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CONTROLE DE CRESCIMENTO MICROBIANO

1. INTRODUÇÃOO controle científico do crescimento microbiano começou somente há cerca de 100 anos;Pasteur levou os cientistas a acreditarem que microrganismos eram a causa possível de doenças.

Na metade do século XIX iniciaram as primeiras práticas

de controle microbiano em procedimentos médicos –

lavagem das mãos e técnicas cirúrgicas assépticas.

2. PRINCÍPIOS DO CONTROLE MICROBIANO

ESTERILIZAÇÃO – destruição de todas as formas de vida microbiana, incluindo endosporos (formas de vida mais resistentes).

ESTERILIZAÇÃO COMERCIAL – uso do calor para matar os microrganismos patogênicos sem necessariamente degradar os produtos (alimentos).

DESINFECÇÃO – destruição dos patógenos vegetativos (não formadores de endosporos), o que não é igual a esterilidade completa – superfícies e substância inerte.

ANTI-SEPSIA – tem a mesma definição da desinfecção, porém é dirigido ao tecido vivo.

2. PRINCÍPIOS DO CONTROLE MICROBIANO

DEGERMINAÇÃO – remoção mecânica, em vez de morte da maioria dos micróbios, em uma área limitada;

SANITIZAÇÃO – prática destinada a reduzir as contagens microbianas a níveis seguros de saúde pública, e minimizar as chances de transmissão de doença de um usuário para outro.

2. PRÍNCÍPIOS DO CONTROLE MICROBIANO

Os nomes dos tratamentos que causam a morte direta dos micróbios possuem o sufixo –cida(significa morte):

GERMICIDA – mata todos os microrganismosFUNGICIDA – mata os fungosBACTERICIDA – mata as bactériasVIRICIDA – inativa os vírus

E assim por diante...

2. PRÍNCÍPIOS DO CONTROLE MICROBIANO

Outros tratamentos inibem o crescimento e multiplicação dos microrganismos – seu nome tem o sufixo –stático ou –stase (significa parar).

BACTERIOSTÁTICO – inibe o desenvolvimento bacteriano, porém uma vez que o agente é removido, o crescimento pode ser retomado.

3. TAXA DE MORTE MICROBIANA

Quando as populações microbianas são aquecidas ou tratadas com substâncias químicas elas normalmente morrem em uma taxa constante...

Se uma população de 1 milhão de células bacterianas étratada por 1 minuto e 90% da população morre, temos então 100.000 células...se novo tratamento é realizado por mais 1 minuto, 90% dos sobreviventes anteriores morrem, isto é sobra apenas 10.000 células vivas...e assim por diante.

Se a curva de mortalidade é plotada logaritmicamente, observa que a taxa de morte é constante.

3. TAXA DE MORTE MICROBIANAFATORES QUE INFLUENCIAM A EFETIVIDADE DOS TRATAMENTOS

ANTIMICROBIANOS:

Nº DE MICRÓBIOS – quanto mais micróbios existem no início, mais tempo leva para eliminar a maior parte da população

CARACTERÍSTICAS MICROBIANAS – os endósporos são difíceis de eliminar, e mesmo os micróbios em forma vegetativa exibem uma variação considerável em sua sensibilidade aos métodos de controle

INFLUÊNCIAS AMBIENTAIS – a presença de matéria orgânica (sangue, saliva, fezes) inibe a ação dos antimicrobianos químicos; meio em suspensão (com gorduras e proteínas) tende a proteger as bactérias; pH é fator importante, pois o calor é mais eficiente em pH ácido

TEMPO DE EXPOSIÇÃO – tratamentos de calor e radiação são muito dependentes do tempo; os agentes químicos necessitam de ação prolongada para que os endósporos sejam afetados

4. AÇÕES DOS AGENTES DE CONTROLE MICROBIANO

ALTERAÇÃO DA PERMEABILIDADE DE MEMBRANA

A membrana plasmática é alvo de muitos agentes de controle microbiano;

Esta membrana regula ativamente a passagem de nutrientes para dentro da célula e a eliminação de dejetos da mesma;

A lesão dos liídeos ou proteínas da membrana por agentes antimicrobianos causa o vazamento do conteúdo celular e intefere com o crescimento da célula.

4. AÇÕES DOS AGENTES DE CONTROLE MICROBIANO

DANO ÀS PROTEÍNAS E AOS ÁCIDOS NUCLÉICOS

As pontes de hidrogênio (responsáveis pelas ligações químicas que mantém a estrutura tridimensionsaldas moléculas protéicas) são suscetíveis ao rompimento pela ação do calor ou certos agentes químicos;

Os ácidos nucléicos (DNA e RNA) são transportadores da informação genética – a lesão a estes pelo calor, radiação ou substâncias químicas éfrequentemente letal para a células – esta não pode ser repicar ou realizar funções metabólicas normais.

5. MÉTODOS FÍSICOS DE CONTROLE MICROBIANOMesmo na Idade da Pedra é provável que os seres humanos já utilizassem algum método físico de controle microbiano para preservar alimentos;

A secagem e o uso do sal (pressão osmótica) provavelmente estiveram entre as técnicas iniciais;

Ao selecionar os métodos de controle deve-se considerar:- calor pode inativar vitaminas e antibióticos- látex e borracha podem ser danificados com o calor- considerações econômicas:

descartáveis X vidraria reutilizável

5. MÉTODOS FÍSICOS DE CONTROLE MICROBIANO

CALOR

Causa a morte microbiana através da desnaturação das proteínas (úmido) ou

oxidação (seco).

A resistência ao calor varia entre diferentes micróbios.


PONTO DE MORTE TÉRMICA:É A MENOR TEMPERATURA EM QUE TODOS OS MICRORGANISMOS EM UMA SUSPENSÃO LÍQUIDA SERÃO MORTOS.

TEMPO DE MORTE TÉRMICA:PERÍODO MÍNIMO EM QUE TODOS OS MICRORGANISMOS SÃO MORTOS EM UMA CULTURA LÍQUIDA, EM UMA DADA TEMPERTATURA.

TEMPO DE REDUÇÃO DECIMAL: TEMPO EM MINUTOS EM QUE 90% DE UMA POPULAÇÃO, EM UMA DADA TEMPERATURA SERÃO MORTOS.

5. MÉTODOS FÍSICOS DE CONTROLE MICROBIANOO CALOR USADO NA ESTERILIZAÇÃO PODE SER

APLICADO EM DUAS DIFERENTES FORMAS:

CALOR ÚMIDO: fervura, vapor de fluxo livre, autoclave, pasteurização e UHT.

CALOR SECO: chama direta e ar quente (incubadora).


CALOR ÚMIDO

FERVURA(100ºC – ao nível do

mar)

Mata as formas vegetativas de bactérias, quase todos os vírus, fungos e seus esporos em 10 minutos.


CALOR ÚMIDO

VAPOR DE FLUXO LIVREVapor não pressurizado(temperatura semelhante à fervura =100ºC ao nível do

mar)

Os endósporos bacterianos e alguns vírus não são mortos, ou necessitam de tempo maior de ação para morte.

A FERVURA E O VAPOR DE FLUXO LIVRE NÃO SÃO PROCEDIMENTOS CONFIÁVEIS DE ESTERILIZAÇÃO.


CALOR ÚMIDO

AUTOCLAVEMétodo preferencial de

esterilização, usada a menos que o material possa ser danificado pelo calor ou umidade.

Aumenta a pressão interna, e conseqüentemente a temperatura: 1 atm e 121ºC.

5. MÉTODOS FÍSICOS DE CONTROLE MICROBIANOCALOR ÚMIDO

AUTOCLAVE

A esterilização em uma autoclave é mais efetiva quando os organismos entram em contato com o vapor diretamente ou estão contidos em um pequeno volume de solução aquosa;

Sob estas condições, o vapor em uma pressão de cerca de 1 atm (15 psi) e 121ºC, matará todos os organismos e seus endósporos em cerca de 15 minutos.

5. MÉTODOS FÍSICOS DE CONTROLE MICROBIANOCALOR ÚMIDO

PASTEURIZAÇÃO

Pasteurização lenta: em que se aplicam temperaturas mais baixas durante maior tempo (65°C por 30 minutos).

Pasteurização rápida: quando se aplicam temperaturas mais altas (75˚C) durante alguns segundos - HTST (HighTemperature and Short Time) ou "alta temperatura e curto tempo".

Pasteurização muito rápida, quando a temperatura vai de 130˚C a 150˚C, durante três a cinco segundos - UHT (Ultra High Temperature) ou "temperatura ultra-elevada".


CALOR SECO

CHAMA DIRETA OU INCINERAÇÃO

Usado em laboratório para esterilização da alça de inoculação (bico de bunsen);

Método efetivo para esterilizar e eliminar papel, copos, sacos, bandagens contaminadas, material hospitalar.


CALOR SECO

AR QUENTE

Menos efetivo que o calor úmido (vapor);

Temperatura utilizada é170ºC por 2 horas.


FILTRAÇÃO

Passagem de líquido ou gás através de um material semelhante a uma tela com poros

pequenos o suficiente para reter os microrganismos.

Usada para esterilização de materiais sensíveis ao calor: meios de cultura, enzimas, vacinas,

antibióticos.


FILTRAÇÃO

Uso de filtros de membrana.

Composição: ésteres de celulose ou

polímeros plásticos

0,22 e 0,45 µm de porosidade

0,2 m

Membrana de nitrocelulose


FILTRAÇÃO

Uso de bomba àvácuo.

o vácuo é criado para auxiliar a gravidade a puxar o líquido através do filtro


FILTRAÇÃO

FILTROS DE PARTÍCULAS DE AR DE ALTA EFICIÊNCIA (HEPA – High Efficiency Particulate

Air)

Uso em salas cirúrgicas e ocupadas por pacientes queimados – redução de infecções.

Removem quase todos (99,9%) dos microrganismos maiores que 0,3 µm de diâmetro.


BAIXAS TEMPERATURAS

O efeito depende do microrganismo e da intensidade da aplicação.

Temperaturas de 0 a 7ºC a taxa metabólica da maiora dos microrganismos é reduzida – efeito bacteriostático


BAIXAS TEMPERATURASPsicróficlos ainda crescem lentamente em

temperaturas de refrigerador – alteram o aspecto e sabor dos alimentos.

Patogênicos não crescem em

temperaturas de refrigerador


BAIXAS TEMPERATURAS

Temperaturas baixas (abaixo do ponto de congelamento) obtidas RAPIDAMENTE tendem a tornar os micróbios dormentes – não necessariamente os mata.

O congelamento LENTO é mais nocivo – os cristais de gelo que se formam e crescem rompem a estrutura celular e molecular dos microrganismos.


RESSECAMENTO

AUSÊNCIA DE ÁGUA – os microrganismos não podem crescer ou se reproduzir, mas podem permanecer viáveis por anos...quando a água encontra-se presente seu crescimento éretomado.

Usado para preservar microrganismos em laboratório:

LIOFILIZAÇÃO


RESSECAMENTOA resistência das células vegetativas ao

ressecamento varia com a espécie e o ambiente do organismo.

Bactéria da gonorréia – pode suportar o ressecamento por cerca de 1 hora

Bactéria da tuberculose –pode permanecer viáveis por meses

Endósporos bacterianos podem sobreviver por séculos.


PRESSÃO OSMÓTICA

Uso de altas concentrações de sais e açúcares.

Criam um ambiente hipertônico que ocasiona a saída da água da célula microbiana


PRESSÃO OSMÓTICAEsse princípio é utilizado na conservação dos

alimentos.No geral fungos e bolores são muito mais capazes de crescer em materiais com baixa umidade.

Essa propriedade combinada com capacidade de crescer em condições ácidas é a razão pela qual as frutas e grãos são deteriorados por fungos.


RADIAÇÃO

Tem vários efeitos sobre as células, dependendo de seu comprimento de onda, intensidade e duração.

Há dois tipos de radiação:- Ionizante: raios gama, raio X e feixes de elétrons

de alta energia- Não ionizante: luz ultravioleta (UV)


RADIAÇÃO IONIZANTE

Comprimento de onda curto (menos de 1 nm) altamente energético.

O principal efeito é a ionização da água, que forma radicais hidroxila altamente reativos - estes radicais reagem com os componentes orgânicos celulares, especialmente DNA.

É utilizada na esterilização de produtos farmacêuticos e materiais dentários e médicos.


RADIAÇÃO NÃO IONIZANTE (UV)

5. MÉTODOS QUÍMICOS DE CONTROLE MICROBIANO

São usados para controlar o crescimento de micróbios em TECIDOS VIVOS e OBJETOS INANIMADOS.

Com poucos agentes se obtêm a esterilidade –somente há redução das populações microbianas em níveis seguros.

Um problema é a seleção de um agente, pois nenhum desinfetante será apropriado para todas as circunstâncias.


PRINCÍPIOS DA DESINFECÇÃO EFETIVA:Ler o rótulo do produto: quais grupos microbianos é capaz de controlar e a concentração de uso;

Natureza do material a ser desinfetado (pH e matéria orgânica);

Contato microrganismo X desinfetante;

Temperatura de ação (quanto maior melhor a ação).

TIPOS DE DESINFETANTES


FENOL E COMPOSTOS FENÓLICOS:

Usada por Lister (Século XIX) cirurgia asséptica;

Atualmente pouco utilizada – irrita a pele e odor desagradável;

Derivados de fenol – molécula de fenol quimicamente alterada para reduzir as qualidades irritantes ou aumentar sua atividade antimicrobiana.

HEXACLOROFENO


FENOL E COMPOSTOS FENÓLICOS:

Ação antimicrobiana – lesão nas membranas plasmáticas, inativa enzimas (desnatura proteínas);

Permanecem ativos na presença de matéria orgânica;

Grupos: - crésois (desinfetantes de superfície)- hexaclorofeno (ingrediente de sabão);

C t i i bi t


BIGUANIDAS:

Clorexidina (estrutura e aplicação similar ao do hexaclorofenol);

Usada no controle microbiano na pele e membranas mucosas;

Combinada a um detergente ou álcool, é utilizada para a escovação cirúrgica das mãos e preparo pré-operatório.


BIGUANIDAS:

Clorexidina:- forte afinidade de ligação com a pele

ou membranas mucosas;- apresenta baixa toxicidade;- ação é efetiva no controle da maioria

das bactérias vegetativas e fungos, mas não é esporicida;

- ação antimicrobiana: lesão àmembrana citoplasmática.


HALOGÊNIOS

IODO e CLORO

são agentes antimicrobianos efetivos, tanto isoladamente quanto como constituintes de

compostos inorgânicos e orgânicos.


HALOGÊNIOS

IODO

É um dos anti-sépticos mais antigos e mais efetivos.Tem ação contra todos os tipos de bactérias, muitos

endósporos, vários fungos e alguns vírus.

Ação antimicrobiana: se combina ao aminoácido tirosina, inibindo sua

função protéica;oxida grupos sulfidrila (-SH), importantes para

manutenção da estrutura de proteínas.


HALOGÊNIOS

IODOEstá disponível como:

tintura – solução em álcooliodóforo – molécula orgânica da qual o iodo é

liberado lentamente (não mancham e são menos irritantes)

Aplicação: desinfecção da pele e tratamento de feridas.


HALOGÊNIOS

CLORO

Como gás ou em combinação com outras substâncias químicas – é amplamente usado.

Sua ação germicida é causada pelo ÁCIDO HIPOCLOROSO – é formado quando o cloro

(Cl2) é adicionado à água.


HALOGÊNIOS

CLORO - Ácido Hipocloroso:

forte agente oxidante, que impede o funcionamento de boa parte do sistema enzimático celular;forma mais efetiva de cloro, pois tem carga elétrica neutra e se difunde facilmente através da parede celular.

Forma líquida (gás cloro comprimido) – usada para desinfetar água (tratamento municipal) e piscinas


HALOGÊNIOS

CLORO

Outras formas de cloro desinfetante:

Hipoclorito de cálcio: usado para desinfetar equipamentos de laticínios e utensílios de restaurantes.Hipoclorito de sódio: desinfetante doméstico,

utilizado em indústrias alimentícias e em sistemas de hemodiálise


HALOGÊNIOS

CLORO CLOROAMIDAS: cloro+amônia

compostos estáveis que liberam o cloro durante períodos prolongados;são relativamente efetivos em contato com a matéria orgânica, mas agem de forma lenta e menos efetiva que outras formas de cloro;a amônia controla o sabor e odor do cloro;por serem menos efetivos deve-se empregar uma

concentração maior.


ALCOÓIS

Matam efetivamente as bactérias e os fungos mas não os endósporos e os vírus não-envelopados;

Ação antimicrobiana: desnaturação de proteínas, e rompimento de membranas através da dissolução de lipídios;

Alcoóis mais comumente usados: ETANOL e ISOPROPANOL


ALCOÓIS

Tem a vantagem de agir e então evaporar-se, sem deixar resíduos.

Porém não são considerados anti-sépticos satisfatórios quando aplicados a feridas –causam a coagulação de uma camada de proteína, sob a qual as bactérias continuam a crescer.


ALCOÓIS

A concentração ótima recomendada é de 60 a 95% - mesma eficiência – por isso utiliza-se álcool 70%

O etanol puro é menos efetivo que as soluções aquosas (etanol + água), pois a desnaturação requer água.


METAIS PESADOS E SEUS COMPOSTOS

Vários metais pesados podem ser germicidas ou anti-sépticos:

-Prata-Mercúrio

-Cobre-Zinco

AÇÃO OLIGODINÂMICA – QUANTIDADES MUITO PEQUENAS DE METAIS EXERCEM ATIVIDADE ANTIMICROBIANA.

Os íons do metal se combinam com os grupos Sulfidrila

(-SH) das proteínas celulares, e ocorre desnaturação.



PRATA:É UTILIZADA COMO ANTISÉPTICO EM SOLUÇÃO

DE NITRATO DE PRATA 1%

Curativos impregnados com prata liberam lentamente os íons demonstram serem úteis quando há

problemas com bactérias resistentes à antibióticos.

EXEMPLOS DO USO DA PRATA COMO

AGENTE ANTIMICROBIANO



MERCÚRIO:Cloreto de mercúrio – tem a história mais longa de

uso como desinfetante – amplo espectro de atividade

EFEITO BACTERIOSTÁTICO.

- Seu uso é limitado devido sua toxicidade, poder de corrosão e ineficácia em contato com a matéria orgânica;-Utilizado em tintas para evitar mofo;- mercurocromo – usado domesticamente.



MERCÚRIO:

Timerosal (Merthiolate) (C9H9HgNaO2S)contém 49% de mercúrio.

Hoje a nova fórmula do Merthiolate apresenta

Digluconato de clorexidina



COBRE:

Sulfato de cobre – usado para inibir algas verdes (algicida)

Hidroxiquinolina de cobre – utilizados em tintas para prevenir mofo



ZINCO:Telhas galvanizadas: revestidas com zinco para evitar crescimento microbiológico;

Soluções de bochecho – cloreto de zinco

Antifúngico em tintas – óxido de zinco (componente de pigmentos)


AGENTES DE SUPERFÍCIE –tensoativos ou surfactantes

Incluem: SABÕES e DETERGENTES

Pouco valor anti-séptico.

Degerminante (remoção mecânica

dos micróbios)


AGENTES DE SUPERFÍCIE – tensoativos ou surfactantes

TRICLOCARBAN e TRICLOSAN - inibem gram-positivas

Desinfetantes de superfície ÁCIDO-ANIÔNICO: ânions reagem com membrana plasmática

(amplo espectro de ação)


COMPOSTOS DE AMÔNIO QUATERNÁRIO (QUATS) – apresenta íon amônio de 4 valências.

Agente de superfície mais amplamente usado (detergente iônico)

Sua capacidade de limpeza está relacionada à parte positivamente carregada (cátion) da molécula

São bactericidas contra gram-positivas e em menor ação contra gram-negativas.


COMPOSTOS DE AMÔNIO QUATERNÁRIO (QUATS)

Afetam a permeabilidade da membrana plasmática.

CLORETO DE BENZALCÔNICO

CLORETO DE CETILPIRIDÍNIO


CONSERVANTES DE ALIMENTOS:- Retardam a deterioração:

o Benzoato de sódio e ácido sórbico – alimentos ácidos (queijos e refrigerantes);

o Propionato de cálcio – pães

o Nitrato de sódio – embutidos (presunto, salame, salsicha)


ALDEÍDOS:Antimicrobianos químicos mais efetivos- Formaldeído- Glutaraldeído

Inativam proteínas formando ligações cruzadas covalentes com vários grupos funcionais orgânicos (-NH2, -OH, -COOH, -SH)


ALDEÍDOS:

GÁS FORMALDEÍDO – excelente desinfetante –encontrado como FORMALINA (37% de gás formaldeído)

Extensivamente usada para conservar amostras biológicas e inativar bactérias e vírus em vacinas


ALDEÍDOS:

GLUTARALDEÍDO – menos irritante e mais efetivo que o formaldeído.

Usado para desinfetar instrumentos hospitalares –pode ser considerado esterilizante.

Usados por agentes funerários para embalsamar.


QUIMIOESTERILIZANTES GASOSOS:

Substâncias químicas que esterilizam em umacâmara fechada com o uso de gás.

- ÓXIDO DE ETILENO: desnatura proteínasMata todos os micróbios e endosporos, mas requer

tempo de exposição prolongado (4 a 18 horas)Altamente penetrante

- Outros gases: óxido de propileno e beta-propiolactona(suspeita de serem carcinogênicos)


PEROXIGÊNICOS:

Exercem atividade antimicrobiana oxidando componentes celulares.

Ex: ozônio, peróxido de hidrogênio, peróxido de benzoíla e ácido peracético.


AGENTES QUIMIOTERÁPICOS:

Antimicrobianos úteis para a ingestão ou injeção no tratamento de doenças.

A principal propriedade para que um agente quimioterápico tenha sucesso refere-se àTOXICIDADE SELETIVA:

capacidade de inibir bactérias ou outros agentes patogênicos sem provocar efeitos adversos no hospedeiro.


AGENTES QUIMIOTERÁPICOS:

Duas categorias:- agentes sintéticos:

análogos de fatores de crescimento

- antibióticos (produzidos por microrganismos)


Agentes sintéticos: Análogos de fatores de crescimento

Ex: SULFAS (Sulfanilamida)Análogo do ácido p-aminobenzóicoinibe a síntese de ácido fólico, precursor de ácidos nucléicos.


ANTIBIÓTICOSCompostos químicos produzidos por

microrganismos que inibem ou matam outros microrganismos – produtos naturais.

Alexander Fleming

descobre a Penicilina em

1928

RESISTÊNCIA A COMPOSTOS ANTIMICROBIANOS

Capacidade adquirida por um organismo de resistir a um agente quimioterápico ao qual este é normalmente susceptível.

Envolve GENES DE RESISTÊNCIA:

-Trocas genéticas-Mutação.

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