquticos 776

Papel dos micro-organismos na qualidade da gua 778

Tratamento de gua 782

Tratamento de esgoto (guas residuais) 783



28 Microbiologia Industrial e Aplicada 793Microbiologia dos alimentos 794

Alimentos e doenas 794

Alimentos enlatados industrialmente 794

Empacotamento assptico 795

Radiao e preservao de alimentos industriais 796

Preservao de alimentos por alta presso 797

Papel dos micro-organismos na produo de alimentos 797

Microbiologia industrial 800

Tecnologia das fermentaes 802

Produtos industriais 804

Fontes alternativas de energia que utilizam micro-organismos 806

Biocombustveis 807

Microbiologia industrial e o futuro 808



Respostas das questes de reviso e mltipla escolha 813

Apndice A Vias metablicas 835

Apndice B Expoentes, notao exponencial, logaritmos e tempo de gerao 841

Apndice C Mtodos para coleta de amostras clnicas 842

Apndice D Pronncia de nomes cientficos 843

Apndice E Radicais utilizados em microbiologia 847

Apndice F Classificao das bactrias de acordo com o Bergeys Manual 850

Glossrio 857

Crditos 873

ndice 877

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FIGURAS FUNDAMENTAISFigura 2.16 A estrutura do DNA 48Figura 3.2 Tamanhos e resolues 58Figura 4.6 A estrutura de uma clula procaritica 80Figura 5.11 Uma viso geral da respirao e da

fermentao 125Figura 6.15 A curva de crescimento bacteriano 173Figura 7.1 Uma curva de morte microbiana 187Figura 8.2 O fluxo da informao gentica 213Figura 9.1 Um procedimento tpico de engenharia

gentica 248Figura 10.1 O sistema dos trs domnios 275Figura 13.15 Replicao de um vrus animal contendo

DNA 386Figura 14.3 Postulados de Koch 405Figura 15.4 Exotoxinas e endotoxinas 435Figura 15.9 Mecanismos microbianos de

patogenicidade 445Figura 16.7 O mecanismo da fagocitose 458Figura 16.9 Consequncias da ativao do

complemento 464Figura 17.19 A natureza dupla do sistema imune

adaptativo 496Figura 18.2 A produo de anticorpos monoclonais 508Figura 19.16 A progresso da infeco pelo HIV 543Figura 20.2 Principais modos de ao das drogas

antimicrobianas 556Figura 20.20 Resistncia a antibiticos 575

FOCO CLNICOTuberculose humana cidade de Nova Iorque 144Infeco sangunea aps cateterizao 164Infeco aps a injeo de esteroides 201Rastreando o vrus do Oeste do Nilo (WNV, de West Nile

virus) 223Norovrus quem o responsvel pelo surto? 266A causa mais frequente da diarreia recreacional aqutica 355Influenza: cruzando a barreira de espcies 370Infeces nosocomiais 422Inflamaes oculares 440Um problema de sade mundial 505Um exantema tardio 531Antibiticos na rao animal esto ligados a doenas em seres

humanos 577Infeces nos ginsios 593Uma doena neurolgica 625Uma criana doente 644Surto 691Uma infeco alimentar 715

Sobrevivncia do mais forte 751Biossensores: bactrias que detectam poluentes e

patgenos 780

APLICAES DA MICROBIOLOGIAProjeto de jeans: feito por micrbios? 3Biorremediao bactrias limpando a poluio 33O que este limo? 57Por que os microbiologistas estudam os cupins? 107O que fermentao? 135Mortalidade em massa de mamferos marinhos preocupa a

microbiologia veterinria 283As bactrias e o sexo dos insetos 307Coleta de soro 467Interleucina-12: a prxima bala mgica? 493Proteo contra o bioterrorismo 649Uma fonte segura de sangue 727De doenas de plantas a xampus e molhos para saladas 801

DOENAS EM FOCO21.1: Erupes maculares 58921.2: Erupes vesiculares e pustulares 59021.3: Vermelhido em placas e condies semelhantes a

espinhas 59221.4: Doenas microbianas oculares 60422.1: Meningite e encefalite 61722.2: Tipos de encefalites arbovirais 62822.3: Doenas microbianas com sintomas neurolgicos ou

paralisia 63223.1: Infeces de reservatrios humanos 64323.2: Infeces de reservatrios animais transmitidas por

contato Direto 65023.3: Infeces transmitidas por vetores 65123.4: Febres hemorrgicas virais 66023.5: Infeces transmitidas pelo solo e pela gua 66824.1: Doenas microbianas do trato respiratrio superior 68124.2: Pneumonias bacterianas comuns 68724.3: Doenas microbianas do trato respiratrio inferior 69925.1: Doenas da boca 71025.2: Doenas bacterianas do sistema digestrio inferior 72225.3: Caractersticas das hepatites virais 72425.4: Doenas virais do sistema digestrio 72925.5: Doenas fngicas, protozoticas e helmnticas do

sistema digestrio inferior 73426.1: Doenas bacterianas do sistema urinrio 74826.2: Caractersticas dos tipos mais comuns de vaginites e

vaginoses 75926.3: Doenas microbianas do sistema reprodutivo 761

DESTAQUES

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1 O Mundo Microbiano e VocO tema central deste livro-texto a relao entre os micrbios (organismos muito pequenos que em

geral somente podem ser visualizados com o uso de um microscpio) e nossas vidas. Essa relao

no envolve somente os efeitos prejudiciais de certos micro-organismos, como doenas e deterio-

rao dos alimentos, mas tambm seus efeitos benficos. Neste captulo, apresentaremos de que

forma os micrbios afetam as nossas vidas. Eles tm sido estudados continuamente, como ser

visto na histria resumida sobre a microbiologia que inicia este captulo. Ento discutiremos a gran-

de diversidade de micro-organismos e sua importncia ecolgica na manuteno do equilbrio do

ambiente pela reciclagem dos elementos qumicos, como o carbono e o nitrognio, entre o solo, os

organismos e a atmosfera. Examinaremos tambm como os micrbios so utilizados em aplicaes

comerciais e industriais para produzir alimentos, qumicos e drogas (como antibiticos), e tambm

para o tratamento de detritos, o controle de pestes e a limpeza de poluentes. Finalmente, discutire-

mos o papel dos micrbios como agentes causadores de doenas como a gripe aviria, a encefalite

do oeste do Nilo, a doena da vaca louca, a diarreia, a febre hemorrgica e a Aids.

SOB O MICROSCPIOBactrias sobre a lngua. A maioria das bactrias descobertas na boca inofensiva.

Os comerciais anunciam que as bactrias e os vrus esto em toda a parte da sua casa e que voc deve comprar produtos de limpeza anti-bacterianos. Voc realmente deveria fazer isto?

Procure pela resposta neste captulo.

P&R

Tortora_01.indd 1 27/06/11 14:37


Os micrbios em nossas vidas

OBJETIVO DO APRENDIZADO

1-1 Citar vrias maneiras pelas quais os micrbios afetam nossas

vidas.

Para muitas pessoas, as palavras germe e micrbio representam um grupo de criaturas minsculas que no se encaixam muito bem nas categorias de uma pergunta antiga: um animal, vegetal ou mine-ral? Os micrbios, tambm chamados de micro-organismos, so formas de vida diminuta individualmente muito pequenas para se-rem vistas a olho nu. O grupo inclui bactrias (Captulo 11), fungos (leveduras e fungos filamentosos), protozorios e algas microsc-picas (Captulo 12). Neste grupo tambm esto os vrus, entidades acelulares algumas vezes consideradas a fronteira entre seres vivos e no vivos (Captulo 13). Voc ser apresentado a cada um desses grupos de micrbios em breve.

Tendemos a associar estes pequenos organismos somente a doenas graves como a Aids, as infeces desagradveis, ou incon-venientes comuns como a deteriorao de alimentos. Contudo, a maioria dos micro-organismos contribui de modo essencial na ma-nuteno do equilbrio dos organismos vivos e dos elementos qu-micos no nosso ambiente. Micro-organismos marinhos e de gua doce constituem a base da cadeia alimentar em oceanos, lagos e rios. Micrbios do solo ajudam a degradar detritos e incorporam nitrognio gasoso do ar em compostos orgnicos, reciclando assim os elementos qumicos entre o solo, a gua, os seres vivos e o ar. Certos micrbios tm um papel fundamental na fotossntese, um processo gerador de oxignio e alimento que crucial para a vida na Terra. Os seres humanos e muitos outros animais dependem dos micrbios em seus intestinos para a digesto e a sntese de algumas vitaminas que seus corpos requerem, incluindo algumas vitaminas do complexo B, para o metabolismo, e vitamina K, para a coagula-o do sangue.

Os micro-organismos tambm possuem muitas aplicaes comerciais, sendo usados na sntese de produtos qumicos como vitaminas, cidos orgnicos, enzimas, alcois e muitas drogas. Os processos pelos quais os micrbios produzem acetona e butanol foram descobertos em 1914 por Chaim Weizmann, um qumico nascido na Rssia, trabalhando na Inglaterra. Quando a Primeira Guerra Mundial iniciou, em agosto daquele ano, a produo de ace-tona foi muito importante para a fabricao de cordite (uma forma de plvora sem fumaa utilizada em munies). A descoberta de Weizmann teve um papel significativo no resultado da guerra.

A indstria de alimentos tambm usa micrbios para produzir vinagre, chucrute, picles, bebidas alcolicas, azeitonas verdes, mo-lho de soja, manteiga, queijos, iogurte e po. Alm disso, enzimas produzidas por micrbios podem ser manipuladas de modo que os micrbios produzam substncias que normalmente no sinteti-zariam. Estas substncias incluem celulose, digestivos e compostos para limpeza de tubulaes, alm de substncias de grande impor-tncia teraputica como a insulina. As enzimas microbianas podem at mesmo ter ajudado a produzir o seu jeans favorito (veja o qua-dro na pgina ao lado).

Apesar de apenas uma minoria dos micro-organismos ser pa-tognica (causadora de doenas), o conhecimento prtico sobre os micrbios necessrio para a medicina e as cincias relacionadas

sade. Por exemplo, os funcionrios de hospitais devem ser capazes de proteger os pacientes de micrbios comuns, que normalmente so inofensivos, mas podem ser nocivos para pessoas doentes e de-bilitadas.

Atualmente sabemos que os micro-organismos so encon-trados em quase todos os lugares. H at pouco tempo, antes da inveno do microscpio, os micrbios eram desconhecidos para os cientistas. Milhares de pessoas morreram devido a epidemias devastadoras, cujas causas no eram conhecidas. Famlias inteiras morreram porque as vacinas e os antibiticos no estavam dispon-veis para combater as infeces.

Podemos ter uma ideia de como nossos conceitos atuais sobre microbiologia se desenvolveram observando alguns dos marcos histricos da microbiologia que modificaram as nossas vidas. Pri-meiro, contudo, iremos observar os principais grupos microbianos e como os micro-organismos so nomeados e classificados.


3 Descreva algumas das aes benficas e malficas dos micrbios.

1-1*

Nomeando e classificando os micro-organismos

OBJETIVOS DO APRENDIZADO

1-2 Reconhecer o sistema de nomenclatura cientfica que utiliza dois

nomes: um gnero e um epteto especfico.

1-3 Diferenciar as principais caractersticas de cada grupo de

micro-organismo.

1-4 Listar os trs domnios microbianos.

Nomenclatura

O sistema de nomenclatura (nomeao) para organismos em uso atualmente foi estabelecido em 1735 por Carolus Linnaeus. Os no-mes cientficos so latinizados porque o latim era a lngua tradi-cionalmente utilizada pelos estudantes. A nomenclatura cientfica designa para cada organismo dois nomes o gnero o primei-ro nome, sendo sempre iniciado com letra maiscula; o segundo nome o epteto especfico (nome das espcies), escrito sempre em letra minscula. O organismo designado pelos dois nomes, o gnero e o epteto especfico, e ambos so escritos em itlico ou su-blinhados. Por conveno, aps um nome cientfico ter sido men-cionado uma vez, ele pode ser abreviado com a inicial do gnero seguida pelo epteto especfico.

Os nomes cientficos podem, entre outras coisas, descrever um organismo, homenagear um pesquisador ou identificar os hbitos de uma espcie. Por exemplo, considere o Staphylococcus aureus, uma bactria comumente encontrada na pele humana. Staphylo descreve o arranjo em cacho das clulas desta bactria; coccus indi-ca que as clulas tm a forma semelhante a esferas. O epteto espec-fico, aureus, significa ouro em latim, a cor de muitas colnias dessa bactria. A Tabela 1.1 contm mais exemplos. As basctrias do g-

* Os nmeros em laranja logo aps as perguntas de TESTE SEU CONHECIMEN-TO se referem aos OBJETIVOS DO APRENDIZADO correspondentes.

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Microbiologia 3

nero Escherichia coli foram nomeadas em homenagem ao cientista Theodor Escherich, enquanto o epteto especfico, coli, lembra-nos que a E. coli vive no colo ou intestino grosso.


3 Diferencie um gnero de um epteto especfico. 1-2

Tipos de micro-organismosA classificao e a identificao de micro-organismos so discuti-das no Captulo 10. Aqui apresentaremos uma viso geral dos prin-cipais grupos.

BactriasBactrias (do latim, bacteria, singular: bacterium) so organismos relativamente simples e de uma nica clula (unicelulares). Como

O jeans azul de brim tem se tornado cada vez mais popular desde que Levi Strauss e Jacob Davis fizeram a primeira cala jeans para os mineradores de ouro da Califr-nia em 1873. Atualmente, as companhias que fabricam os jeans azuis esto voltando-se para a microbiologia para desenvolver mtodos de produo ambientalmente seguros, que minimi-zem os resduos txicos e os custos associados com o tratamento destes resduos. Alm disso, os mtodos microbiolgicos podem providenciar matria-prima renovvel abundante.

Stone Washing?Um brim mais malevel, chamado de Stone--washed, foi introduzido na dcada de 1980. O tecido no realmente lavado com pedras. En-zimas, chamadas de celulases, produzidas pelo fungo Trichoderma, so usadas para digerir parte da celulose do algodo, portanto amaciando--o. Ao contrrio de muitas reaes qumicas, as enzimas em geral atuam em temperaturas e pHs seguros. Alm disso, as enzimas so protenas, sendo portanto facilmente degradadas para re-moo do esgoto domstico.

TecidoA produo de algodo requer grandes exten-ses de terra e enormes quantidades de pesti-cidas e fertilizantes, e o rendimento da colheita depende do clima. Contudo, as bactrias podem produzir algodo e polister com menos impacto ambiental. Gluconacetobacter xylinus produz celulose ligando unidades de glicose em cadeias

simples na membrana externa da parede celular bacteriana. As microfibrilas de celulose so ex-pulsas atravs de poros na membrana externa, e pacotes de microfibrilas so entrelaados nas tiras.

BranqueamentoO perxido um agente branqueador mais se-guro que o cloro e pode ser facilmente removido do tecido e do esgoto domstico por enzimas. Os pesquisadores da Novo Nordisk Biotech clo-naram um gene de peroxidase de cogumelo em leveduras e cresceram as leveduras em condi-es de mquina de lavar. As leveduras que so-breviveram foram selecionadas como produtoras de peroxidase.

ndigoA sntese qumica de ndigo azul-escuro requer um pH elevado e produz resduos que explodem em contato com o ar. Contudo, uma companhia de biotecnologia da Califrnia, a Genencor, desenvolveu um mtodo para produzir ndigo utilizando bactrias. Nos laboratrios da Genen-cor, os pesquisadores introduziram o gene de uma

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