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Ana Paula Morais FernandesSusana Segura Muñoz

2CARACTERIZAÇÃO DAS BACTÉRIAS CAUSADORAS DE

DOENÇAS HUMANAS

Licenciatura em ciências · USP/ Univesp

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2.1 Introdução2.2 Morfologia bacteriana2.3 Estrutura Bacteriana

2.3.1 Estrutura Externa2.3.2 Estrutura Interna

2.3.2.1. Área Citoplasmática2.3.2.2. Área nuclear2.3.2.3 Esporos

2.4 Tipos de bactérias de acordo com suas exigências nutritivas2.5 Cultivo das Bactérias2.6 Reprodução e Crescimento

2.6.1 Reprodução2.6.2 Crescimento

2.7. Principais Bactérias causadoras de doenças humanas2.7.1 Flora bacteriana normal

2.8 Mecanismos de transmissão2.9 Respostas imunológicas contra infecção2.10 ConclusãoReferências

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Principais doenças infecciosas e parasitárias e seus condicionantes em populações humanas

Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 5

Objetivos da Aula:• Caracterizar as principais bactérias causadoras de doenças humanas, abordando

aspectos básicos como morfologia, estruturas celulares, nutrição, crescimento, modo de transmissão e respostas imunológicas contra infecção.

2.1 IntroduçãoComo você viu na aula anterior, as melhorias sanitárias e ambientais, o desenvolvimento de

novas tecnologias, como as vacinas e os antibióticos, a ampliação do acesso aos serviços de saúde

e as medidas de controle fizeram com que a mortalidade por doenças infecciosas se modificasse

bastante. Entretanto, as doenças infecciosas ainda se constituem em um dos principais problemas

de saúde pública no mundo. Doenças antigas ressurgem com outras características e doenças

novas se disseminam com uma velocidade impensável há algumas décadas.

Para melhor entender as doenças infecciosas humanas, causadas por bactérias, devemos estudar

alguns aspectos básicos das bactérias.

Este texto aborda algumas dessas características fundamentais das bactérias, tais como

morfologia, estruturas externa e interna, necessidades nutritiva e física para o seu crescimento

e reprodução, e, finalmente, uma descrição das principais bactérias de interesse médico,

abordando a flora bacteriana normal, tipos de infecção, mecanismos de transmissão e as respostas

imunológicas contra infecção.

Figura 2.1: Representação artística da diversidade bacteriana incluindo o tamanho, forma e configuração dos organismos.

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2 Caracterização das bactérias causadoras de doenças humanas


2.2 Morfologia bacterianaAspectos microscópicos, incluindo o tamanho, forma e configuração dos organismos são as

formas iniciais de diferenciação bacteriana. Dessa maneira, as características principais das células

bacterianas estão relacionadas com suas dimensões, forma, estrutura e arranjo. Esses elementos

constituem a morfologia da célula (Figura 2.2). Embora existam milhares de espécies bacte-

rianas diferentes, os organismos isolados apresentam uma das três formas gerais:

1. As células bacterianas esféricas ou elipsoidais são chamadas de cocos e podem

apresentar denominações diferentes de acordo com o seu arranjo, vistos na Figura 2.2.

• Diplococos: cocos agrupados aos pares, Ex.: Neisseria meningitidis, também conhecido

como meningococo, que causa a meningite meningocócica.

• Tétrades: agrupamentos de quatro cocos.

• Sarcina: agrupamentos de oito cocos em forma cúbica.

• Estreptococos: cocos agrupados em cadeias, Ex.: Streptococcus pneumoniae, também

conhecido como pneumococo, que causa a pneumonia.

• Estafilococos: cocos em grupos irregulares, lembrando cachos de uva, Ex.: Staphylococcus

aureus, que pode causar impetigo, furúnculo e até endocardite.

2. As células bacterianas cilíndricas ou em bastonetes, também chamadas de bacilos,

comumente se apresentam isoladas, e ocasionalmente ocorrem aos pares ou em cadeias

(Figura 2.1).

• Diplobacilo: bastonetes agrupados aos pares.

• Estreptobacilos: bastonetes agrupados em cadeias.

• Paliçada: bastonetes alinhados lado a lado como palitos de fósforo, Ex.: Corynebacterium

diphtheriae, bacilo da difteria.

• Tricomas: similares a cadeias de bastonetes, mas com uma área de contato muito

maior entre as células adjacentes.

elipsoidal ou esférica cilíndrica ou em bastonete espiralada

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3. As bactérias espiraladas (singular = spirillum; plural = spirilla) ocorrem, predominante-

mente, como células isoladas. As células individuais de espécies diferentes podem

apresentar diferenças no comprimento, número e amplitude das espirais e também na

rigidez das paredes (Figura 2.2).

Tais células se dividem em:

• Espirilos: possuem corpo rígido e movem-se por meio de flagelos externos, dando uma

ou mais voltas espirais em torno do próprio eixo.

• Espiroquetas: são flexíveis e locomovem-se devido a contrações do citoplasma, podendo

dar várias voltas completas em torno do próprio eixo. Ex.: Treponema pallidum, agente

causador da sífilis.

Note!Quando os bacilos são muito curtos e podem se assemelhar aos cocos são chamados de cocobacilos.

Figura 2.2: Arranjos característicos dos cocos, bacilos e outras formas.

Note!Quando as formas espiraladas são muito curtas, assumindo a forma de vírgula, são chamadas de vibrião, Ex.: Vibrio cholerae.

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2.3 Estrutura Bacteriana2.3.1 Estrutura Externa

A célula bacteriana apresenta diversas estruturas externas:

Parede Celular

A parede celular bacteriana é uma estrutura rígida, fica abaixo do glicocálice, recobre a

membrana citoplasmática e confere forma às bactérias. Ela é constituída por ácido diaminopi-

mérico (DPA), ácido murâmico e ácido teicoico além de aminoácidos, carboidratos e lipídeos.

Todos esses compostos estão reunidos para formar substâncias poliméricas complexas que por

sua vez estruturam a parede celular. Uma macromolécula complexa denominada peptideoglicana

(também chamada de mucopeptídeo ou mureína) forma a estrutura rígida da parede. Além disso, a

parede celular protege a célula, mantém a pressão osmótica intracelular, impedindo o rompimento

da célula devido à entrada de água, e funciona como suporte de antígenos bacterianos.

Devido às diferenças na composição e estrutura da parede celular, e aos diferentes métodos

de coloração (Gram e Ziehl Neelsen), podemos classificar as bactérias em Gram-positivas,

Gram-negativas, e em Bacilos Álcool Ácido Resistentes (BAAR):

• Gram-positivas: possuem uma quantidade maior de peptideoglicano em sua parede

celular, o que torna a parede dessas bactérias mais espessa e rígida do que a das bactérias

Gram-negativas. A parede de bactérias Gram-positivas é composta por proteínas, lipídios,

peptideoglicano e ácidos lipoteicoicos. Sua parede constitui o local de ação de alguns

antibióticos além de apresentar elementos básicos para identificação sorológica. Em virtude

dessa composição rica em peptidioglicanos, durante o processo de coloração, as bactérias

Gram-positivas retém o corante cristal violeta, corando-se de ROXO (Figura 2.3).

• Gram-negativas: a parede celular dessas bactérias é menos espessa e elas são mais complexas

do que as Gram-positivas por apresentarem uma membrana externa que cobre a fina

camada de peptideoglicano. A membrana externa é o que distingue as bactérias

Gram-negativas, servindo como uma barreira seletiva para a entrada e saída de algumas

substâncias da célula e podendo ainda causar efeitos tóxicos sérios em pessoas infectadas.

A estrutura da membrana externa é composta por fosfolipídios, lipoproteínas e

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lipopolissacarídeos (LPS). Os lipopolissacarídeos estão localizados exclusivamente na camada

externa da membrana, enquanto os fosfolipídeos estão presentes quase completamente na

camada interna. Os LPSs são compostos por três segmentos ligados covalentemente:

1. Lipídeo A, firmemente embebido na membrana;

2. Cerne do polisssacarídeo, localizado na superfície da membrana; e

3. Antígenos O, que são polissacarídeos que se estendem como pili a partir da superfície

da membrana em direção ao meio circundante (Figura 2.3). A porção lipídica do

LPS é também conhecida como endotoxina e pode atuar como um veneno,

causando febre, diarreia, a destruição das células vermelhas do sangue e o choque

séptico, potencialmente fatal. Por ser fina a camada de peptideoglicano, essas bactérias

não retêm o corante Cristal Violeta, sendo coradas pelo corante de contraste e

adquirindo uma coloração VERMELHO-ROSA (Figura 2.3).

• Bacilos Álcool Ácido Resistentes (BAAR): Certas bactérias, entre as quais as

micobactérias, pertencentes ao gênero Micobacterium sp., por terem uma parede mais

complexa com uma grande quantidade de lipídios, não são facilmente coradas pelos

métodos tradicionais, como o de Gram. O método utilizado é o Ziehl Neelsen, segundo

o qual, quando tratadas pelo corante fucsina fenicada a quente, as bactérias resistem ao

descoramento por uma solução de álcool-ácido e, por esse motivo, são chamadas de

BAAR. As outras bactérias não resistem ao descoramento e tomam a coloração do azul

de metileno, usado como contraste (Figura 2.3).

Figura 2.3: Parede celular de bactérias Gram-negativas, Gram-positivas e micobactérias (BAAR).

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Flagelos

São estruturas propulsoras semelhantes a cordas

e responsáveis pela locomoção, constituídas por

subunidades proteicas denominadas flagelina,

formando longos filamentos delgados e ondulados de

3-12 µm, que partem do corpo da bactéria e se

estendem externamente.

As bactérias recebem denominações especiais de

acordo com a distribuição dos flagelos (Figura 2.4):

• Atríquias - sem flagelo;

• Monotríquias - um flagelo em uma das extremidades;

• Anfitríquias - um flagelo em cada extremidade;

• Lofotríquias - tufo de flagelos em uma ou ambas as extremidades;

• Peritríquias - cercadas de flagelos.

Pili ou fímbrias

Também podem ser chamadas de pelo, são organelas

filamentosas mais curtas e delicadas que os flagelos,

constituídas por subunidades de proteínas chamadas

pilina e presentes em muitas bactérias (especialmente

as Gram-negativas). São encontradas tanto nas espécies

móveis como nas imóveis, não tendo, portanto, função

na mobilidade celular. Sua função parece estar rela-

cionada com a troca de material genético durante a

conjugação bacteriana (fímbria sexual), e também com

a aderência às superfícies mucosas. As fímbrias podem

ser removidas sem comprometimento da viabilidade

celular e se regeneram rapidamente (Figura 2.5).

Cápsula ou glicocálice

Muitas bactérias apresentam, externamente à parede celular, uma camada viscosa denomi-

nada cápsula, que constitui uma forma de proteção da bactéria contra as condições externas

desfavoráveis. Geralmente, as cápsulas são de natureza polissacarídea (homopolissacarídeas

Figura 2.4: Representação esquemática das diferentes distribuições de flagelos.

Figura 2.5: Principais estruturas externa e interna da célula bacteriana.

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- composta por um único tipo de açúcar ou heteropolissacarídeas - composta por diferentes

açúcares), embora também possam ser constituídas por polipeptídeos. A cápsula está relacionada

com a virulência da bactéria, pois confere resistência à fagocitose, de modo que, em uma mesma

espécie, as amostras capsuladas são mais virulentas que as não capsuladas (Figura 2.5).

Membrana Citoplasmática

A membrana citoplasmática tem espessura de aproximadamente 10 nm e separa a parede

celular do citoplasma (Figura 2.5). É constituída principalmente de lipídeos e proteínas,

desempenha importante papel na permeabilidade seletiva da célula (funciona como uma

barreira osmótica). Ela difere da membrana citoplasmática das células eucarióticas por:

• não apresentar esteroides em sua composição;

• apresentar numerosas enzimas do metabolismo respiratório;

• controlar a divisão bacteriana através dos mesossomos.

Mesossomos

Os mesossomos são invaginações da membrana citoplasmática, que podem ser simples dobras

ou estruturas tubulares ou vesiculares. Eles podem colocar-se próximos à membrana citoplas-

mática ou afundar-se no citoplasma. Os mesossomos profundos e centrais parecem estar ligados

ao material nuclear da célula, estando envolvidos na replicação de DNA e na divisão celular.

Os mesossomos periféricos penetram muito pouco no citoplasma, não são restritos à localização

central da bactéria e não estão associados com o material nuclear. Parecem estar envolvidos na

secreção de certas enzimas, tais como as penicilinases, que destroem a penicilina (Figura 2.6).

2.3.2 Estrutura Interna

Assim como as estruturas externas vistas acima, a célula bacteriana também apresenta diversas

estruturas internas (Figura 2.6):

2.3.2.1. Área Citoplasmática

• Citoplasma: o citoplasma é composto por 80% de água, ácidos nucleicos, proteínas,

carboidratos, lipídeos, íons inorgânicos, compostos de baixo peso molecular e partículas

com várias funções, sendo o local onde ocorrem muitas reações químicas.

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• Ribossomos: estão presentes em grande número nas células bacterianas, conferindo ao

citoplasma aparência granular quando observado ao microscópio eletrônico. O conjunto

de diversos ribossomos, que durante a síntese proteica está ligado a uma molécula de

RNAm, recebe o nome de polissomo.

• Grânulos de reserva: embora as células bacterianas não apresentem vacúolos, elas

podem acumular substâncias sob a forma de grânulos de reserva, constituídos de polímeros

insolúveis. São comuns polímeros de glicose, fosfato inorgânico e lipídeos.

2.3.2.2. Área nuclear

• Nucleoide: as bactérias apresentam um

cromossomo circular constituído por uma única

molécula de DNA não delimitado por

membrana nuclear. O cromossomo bacteriano

contém todas as informações necessárias

à sobrevivência da célula e é capaz

de autoduplicação.

• Plasmídeo: algumas bactérias possuem

moléculas menores de DNA, também circulares,

cujos genes não codificam características essenciais,

porém muitas vezes conferem vantagens

seletivas à bactéria que as possui. Essas moléculas

chamadas plasmídeos são capazes de autoduplicação inde-

pendentemente da replicação do cromossomo, e podem

existir em número variável no citoplasma bacteriano.

2.3.2.3 Esporos

Os esporos que se formam dentro da célula, chamados en-

dosporos, são exclusivos das bactérias (principalmente as perten-

centes ao gênero Bacillus e Clostridium). Eles têm parede celular

espessa, são altamente resistentes a agentes físicos (dessecação e

aquecimento) e químicos adversos (antissépticos) devido à sua

Figura 2.6: Estruturas bacterianas internas.

Figura 2.7: Estrutura de um espero bacteriano.

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parede ou capa impermeável composta por ácido dipicolínico. Os esporos têm pouca atividade

metabólica, podendo permanecer latente por longos períodos, representando uma forma de

sobrevivência e não de reprodução.

2.4 Tipos de bactérias de acordo com suas exigências nutritivas

As bactérias podem ser divididas em grupos com base em suas exigências nutritivas. A prin-

cipal separação corresponde aos grupos fototróficas (utilizam a energia radiante como fonte

de energia) e quimiotróficas (incapazes de utilizar a energia radiante; dependem da oxidação

de compostos químicos para a obtenção de energia).

As bactérias heterotróficas apresentam exigências nutritivas mais simples. O fato de um

organismo poder crescer e se reproduzir numa mistura de compostos químicos simples indica

que ele tem uma grande capacidade de síntese. As bactérias heterotróficas foram estudadas

mais profundamente porque neste grupo se encontram todas as bactérias patogênicas para o

homem. As bactérias heterotróficas variam, consideravelmente, quanto aos nutrientes específicos

exigidos para o crescimento.

As heterotróficas podem ser:

• Consumidoras, alimentando-se de outros organismos vivos;

• Saprófitas, que se alimentam de matéria orgânica morta;

Para saber mais...As bactérias também podem ser classificadas da seguinte maneira, de acordo com a fonte de energia utilizada:Entre as fototróficas, existem bactérias que utilizam o CO

2 como principal fonte de carbono: são as

fotolitotróficas. Outras exigem um composto orgânico (alcoóis, ácidos graxos, aminoácidos) e são denominadas fotorganotróficas.Entre as quimiotróficas, as bactérias que utilizam o CO

2 como fonte de carbono e oxidam

compostos inorgânicos (p.ex., nitritos) ou elementos químicos (p.ex., enxofre) para obtenção da fonte de energia, são chamadas quimiolitotróficas. As que utilizam compostos orgânicos para obter energia são chamadas quimiorganotróficas.E, ainda, as bactérias fotolitotróficas e quimiolitotróficas são conhecidas comumente, como autotróficas, ao passo que as espécies fotorganotróficas e quimiorganotróficas são designadas heterotróficas.

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• Simbiontes, que mantêm uma relação estreita com um organismo de espécie diferente.

As simbiontes podem ser comensais, que nem ajudam nem prejudicam seu hospedeiro,

ou podem ser parasitas, que causam dano ao hospedeiro (caso das bactérias patogênicas).

Além da classificação nos níveis tróficos, as bactérias heterótrofas também podem ser

classificadas de acordo com as relações que estabelecem com outros organismos:

• Simbiontes, que mantêm uma relação estreita e obrigatória com um outro organismo,

sendo benéfica para ambos. Sem a existência dessa relação, nem a bactéria simbionte nem

o outro organismo envolvido podem sobreviver em determinado ambiente.

• Comensais, que se beneficiam ao se associar com um hospedeiro, sem prejudicá-lo nem

favorece-lo. Esta relação ecológica é facultativa para ambos organismos envolvidos.

• Parasitas, que se beneficiam ao se associar com um hospedeiro, consumindo parte de seus

recursos e causando-lhe prejuízo. Esta relação ecológica é obrigatória para o parasita, ou

seja, sem o hospedeiro o parasita não consegue sobreviver e se reproduzir. As bactérias

causadoras de doenças são parasitas.

Figura 2.8: Exemplos de diferentes grupos de bacterias fototróficas e quimiotróficas.

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2.5 Cultivo das BactériasO cultivo dos microrganismos depende das exigências nutritivas e das condições físicas

requeridas para o crescimento bacteriano.

Para o cultivo rotineiro de microrganismos heterotróficos, utilizam-se certas matérias-primas

complexas, tais como as peptonas, os extratos de carne e de levedura, resultando um meio que

promove o desenvolvimento de grande variedade de bactérias. Quando se deseja um meio sólido,

adiciona-se o ágar como agente solidificante. O caldo e o ágar nutritivos são exemplos de meios

líquidos e sólidos, respectivamente, e relativamente simples, indicados para a cultura de microrga-

nismos heterotróficos comuns como, por exemplo, as bactérias Gram-positivas e Gram-negativas.

Nem todos os microrganismos se desenvolvem bem nesses meios, pois demonstram exigências

de nutrientes específicos, como vitaminas e outras substâncias estimulantes. Tais microrganismos

são chamados de heterotróficos fastidiosos, e necessitam de meios especiais para seu cultivo,

isolamento e reconhecimento como, por exemplo, o Legionella sp.

Os meios de cultura, de acordo com a sua aplicação ou função, podem ser classificados em:

• Meios Enriquecidos: a adição de sangue, soro ou extratos de tecidos animais ou vegetais

ao caldo ou ágar proporciona nutrientes acessórios, de modo que o meio possa permitir

o crescimento de heterotróficos fastidiosos.

• Meios Seletivos: a adição de certas substâncias químicas específicas ao ágar previne

o crescimento de um grupo de bactérias sem agir sobre outras. O cristal violeta, por

exemplo, em uma dada concentração, impede o crescimento de bactérias gram-positivas,

sem afetar o desenvolvimento das bactérias gram-negativas.

• Meios Diferenciais: a incorporação de certos reagentes ou substâncias químicas ao

meio pode resultar num tipo de crescimento ou modificação, que permite ao observador

distinguir os tipos de bactérias. Por exemplo, inoculando-se uma mistura de bactérias

num meio de ágar sangue, algumas das bactérias podem hemolisar (destruir) as células

vermelhas e outras não. A zona clara ao redor da colônia é a evidência de ter ocorrido a

hemólise. Assim, pode-se estabelecer a distinção entre bactérias hemolíticas e não hemo-

líticas, de acordo com o seu desenvolvimento.

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Condições físicas necessárias ao crescimento bacteriano

Assim como as bactérias variam com relação às exigências nutritivas, também demonstram

respostas diversas às condições físicas do ambiente:

Temperatura

O crescimento bacteriano pode ter seu ritmo e quantidade determinados pela temperatura,

uma vez que esta influencia as reações químicas do processo de crescimento. Cada espécie de

bactéria cresce em temperaturas situadas em faixas específicas e são classificadas nos seguintes grupos:

• Bactérias psicrófilas: são capazes de crescer a 0 °C ou menos, embora seu ótimo seja

entre 15 °C ou 20 °C;

• Bactérias mesófilas: crescem melhor numa faixa de 25 ºC a 40 °C;

• Bactérias termófilas: crescem melhor a temperaturas de 45 ºC a 60 °C.

Exigências atmosféricas

Os principais gases que afetam o crescimento bacteriano são o oxigênio (O2) e o dióxido de

carbono (CO2). Como as bactérias apresentam grande variedade de resposta ao oxigênio, elas

são divididas em:

• Bactérias aeróbias: crescem na presença de oxigênio livre;

• Bactérias anaeróbias: crescem na ausência de oxigênio livre;

• Bactérias anaeróbias facultativas: crescem tanto na presença como na ausência do

oxigênio livre;

• Bactérias microaerófilas: crescem na presença de quantidades pequenas de oxigênio livre.

Acidez e alcalinidade (pH)

Para a maioria das bactérias, o pH ótimo de crescimento localiza-se entre 6,5 e 7,5. Embora

poucos microrganismos possam desenvolver-se nos limites extremos de pH, as variações

mínimas e máximas, para a maior parte das espécies, estão entre pH 4 e pH 9.

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2.6 Reprodução e CrescimentoO termo crescimento, tal como é comumente aplicado às bactérias e a outros microrganismos,

refere-se, usualmente, às alterações ocorridas na cultura das células e não às alterações de um

organismo isolado.

2.6.1 Reprodução

As bactérias geralmente se reproduzem assexuadamente por fissão binária transversa,

quando ocorre a replicação do cromossomo bacteriano e a célula desenvolve uma parede ce-

lular transversa, dividindo-se então em duas novas células. Após a replicação do cromossomo,

a parede transversa forma uma invaginação da membrana plasmática e da parede celular.

A fissão binária não é o único método reprodutivo entre as bactérias. As espécies do gênero

Streptomyces produzem muitos esporos reprodutivos por organismo, cada esporo dando origem

a um novo indivíduo. Bactérias do gênero Nocardia produzem extenso crescimento filamentoso,

seguido pela fragmentação dos filamentos em pequenas células bacilares ou cocoides. Espécies

do gênero Hyphomicrobium podem reproduzir-se por brotamento: desenvolve-se um broto a

partir da célula-mãe e, depois de um período de aumento de tamanho, o broto se separa da

célula original, formando um novo indivíduo.

Embora não ocorra uma reprodução sexuada complexa, algumas vezes, as bactérias realizam

troca de material genético. Tal recombinação genética pode ocorrer por transformação,

conjugação ou transdução.

Na transformação, a célula bacteriana “pega” fragmentos de DNA perdidos por outra

bactéria que se rompeu. Esse mecanismo tem sido usado experimentalmente para mostrar que

os genes podem ser transferidos de uma bactéria para outra.

Na conjugação, duas células bacterianas geneticamente diferentes trocam DNA diretamente.

Para que uma linhagem bacteriana seja doadora, ela deve conter um plasmídeo conjugativo

(DNA extracromossômico), que foi chamado de fator F (também chamado de plasmídeo F).

A célula F+, durante o contato com um célula F−, transfere para esta última uma cópia do

plasmídeo F, tornando-a F+. Após a descoberta do fator F, outros plasmídeos conjugativos

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foram descritos, como os plasmídeos ou fatores R. Esses plasmídeos têm esse nome genérico

por conterem marcadores de resistência a drogas antibacterianas.

Na transdução, genes bacterianos são carregados de uma bactéria para outra, dentro de um

bacteriófago (vírus bacteriano). Quando o bacteriófago entra numa célula bacteriana, o DNA

do vírus mistura-se com uma parte do DNA bacteriano, de modo que o vírus agora carrega

esta parte do DNA. Se o vírus infecta uma segunda bactéria, o DNA da primeira bactéria pode

misturar-se com o DNA da segunda bactéria. Esta nova informação genética é então replicada

a cada nova divisão (Figura 2.9).

2.6.2 Crescimento

Como já foi mencionado, o processo de reprodução entre as bactérias é a fissão binária:

uma célula se divide formando duas células. Assim, partindo de uma única bactéria, o aumento

populacional se faz em progressão geométrica.

O tempo necessário para que uma célula se divida - ou para que a população duplique -

é conhecido como tempo de geração, que não é o mesmo para todas as bactérias.

Para algumas, como a Escherichia coli, pode ser de 15 a 20 minutos, para outras pode ser de

muitas horas. O tempo de geração está na forte dependência dos nutrientes existentes no meio

e das condições físicas do ambiente.

Figura 2.9: Recombinação genética na transformação, conjugação ou transdução.

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2.7 Principais Bactérias causadoras de doenças humanas

Nem todas as bactérias causam doenças. Os microrganismos estão em todos os lugares:

no solo, na água doce e na água do mar e no ar. Diariamente, comemos, bebemos e respiramos

esses microrganismos. Entretanto, raramente os microrganismos invadem, se multiplicam e

produzem infecção em seres humanos. E mesmo quando eles o fazem, a infecção é algumas vezes

tão discreta que não produz sintomas. Na realidade, uma quantidade relativamente pequena

de microrganismos é capaz de causar doença.

Um indivíduo saudável convive harmoniosamente com a flora microbiana normal, que se

estabelece (coloniza) em determinados locais do corpo. Muitos deles vivem normalmente na

pele, na boca, nas vias respiratórias, no intestino e nos órgãos genitais. A flora microbiana normal

que geralmente ocupa um local é denominada flora residente. Ao invés de causar doença, a

flora residente geralmente protege o corpo contra os microrganismos causadores de doença,

chamados patogênicos. Quando alterada, a flora residente rapidamente se recupera. Os micror-

ganismos que colonizam o hospedeiro durante algumas horas ou semanas, mas não de forma

permanente, são denominados flora temporária.

Figura 2.10: Processo da bipartição bacteriana.

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2.7.1 Flora bacteriana normal

A flora normal pode defender o hospedeiro contra possíveis patógenos por vários meios,

através da competição pelos nutrientes disponíveis ou da formação de produtos metabólicos.

Esse fenômeno, em que as bactérias previnem o crescimento excessivo de microrganismos

nocivos, é chamado de antagonismo microbiano. O antagonismo microbiano pode ser verificado

em várias partes do corpo, como na pele, na boca, no intestino e nos genitais.

O uso prolongado de certos antibióticos pode eliminar muitos microrganismos intestinais

normais e permitir o desenvolvimento de outros resistentes a antibióticos. Isso, por sua vez, pode

provocar distúrbios gastrointestinais, como diarreia e constipação. Quando a flora residente é

perturbada, microrganismos transitórios podem colonizar, proliferar e dar origem às doenças.

Função da flora residente:

1. Constituir um mecanismo de defesa, ocupando um nicho ecológico, dificultando a

implantação e multiplicação de bactérias patogênicas (antagonismo bacteriano ou

interferência bacteriana) nas mucosas e pele.

2. Função nutricional: os membros da flora do trato intestinal sintetizam vitaminas B e K

e auxiliam na absorção de nutrientes.

Entretanto, as bactérias da flora residente podem causar doenças quando estiverem fora

de sua posição anatômica normal. A Escherichia coli é um importante componente da nossa

microbiota intestinal; no entanto, fora do intestino, pode causar importantes e graves infecções,

principalmente nas vias urinárias.

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Quando as bactérias da flora normal invadem os locais no organismo estéreis, isto é, em que

não exista a flora normal, elas podem se tornar patogênicas e causar doenças; é o que chamamos

de infecção endógena. O termo infecção significa a colonização de um organismo hospedeiro

por um agente infeccioso como, por exemplo, a bactéria. Assim, infecção é a simples coloniza-

ção; quando esta agride o organismo é caracterizada como doença infecciosa.

As doenças infecciosas e parasitárias podem ser causadas pelos seguintes mecanismos:

1. Invasão e destruição dos tecidos por ação mecânica, por reação inflamatória ou por

ação de substâncias líticas (como lisinas);

Saiba mais!Locais sem flora normal (estéreis):

• corrente circulatória;• sistema nervoso central;• sistema respiratório inferior (bronquíolos e alvéolos);• bexiga;• rim;• fígado;• baço.

Locais com flora normal e suas bactérias:• Pele: Staphylococcus epidermidis;• Nariz: Staphylococcus aureus;• Boca: Streptococcus pyogenes, Neisseria meningitidis;• Faringe: Corynebacterium diphtheriae;• Laringe: Haemophilus influenzae;• Garganta: Streptococcus viridans;• Vagina: Lactobacillus, E coli, Gardnerella vaginalis, Streptococcus;• Cólon: E coli, Pseudomonas aeruginosa, Clostridium sp.

Atenção! Infecção é a penetração, multiplicação e/ou desenvolvimento de um agente infeccioso em determinado hospedeiro. Doença infecciosa são as consequências das lesões causadas pelo microrganismo e pela resposta imunológica do hospedeiro, manifestada por sintomas e sinais, e por alterações fisiológicas, bioquímicas e histopatológicas.

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2. Ação de toxinas específicas, elaboradas pelos microrganismos infectantes, capazes de

causar danos locais e/ou à distância nas células dos hospedeiros;

3. Indução de reação de hipersensibilidade com resposta imune do hospedeiro, capaz de

produzir lesões em suas próprias células e tecidos.

Saiba mais!As infecções podem ser classificadas de diversas maneiras, conforme a sua característica:

• Infecção endógena - infecção devido a um microrganismo já existente no organismo e, que ao invadir locais estéreis, se torna patogênico;

• Infecção exógena - infecção provocada por microrganismos provenientes do meio externo;

• Infecção nosocomial ou hospitalar - infecção adquirida em meio hospitalar;• Infecção comunitária - infecção já presente ou em período de incubação antes

de entrar no hospital;• Infecção oportunista ou oportunística - infecção em pessoas imunodeprimidas,

que surge por redução nas defesas do sistema imunológico;• Infecção puerperal - infecção surgida na mulher debilitada e com defesas

diminuídas, logo após o parto;• Infecção secundária - infecção consecutiva a uma outra e provocada pelo

microrganismo da mesma espécie ou diferente;• Infecção mista - são dois ou mais microrganismos distintos no organismo,

causando diversos sintomas e sinais;• Infecção inaparente ou latente - infecção que cursa na ausência de sintomas e

sinais evidentes;• Infecção focal - infecção limitada a uma determinada região do organismo;• Infecção generalizada, séptica ou septicemia - infecção muito grave em

que se verifica a disseminação generalizada dos agentes infecciosos por todo o organismo.

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2.8 Mecanismos de transmissãoA transmissão de microrganismos significa levar

ou fazer passar microrganismos de um indiví-

duo a outro. Existem várias formas de transmissão

de microrganismos:

Transmissão direta

A transmissão direta é a transferência do agente

infeccioso de um hospedeiro ou reservatório para outro

indivíduo diretamente. Ela pode ser pelo contato direto

através do toque, beijo, relação sexual ou pela disseminação de gotículas ao tossir ou espirrar.

A transfusão de sangue e a infecção transplacentária da mãe para o feto são outras importantes

formas de transmissão direta.

Transmissão indireta

A transmissão indireta pode ocorrer através

de veículos ou vetores. Este tipo de transmissão

auxilia um agente infeccioso a ser transportado

e introduzido em um hospedeiro suscetível.

São veículos: a água, o leite, outros alimentos e

objetos contaminados. Entre os objetos, podemos

citar: peças de vestuário, roupas de cama, utensílios

de cozinha, instrumentos cirúrgicos, fômites (objetos

de uso do indivíduo), partículas de solo, poeira, ar, e

produtos biológicos como sangue para transfusão, soro e plasma.

Exemplos de principais veículos de Doenças Transmissíveis:

• Fômites: infecções hospitalares. Ex.. Staphylococcus sp.;

• Água utilizada como bebida: diarreias. Ex.: E coli;

• Ar: tuberculose. Ex.: Mycobacterium tuberculosis;

• Sangue para transfusão: sífilis. Ex.: Treponema pallidum.

Figura 2.11: Exemplo de transmissão direta através de gotículas.

Figura 2.12: Exemplo de transmissão indireta por objetos contaminados.

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A transmissão por vetores ocorre quando o agente infeccioso é carregado por um inseto ou

animal contaminado (o vetor) para um hospedeiro suscetível. Ex.: o agente da peste bubônica

Yersinia pestis é levado à circulação do novo hospedeiro por picada de pulgas.

2.9 Respostas imunológicas contra infecçãoPara evitar que ocorra a transmissão e infecção de agentes microbianos, o corpo humano

possui um sistema de defesa chamado sistema imunológico. O sistema imunológico é

constituído por vários órgãos, tecidos, vasos, células e moléculas, que trabalham como um

sistema defensivo integrado com o objetivo de eliminar o agente infeccioso e proporcionar

imunidade protetora persistente. Diariamente, estamos em contato com diversos microrganismos,

mas a doença infecciosa perceptível ocorre apenas ocasionalmente, pois tais agentes são destruídos

imediatamente ou em poucas horas (4h) pelos mecanismos da Resposta Imune Inata. Quando

um agente infeccioso escapa dos mecanismos iniciais de defesa, a Resposta Imune Adaptativa

se desenvolverá gerando respostas específicas e de memória, prevenindo subsequentes infecções.

Os mecanismos de defesa da Resposta Imune Inata são:

• Barreiras Físicas: Pele, mucosa, fluxo de líquidos como jato de urina, esfíncteres, movi-

mentos ciliares e muco;

• Barreiras Químicas: Enzimas (lisozima, pepsina), pH ácido do estômago e substâncias

microbicidas (defensinas) presentes na lágrima, suco gástrico, suor e saliva;

• Barreiras microbiológicas: a flora endógena compete por espaço e nutrientes;

• Fagócitos: células do sistema imune, que fagocitam e eliminam os agentes microbianos;

• Células NK: são células imunológicas que matam células infectadas por vírus;

• Sistema Complemento, via alternativa: matam bactérias extracelulares.

Quando essas barreiras iniciais de defesa não eliminam completamente o agente infeccioso

invasor, há o surgimento dos mecanismos de Respostas Imunes Não Adaptativas contra

infecção, que pode durar de dois a três dias, com a produção de mediadores pró-inflamatórios,

que recrutam células fagocíticas e linfócitos para o local de infecção.

Esses mediadores promovem a resposta inflamatória, com ativação vascular local e vasodila-

tação, exsudação de proteínas e recrutamento de vários tipos celulares (neutrófilos), que causam

o edema no local da infecção, e também promovem a febre.

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Após esses mecanismos iniciais de resposta, e quando um patógeno ainda não foi eliminado,

a Resposta Imune Adaptativa é desencadeada e se torna efetiva após vários dias (7-10 dias),

tempo necessário para a proliferação de células específicas e a produção de anticorpos.

A principal característica desse tipo de resposta é a especificidade no reconhecimento de

agentes infecciosos e a memória imunológica, que capacita o organismo a se tornar resistente

a invasões subsequentes pelo mesmo agente. Essa característica de memória imunológica é

utilizada para a vacinação.

A vacinação é realizada para a obtenção de proteção duradoura contra doenças infecciosas

epidemiologicamente importantes como sarampo, tétano, poliomielite etc. Ocorre através da

inoculação de microrganismos vivos ou mortos e/ou de seus fragmentos em diversas vias:

oral ou parenteral. O principal objetivo é produzir a memória imunológica, ou seja, proteção

duradoura contra infecção dos microrganismos.

2.10 ConclusãoNesta aula, você estudou algumas características importantes das bactérias que causam doen-

ças humanas. O texto abordou aspectos fundamentais de bactérias, como morfologia, estruturas

externa e interna, necessidades nutritiva e física para seu crescimento e reprodução, a flora

bacteriana normal, tipos de infecção, mecanismos de transmissão e as respostas imunológicas.

Este conhecimento é importante para melhor entender a próxima aula, que tem como foco as

doenças infecciosas humanas, causadas por bactérias.

Agora é a sua vez...Acesse o Ambiente Virtual de Aprendizagem e realize a(s)

atividade(s) proposta(s).

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ReferênciasAbbAs, A. K. & LichtmAn, A. h. Imunologia celular e molecular. 6. ed. Elsevier: Rio de

Janeiro, 2008.

Ministério da Saúde - Secretaria de Vigilância em Saúde Departamento de Vigilância Epidemiológica.

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caracterização das bactérias causadoras · pdf fileartística da...

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